MnO-,x-復(fù)合氧化物上甲醛和一氧化碳催化氧化性能研究.pdf

1、由于具有可變的價態(tài)，MnOx及MnOx基復(fù)合氧化物材料被廣泛應(yīng)用于催化領(lǐng)域。本論文研究工作采用改進(jìn)的共沉淀法制備不同Mn含量的一系列MnOx-CeO2復(fù)合氧化物，用改進(jìn)的溶膠凝膠法制備了CuxCe1-xO2-δ和MnxCe1-xO2-δ固溶體氧化物，用浸漬法制備CuO/OMS-2催化劑。通過XRD、Raman、H2-TPR、in situ DRIFT、SEM、XPS等技術(shù)對樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并對比研究了MnOx-CeO2復(fù)合氧化物以及C

2、uxCe1-xO2-δ和MnxCe1-xO2-δ固溶體氧化物對CO和HCHO催化氧化活性，對CuO/OMS-2催化劑的CO氧化活性也進(jìn)行了初步研究。 1.高比表面積Mn(Cu)xCe1-xO2-δ固溶體氧化物的制備以及對HCHO、CO氧化性能的研究 Mn(Cu)xCe1-XO2-δ催化劑采用改進(jìn)的溶膠凝膠法制備，兩種催化劑的Ce/Cu和Ce/Mn(摩爾比)為9:1，前驅(qū)物經(jīng)N2氣氛800℃焙燒后再在空氣中400℃焙燒。

3、CuxCe1-xO2-δ和MnxCe1-xO2-δ的比表面積分別為105和112 m2/g，比用常規(guī)方法制備的樣品大大增加。Raman光譜結(jié)果表明CuxCe1-xO2-δ的氧缺位濃度高于MnxCe1-xO2-δ，CO化學(xué)吸附原位紅外光譜表明CO在CuxCe1-xO2-δ催化劑有較強(qiáng)的化學(xué)吸附，在MnxCe1-xO2-δ催化劑上并不吸附。而氧缺位和吸附在活性金屬氧化物上的CO是影響CO催化氧化活性的最重要的兩個因素，因此CuxCe1-xO

4、2-δ催化氧化CO活性遠(yuǎn)高于MnCe1-xO2-δ。對于HCHO催化氧化的活性物種則是晶格氧，CO-TPR結(jié)果表明MnxCe1-xO2-δ中Mn的晶格氧較CuxCe1-xO2-δ中Cu的晶格氧更為活潑，所以MnxCe1-xO2-δ催化氧化HCHO的活性略高。 2.對比研究MnOx-CeO2復(fù)合氧化物催化氧化CO和HCHO性能以Mn(NO3)2、KMnO4、Ce(NO3)3為前軀體，以。KOH為沉淀劑的氧化還原沉淀法制備了一系列不

5、同Mn含量的MnOx-CeO2催化劑。該系列催化劑的CO和HCHO氧化活性均高于其他方法制備的催化劑。對HCHO的催化活性隨著催化劑Mn含量的升高而升高，MnOx的活性最高。而對CO催化氧化活性規(guī)律則完全不同，Mn含量為50％時活性最高。為了深入探究反應(yīng)機(jī)理，本文按每克Mn來計算比速率進(jìn)行比較研究。HCHO氧化的比速率隨著催化劑中Ce含量的改變基本不變，而CO氧化的比速率隨著Ce含量的增加而升高。結(jié)果表明，對于HCHO氧化Mn的晶格氧是

6、主要的活性物種，Ce的加入只是活化了Mn的晶格氧。對于CO氧化Ce為反應(yīng)提供活性氧物種，因此Ce的加入極大的提高了反應(yīng)速率。 3.OMS-2分子篩的制備以及CuO/OMS-2催化氧化CO性能研究 本文以MnSO4和KMnO4為前軀體采用回流法在酸性介質(zhì)中合成氧化錳八面體分子篩(OMS-2)。采用浸漬法制備了CuO/OMS-2催化劑在400℃空氣氛下進(jìn)行焙燒，并進(jìn)行了CO活性測試。從SEM照片可以看出OMS-2分子篩為納米