鈰基核殼納米材料的制備及其催化性能的研究.pdf

1、空氣污染已成為了中國乃至全球的世界性難題，這主要是由過多依賴化石燃料的工業(yè)化發(fā)展以及汽車保有量迅猛增加造成的。因此，脫除CO迫在眉睫，而CO催化氧化作為簡便節(jié)能的CO脫除方法成為了研究焦點。在CO催化劑中，氧化鈰(CeO2)因為擁有豐富的氧空位缺陷，高儲氧能力和Ce3+/Ce4+電子對的氧化還原特性，能夠提高CO催化氧化反應速率，而得到廣泛的關注。鈰基納米材料的催化活性的影響因素有很多，如形貌、氧空位、界面結構、暴露的晶面和納米復合材料

2、間的協(xié)同作用等。本文的研究內容是以殼聚糖為軟模板，利用簡單的溶劑熱法可控制備了CeO2核殼納米球，并用沉淀沉積法在其表面負載貴金屬金進行化學改性來提高樣品的CO催化性能。本課題的主要研究內容及結果如下:
　　1.氧化鈰核殼納米球的制備及其催化性能的研究
　　我們以殼聚糖為軟模板通過溶劑熱的方法制備了大小均勻，分散性良好的CeO2核殼納米球。為了進一步研究核殼納米球的形成機理和殼聚糖在反應中的作用，我們進行了一系列的對比實驗。

3、結果表明，CeO2核殼納米球的形成經歷了CeO2納米晶的形成、不定向自組裝以及部分納米晶的溶解過程。通過與沒有殼聚糖參與制備的CeO2類立方塊對比發(fā)現(xiàn)，在整個形成過程中，作為軟模板和還原劑，殼聚糖起到了重要作用，改變了CeO2的形貌和暴露晶面。更重要的是，殼聚糖的存在顯著增加了CeO2中的氧空位數(shù)量，從而提高了催化效能。
　　2.載金氧化鈰核殼納米球的制備及其催化性能的研究
　　為了提高CeO2的催化性能，我們對制備的CeO

4、2核殼納米球進行化學改性——負載貴金屬金納米顆粒。本節(jié)通過沉淀沉積法把不同量的金負載到CeO2核殼納米球和類立方塊上，制備出一系列不同載金量的樣品。我們通過SEM-EDSmapping、XPS、H2-TPR、CO催化氧化等測試對所得產物進行表征。EDS mapping的測試結果表明，金在CeO2上呈均勻分布狀態(tài)。載金后的氧化鈰的氧空位數(shù)量明顯增加，還原性能得到顯著改善，進而使催化性能得到顯著的提高。另外，載體是具有介孔結構的氧化鈰，能夠