SBA-15负载CeO2纳米晶的溶胶-凝胶一步合成

以P123为模板剂, 正硅酸乙酯和硝酸铈为前驱体, 通过溶胶-凝胶路线在酸性条件下合成了SBA-15负载氧化铈(CeO2与SiO2质量比为28.7%)有序介孔材料. 采用热重/差热分析(TGA/DTA)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和氮气吸附等手段对所合成材料进行了表征. 结果表明, 合成的材料具有类似于SBA-15的结构, 孔径、孔容和比表面积分别为38.7 Å, 0.46 cm3/g和570 m2/g. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线能谱(EDS)和选区电子衍射花样联合表征证实了铈物种以高分散的CeO2纳米晶的形式分布在介孔基体中.     

Pt/CeO2/CNTs催化剂对甲醇电催化氧化的研究

通过微波乙二醇法制备了Pt/CeO2/CNTs催化剂用于碱性体系中的甲醇电催化氧化,考察了不同的CeO2含量对其电催化活性的影响.X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)结果表明,Pt/CeO2/CNTs催化剂中Pt颗粒较小,在载体上分散性较好.循环伏安曲线和计时电流测试结果表明,Pt/CeO2/CNTs催化剂表现出良...     

掺杂纳米氧化铈紫外屏蔽材料的表征与性能

采用共沉淀法制备了氟锶、氟钙掺杂的纳米氧化铈.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见(UV-vis)光谱对所制备样品的物相组成、晶粒大小、形貌、紫外屏蔽性能进行了表征.XRD分析表明,氟锶、氟钙阴阳离子共掺杂的CeO2为立方萤石结构,共掺杂阴阳离子使CeO2的晶格常数增大.SEM结果表明,掺杂后的氧化铈均为球形纳米颗粒团聚物.紫外可见(UV-Vis)光谱表明,共掺杂氧化铈的紫外吸收边红移,紫外屏蔽性能增强.     

不同制备方法对氧化铈结构及甲苯催化燃烧性能的影响

采用溶胶-凝胶-超临界干燥法、水热法及共沉淀法分别合成了氧化铈气凝胶(CeO2-A)、纳米棒(CeO2-R)和纳米片(CeO2-F).考察了不同形貌氧化铈的催化燃烧甲苯性能,通过多种方法分析表征了氧化铈样品的微观结构,讨论了不同方法制得的CeO2形貌结构对催化性能的影响.结果表明,CeO2-R和CeO2-F比表面积较低...     

Pd-O/CeO_2纳米管催化苯酚氧化羰基化反应

以碳纳米管(CNTs)为模板,采用液相沉积-水热法制备了管状纳米氧化铈(Ce O2-NT).利用X射线衍射、透射电镜和N2等温吸附-脱附技术对其结构进行了表征,所得Ce O2-NT外径~25 nm,长度大于300 nm,管壁由粒径4–9 nm的Ce O2晶粒组成,比表面积为108.8 m2/g.以其为载体制备了Pd-O/Ce O2-NT催化剂,程序升温还原结果发现,该催化剂表面氧在低温下即可被还原,具有较高的活性.将Pd-O/Ce O2-NT用于催化苯酚氧化羰基化反应,催化剂活性和碳酸二苯酯(DPC)选择性均高于零维CeO 2负载的Pd-O/Ce O2-P催化剂.在优化的条件下,苯酚转化率为67.7%,DPC选择性为93.3%.但该催化剂再次使用时活性下降明显,这是由于Pd-O/Ce O2-NT的管状结构在反应过程中被破坏,并且活性组分Pd流失所致.     

低于300°C时两种氧化铈材料对稀燃阶段NO_x存储性能的影响

研究了低于300°C时两种氧化铈对稀燃阶段NOx存储性能的影响,催化剂由2%(w)Pt/Al2O3(PA)与CeO2-X(X=S,I)机械混合制备.X射线衍射(XRD),BET表面积和扫描电子显微镜(SEM)用于表征材料的物理结构.X射线光电子能谱(XPS)和H2程序升温还原(H2-TPR)用于表面Ce3+和活性氧定量.原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in-situ DRIFTS)用于分析表面NOx吸附物种.相比于CeO2-I,CeO2-S具有优良的物理化学性能,包括高比表面积、丰富的空隙结构、较高的抗老化能力及表面Ce3+浓度.因而,Pt/Al2O3+CeO2-S表现出优异的NOx存储能力.此外,PA+CeO2-X(X=S,I)上存在Pt与CeO2之间的相互作用,可提高表面氧物种的活性进而促进NO氧化及NOx存储.PA+CeO2-S上的这种相互作用要强于PA+CeO2-I.研究表明,表面Ce3+浓度和活性氧含量对NOx存储起到重要作用.然而经过水热处理后,Pt与老化的氧化铈(ACS,ACI)之间的相互作用降低,并且两种氧化铈NOx存储性能显著下降.另外,与PA+ACS(ACI)相比,PA+PACS(PACI)样品NOx存储能力得到改善,这归因于表面氧物种活性增加能促进硝酸盐的形成.     

CeO_2/ZnO复合纳米管的制备及其光催化性能的研究

用纳米CeO2掺入ZnO纳米管制备了CeO2/ZnO复合纳米管,考察了复合纳米管的光学及其光催化性能,并运用X射线衍射、透射电镜、比表面积测定和紫外-可见漫反射光谱等技术对样品进行了表征.结果表明,与ZnO纳米管相比,CeO2/ZnO复合纳米管的比表面积虽有所降低,但光催化活性有所提高,随着复合纳米CeO2量的增加,催化剂的光催化活性相应降低,太阳光下CeO2/ZnO复合纳米管对甲基橙溶液也有较高的催化活性.     

表面活性剂模板法制备CeO_2/CuO催化剂用于富氢气氛中CO优先氧化

采用表面活性剂模板法合成了一组不同配比的CeO2/CuO催化剂,使用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附脱附和程序升温还原(H2-TPR)等测试手段对催化剂进行了表征,并对其在富氢气氛中CO优先氧化的催化性能进行了研究。结果表明,立方相萤石结构的氧化铈颗粒粒径在4 nm左右,它们聚集成小簇后分散在块状氧化铜的表面;从粒径分布来看所制备的催化剂是逆负载型催化剂。催化性能测试结果显示,CeO2/CuO催化剂中有两种类型吸附位的存在,即由CuO提供的化学吸附位和由氧化铈提供的氧空位,而界面处两种类型吸附位的共存促进了CO的优先氧化。     

规则中孔氧化铈的纳米铸型合成及作为高CO氧化活性金催化载体的应用(英文)

以有序的中孔炭材料CMK-3为模板,以硝酸铈为前体,利用纳米铸型法合成了具有规则结构的中孔氧化铈,考察了模板脱除温度对中孔氧化铈微结构的影响.热重、元素分析、X射线衍射、透射电镜和氮气物理吸附结果表明,炭模板的脱除温度可低至350℃,所得氧化铈具有二维六方规则结构,比表面积高达167 m~2/g,孔径分布集中在3～5nm.采用胶体沉积法将2-5nm的金溶胶粒子沉积到所得氧化铈表面制得了Au/CeO_2催化剂,考察了Au/CeO_2在CO氧化反应中的活性.结果表明,该催化剂的活性较常规氧化铈制备的金催化利有明显提高,这可能与载体的规则结构有关.     

SiO2纳米管的合成及表面功能修饰研究

在氨水的负催化作用下, 用酒石酸氢铵作模板剂, 原硅酸四乙酯(TEOS)经水解、缩聚, 生成SiO₂纳米管. 利用硅烷偶联剂KH-570对SiO₂纳米管进行表面修饰, 将乙烯基(-CH＝CH₂)引入SiO₂纳米管表面, 改善其表面功能性. 通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和傅立叶红外(FT-IR)等分析测试手段研究了SiO₂纳米管的形貌结构及其表面修饰性能. 结果表明: 溶液的pH值是影响SiO₂纳米管形貌的最主要因素, 最合适的酸碱度是4.5≤pH≤5.0; 纳米管平均外径300 nm, 内径100 nm, 长度10 µm以上, 管径均匀, 管壁表面光滑平坦, 没有出现裂纹等缺陷, 为无定形结构. KH-570功能修饰前后的纳米管形貌没有发生任何变化.     

Formation and oxidation state of CeO(2-x) nanotubes

Well-crystalline CeO(2-x) nanotubes are synthesized via a mild hydrothermal reaction route using cerium nitrate and ammonium hydroxide as reactants. The CeO(2-x) nanotubes have the same structure as the bulk CeO2 but larger lattice parameter. The measurement of the ratio of M5/M4 edge shows the valence reduction of cerium ions for the CeO(2-x) nanotubes.     

Co3O4/CeO2 CO氧化的原位红外光谱研究

采用沉淀氧化法制备了Co₃O₄/CeO₂催化剂。分别在干、湿条件下进行了一氧化碳氧化反应研究。运用FT-IR表征手段,在钴铈复合氧化物上进行了CO吸附及CO/O₂共吸附研究。结果表明,与纯的Co₃O₄样品相比,Co₃O₄/CeO₂具有明显的抗湿气能力。Co₃O₄/CeO₂催化剂在进行CO氧化时,表面形成了类碳酸盐物种。当环境温度低于453 K时,催化剂上类碳酸盐的生成与形成类碳酸盐物种后受热分解存在着动态平衡。当环境温度高于493 K,催化剂上生成的类碳酸盐物全部受热分解。氧化铈的加入提高了催化剂的抗湿气性能。较小粒径的Co₃O₄与CeO₂产生的强相互作用可使CeO₂向Co₃O₄提供氧,因而间接提供了CO氧化需要的氧。     

Cerium oxide nanoparticles scavenge nitric oxide radical (˙NO)

In this study we have obtained evidence that cerium oxide nanoparticles (CeO(2) NPs) are able to scavenge nitric oxide radical. Surprisingly, this activity is present in CeO(2) NPs with a lower level of cerium in the 3+ state (CeO(2) NPs with low 3+/4+ ratio and therefore a reduced number of oxygen vacancies), in contrast to the superoxide scavenging properties which are correlated with an increased level of cerium in the 3+ state (CeO(2) NPs with high 3+/4+ ratio and therefore an increased number of oxygen vacancies).     

Au/Ce1-xZrxO2催化剂的制备、表征及其在CO氧化和水煤气变换反应中的催化性能

采用共沉淀法制备了不同锆铈摩尔比的Ce1-xZrxO2(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9和1.0)氧化物,并以改性的浸渍法制备了金担载量为1%(质量分数)的Au/Ce1-xZrxO2催化剂.考察了催化剂在低温CO氧化和水煤气变换反应中的催化性能.应用氮物理吸附、X射线衍射、透射电镜和H2程序升温还原等技术对氧化物载体及其负载金催化剂进行了表征,并与其催化性能进行了关联.结果表明,与纯CeO2和ZrO2相比,Ce1-xZrxO2的比表面积增大而孔径减小,孔分布更加集中.Zr的加入使表面Ce4 的还原更加困难,使体相Ce4 的还原更加容易.活性组分金的加入有利于铈锆氧化物的还原.ZrO2载体较大的孔径使金在载体表面分散均匀而粒子较小,因此与Au/CeO2和Au/Ce1-xZrxO2相比,Au/ZrO2具有更好的低温CO氧化活性和水煤气变换活性,而Au/CeZrO在高温下的水煤气变换反应中表现出更好的催化性能.     

用于部分氧化甲烷制合成气的铈基氧载体性能表征

将稀土氧化物CeO2中的晶格氧用于熔融盐体系下甲烷部分氧化制取合成气的新方法,采用浸渍法制备了负载型铈基氧载体,利用XRD、O2-TPD、H2-TPR分析手段对氧载体进行了表征.在甲烷气氛下进行了CeO2的热重实验.在熔融盐反应器中分别考察了添加1%TiO2和MgO两种不同助剂对10?O2-Al2O3负载型氧载体反应性能的影响.结果表明,CeO2容易失去晶格氧被还原为低价态铈的氧化物,同时把甲烷部分氧化成H2和CO,有着良好的循环使用性能.助剂的添加能够明显改善氧载体的反应活性,其中以添加MgO比较理想.     

水热法合成Bi2S3纳米管及其生长机理

以硝酸铋[Bi(NO)3]和硫化钠(Na2S)为反应原料, 采用水热法在120 ℃下反应12 h, 制备出Bi2S3纳米管. 利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)和高分辨透射电镜(HRTEM)对其结构和形貌进行了表征. 结果表明, 所制备的产物是结晶良好的正交相Bi2S3纳米管, 其外径为100~500 nm, 内径为50~200 nm, 长为1~5 μm. 根据实验结果讨论了Bi2S3纳米管的生长机理. 初步研究了反应温度和矿化剂种类对产物形貌和结构的影响.     

CeO_2/Pt复合电极及其电催化特性

应用恒电位沉积(psd)和电位脉冲沉积(ppd)法在Pt基底制备CeO2/Pt复合电极,用能量色散X射线光谱(EDX)和X射线衍射(XRD)检测CeO2纳米粒子的成分和结构,场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察样品形貌.结果表明:CeO2颗粒细小、致密.在KOH溶液中,CeO2/Pt对甲醇氧化和氧还原有电催化作用;若在稀硫酸中溶除CeO2/Pt电极(ppd)的部分CeO2,则电极的电催化作用进一步增强.     

CeO2 as the Oxygen Carrier for Partial Oxidation of Methane to Synthesis Gas in Molten Salts： Thermodynamic Analysis and Experimental Investigation

A new technique -- the direct partial oxidation of methane to synthesis gas using lattice oxygen in molten salts medium has been introduced. Using CeO2 as the oxygen carrier, thermodynamic data were calculated in the reaction process, and the results indicated that direct partial oxidation of methane to synthesis gas using lattice oxygen of cerium oxide is feasible in theory. In a stainless steel reactor, the effects of temperature and varying amounts of γ-Al2O3 supported CeO2 on cn4 conversion, H2 and CO selectivity, were investigated, respectively. The results show that 10% CeO2/γ-Al2O3 has the maximal reaction activity at a temperature of 865 ℃ and above, the H2/CO ratio in the gas that has been produced reaches 2 and the CH4 conversion, H2 and CO selectivity reached the following percentages： i.e. 61%, 89%, and 91% at 870 ℃, respectively. In addition, increase of reaction temperature is favorable for the partial oxidation of methane.     

Synthesis and Photocatalytic Activity of Cerium(IV) Fibrous Nanostructures

The method using cellulose as a template was proposed for the synthesis of fibrous structures consisting of cerium(IV) oxide nano-sized particles. The chemical composition and morphology of the samples as functions of the annealing temperature were studied by X-ray diffraction analysis, IR spectroscopy, and scanning electron microscopy. It was shown that CeO2 particles obtained from Ce(NO3)3 by the template synthesis at 800°C have the highest photocatalytic activity in the photodestruction of methyl orange (pH = 3.5, acetate buffer) and phenol. It was revealed that CeO2 particles exhibit photoprotective properties in the hydrotartrate buffer solution of methyl orange.     

Sonochemical synthesis of cerium oxide nanoparticles-effect of additives and quantum size effect

Cerium oxide (CeO(2)) nanoparticles were prepared sonochemically, by using cerium nitrate and azodicarbonamide as starting materials, and ethylenediamine or tetraalkylammonium hydroxide as additives. The additives have a strong effect on the particle size and particle size distribution. CeO(2) nanoparticles with small particle size and narrow particle size distribution are obtained with the addition of additives; while highly agglomerated CeO(2) nanoparticles are obtained in the absence of additives. Monodispersed CeO(2) nanoparticles with a mean particle size of ca. 3.3 nm are obtained when tetramethylammonium hydroxide (TMAOH) is used as the additive and the molar ratio of cerium nitrate/azodicarbonamine/TMAOH is 1/1/1. Blue shifts of the absorption peak and the absorption edges of the products are observed in the UV-Vis absorption spectra as a result of the quantum size effect. The samples have been characterized using powder XRD, TEM, DLS, and absorption spectra.