Economizing on Precious Metals in Three‐Way Catalysts: Thermally Stable and Highly Active Single‐Atom Rhodium on Ceria for NO Abatement under Dry and Industrially Relevant Conditions**

We show for the first time that atomically dispersed Rh cations on ceria, prepared by a high‐temperature atom‐trapping synthesis, are the active species for the (CO+NO) reaction. This provides a direct link with the organometallic homogeneous Rh^I complexes capable of catalyzing the dry (CO+NO) reaction. The thermally stable Rh cations in 0.1 wt % Rh₁/CeO₂ achieve full NO conversion with a turn‐over‐frequency (TOF) of around 330 h^?1 per Rh atom at 120 °C. Under dry conditions, the main product above 100 °C is N₂ with N₂O being the minor product. The presence of water promotes low‐temperature activity of 0.1 wt % Rh₁/CeO₂. In the wet stream, ammonia and nitrogen are the main products above 120 °C. The uniformity of Rh ions on the support, allows us to detect the intermediates of (CO+NO) reaction via IR measurements on Rh cations on zeolite and ceria. We also show that NH₃ formation correlates with the water gas shift (WGS) activity of the material and detect the formation of Rh hydride species spectroscopically.     

纳米CeO_2/PMMA杂化材料的制备与表征

采用在位分散聚合法制备了纳米CeO2 /PMMA杂化材料.XRD分析表明,杂化材料是无定形的.SEM分析表明,杂化材料中CeO2 含量不同,材料的断面形貌明显不同,随CeO2 含量的增加,杂化材料由韧性断裂向脆性断裂转变.EDS面分析表明,Ce在杂化材料中分布均匀.实验表明,随CeO2 含量的增加,杂化材料的透过率和溶解性降低     

颗粒可控分散技术在CeO2抛光粉生产中的应用研究

通过高能湿法球磨与低温喷雾干燥联用技术对传统沉淀法氧化铈抛光粉后处理工艺进行改进,从而实现生产过程中颗粒的可控分散.通过XRD确定产品晶型,采用SEM,BET和激光粒度仪对改进前后颗粒度变化进行了分析.将该产品与进口产品在ZF7和K9玻片抛光生产线上比较使用,良品率高于进口产品.结果表明该颗粒可控分散技术有效降低了颗粒的团聚程度,提高了颗粒均匀性,改善了抛光性能.     

Nanostructure and conductivity study of yttria doped zirconia films deposited on samaria doped ceria

Yttrium doped zirconia (YSZ) film was deposited on poly-crystalline 10 at.% samaria doped ceria (SDC) and YSZ plate (doped with 8 at.% yttria) by electron beam evaporation deposition. For electrolyte application in solid oxide fuel cells, YSZ can be used with SDC and act as an electron barrier. The conductivity of YSZ and SDC was measured after sintering at 1000 °C. Results indicated that YSZ film became columnar structure, and a new layer formed between the YSZ film and SDC, due to the inter-diffusion between zirconium ions and cerium ions.     

CO氧化反应中的二氧化铈晶面效应

二氧化铈(CeO2)因其具有较强的储放氧能力,被用作氧化还原反应的催化材料.自2005年,研究者制备出形貌可控的CeO2纳米棒、纳米立方块和纳米多面体,在CeO2形貌控制及构效关系研究方面取得长足发展.各种结构表征手段包括原位拉曼(in situ Raman)、原位傅里叶变换红外光谱(in situ DRIFTS)、核磁共振(NMR)和电镜等被用来研究不同形貌CeO2的表面结构和在催化反应中的活性差异.一般的活性规律为CeO2纳米棒({110}/{100})>纳米立方块({100})>纳米多面体({111}/{100}).近年来,负载型CeO2催化剂因其能稳定分散金属,通过金属-载体相互作用调控界面电子结构并表现出优异的催化活性而引起广泛关注,其中晶面效应在负载型CeO2催化体系中显得较为复杂.铜铈催化剂被认为是非常经济有效的CO氧化催化剂,然而由于制备和测试条件差异导致的CeO2晶面对铜铈催化剂催化CO氧化活性的影响规律并不统一.我们之前的研究工作发现纳米棒CeO2-{110}晶面上的Cu-[Ox]-Ce结构不利于形成Cu((40)),而纳米颗粒CeO2-{111}晶面上的CuOx团簇很容易形成Cu((40)),从而对CO催化氧化极为有利,这与纯载体CeO2的规律并不一致.与此同时,对于铜负载的CeO2纳米棒(NR)及纳米立方体(NC)所体现的性质及活性差异缺少系统深入的研究.在上述工作基础上,我们采用沉积沉淀法在CeO2 NR及CeO2 NC上负载1%wt的铜分别得到1Cu CeNR和1Cu CeNC,并对所合成催化剂的结构和吸附性能进行了表征.高分辨透射电镜(HRTEM)照片显示,CeO2纳米棒主要暴露{110}晶面,而CeO2纳米立方体以{100}晶面为主.催化测试结果表明,1Cu CeNC在130℃时CO已完全转化为CO2,而相同温度下1Cu Ce NR只有50%转化.进一步通过氢气程序升温还原(H2-TPR)和一氧化碳程序升温脱附(CO-TPD)分析发现, 1Cu Ce NC催化剂具有较强的还原性且表面氧物种含量高.此外, X射线光电子能谱(XPS)和in situ DRIFTS研究表明, 1Cu Ce NC促进Cu((40))位点生成,导致活性Cu((40))-CO物种增多,这些优异的化学性质导致其具有较高的催化CO氧化活性.     

(Ce0.9Nd0.1)1-xMoxO2-δ(0.00≤x≤0.10)的合成、表征与电性能

采用溶胶-凝胶法合成(Ce0.9Nd0.1)1-xMoxO2-δ(x=0.00、0.02、0.05、0.10)氧化物,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)等手段对氧化物进行结构表征,交流阻抗谱测试电性能.结果表明:所有样品均为单一萤石立方结构;少量MoO3的加入提高了材料的致密性,降低了材料的总电阻、晶界电阻和晶界电阻在总电阻中所占比例,提高了材料的电导率.1200 ℃烧结样品24 h,测试温度700℃时,(Ce0.9Nd0.1)1-xMoxO2-δ(x=O.00)总电导率和晶界电导率分别为0.05和O.19 S·m-1,掺Mo材料(Ce0.9Nd0.1)1-xMoxO2(x=0.02)的总电导率和晶界电导率分别为2.42和3.96 S·m-1.     

天然气中温SOFC阳极材料铒掺杂的氧化铈的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了新型中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阳极材料Ce_1-xEr_xO_y(x=0.00,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30)(EDC),并采用共压-共烧结法制备了以NiO-EDC复合阳极为支撑、以Ce_0.8Gd_0.2O_2-δ(GDC)为电解质、以La_0.8Sr_0.2Co_0.8Fe_0.2O_3-δ(LSCF)-GDC为复合阴极的单电池。利用XRD和SEM等方法对阳极材料EDC进行了晶相结构、微观形貌和化学相容性等分析。在400~700 ℃范围内,以加湿天然气(3% H₂O)为燃料气,氧气为氧化气测试了电池的电化学性能。结果表明：EDC阳极材料具有良好的孔道结构;11种不同阳极组成的单电池中50%(质量分数)NiO-50%(质量分数)Ce_0.85Er_0.15O_y(E15C85)阳极支撑的单电池具有最佳的电化学性能,在650 ℃时其最大电流密度为117.84 mA·cm^-2和最大比功率为24.37 mW·cm^-2。