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钵气凝胶(CeO_2-A)、纳米棒(CeO_2-R)和纳米片(CeO_2-F)。考察了不同形貌氧化钵的催化燃烧甲苯性能,通过多种方法分析表征了氧化钵样品的微观结构,讨论了不同方法制得的CeO_2形貌结构对催化性能的影响。结果表明,CeO_2-R和CeO_2-F比表面积较低,并且仅暴露(111)晶面,催化燃烧甲苯活性较低。CeO_2-A具有高比表面积和丰富的孔道结构,有利于反应物分子的吸附,而且同时暴露(100)和(111)两种活性晶面,增加了氧空位浓度(O_(sur)/O_(latt)=0.25)。此外,CeO_2-A由于表面晶格氧移动性较强,有利于Ce~(3+)/Ce~(4+)氧化还原的循环,加快甲苯深度氧化反应的进行。因此,CeO_2-A具有更加优异的催化燃烧甲苯活性,t_(50)和t_(90)分别为223和239℃,这主要归因于其大比表面积、高暴露活性晶面以及强晶格氧迁移性。