催化学报

催化学报 ›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (3): 283-288.

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Co0.2/Ce1-xZrxO2催化剂的制备、表征及其催化碳烟燃烧反应性能

韦岳长 1, 刘坚 1, 赵震 1, 姜桂元 1, 段爱军 1, 何洪 2, 王新平 3   

  1. 1 中国石油大学重质油国家重点实验室, 北京 102249 2 北京工业大学环境与能源工程学院化学化工系, 北京 100022 3 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室, 辽宁大连 116024
  • 收稿日期:2010-03-25 出版日期:2010-03-25 发布日期:2010-03-25

Preparation and Characterization of Co0.2/Ce1-xZrxO2 Catalysts and Their Cata-lytic Activity for Soot Combustion

WEI Yuechang1, LIU Jian1, ZHAO Zhen1,*, JIANG Guiyuan1, DUAN Aijun1, HE Hong2, WANG Xinping3   

  1. 1State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, China University of Petroleum, Beijing 102249, China 2Department of Chemistry and Chemical Engineering, College of Environmental and Energy Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100022, China
  • Received:2010-03-25 Online:2010-03-25 Published:2010-03-25

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摘要： 采用微孔扩散-共沉淀法制备了不同 Ce/Zr 摩尔比的 Ce1-xZrxO2 (x = 0, 0.2, 0.4, 0.5) 固溶体, 并以此为载体用超声波助分散等体积浸渍法制备了 Co0.2/Ce1-xZrxO2 催化剂, 考察了催化剂中 Ce/Zr 比对其催化柴油车尾气碳烟颗粒物燃烧反应性能的影响. 结果表明, 在催化剂与碳烟颗粒松散接触条件下, Co0.2/Ce1-xZrxO2 催化剂催化碳烟颗粒物燃烧的活性非常高. 其中 Co0.2/Ce0.8Zr0.2O2 催化剂活性最高, T10, T50, T90 和 SmCO2 分别为 316 oC, 385 oC, 413 oC 和 99.9%. 这与目前文献报道的松散接触条件下活性最高的担载 Pt 催化剂相近. 应用 X 射线衍射、透射电镜、扫描电镜、紫外-可见漫反射和傅里叶变换红外光谱技术对 Ce1-xZrxO2 固溶体及 Co0.2/Ce1-xZrxO2 催化剂进行了表征. 结果表明, Ce1-xZrxO2 固溶体由纳米级小颗粒组成 (平均粒径在 10 nm 左右). 适量的 Ce/Zr 比有利于改善立方尖晶石型 Co3O4 在 Ce1-xZrxO2 固溶体表面的分散, 从而提高催化剂活性. 程序升温还原结果表明, Co0.2/Ce0.8Zr0.2O2 催化剂具有最优的低温还原特性, 与它具有最高的催化活性相一致.

关键词: 铈, 锆, 固溶体, 碳烟燃烧, 钴氧化物, 微孔扩散-共沉淀法

Abstract: Co0.2/Ce1-xZrxO2 catalysts showed very high activity for soot combustion under loose contact conditions. The right Ce/Zr molar ratio was beneficial for optimizing the dispersion of Co particles and enhancing the catalyst activity.

Key words: cerium, zirconium, solid solution, soot combustion, cobalt oxide, micropore-diffused coprecipitation