非晶态ZrO2镶嵌的超细CeO2催化HCl氧化
Superfine CeO2 Embedded in a Porous ZrO2 Matrix for Catalytic HCl Oxidation
作者单位E-mail
徐希化 南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009;南京工业大学化工学院, 南京 210009  
楼家伟 南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009;南京工业大学化工学院, 南京 210009  
谢兴星 南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009;南京工业大学化工学院, 南京 210009  
费兆阳 南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009;南京工业大学化工学院, 南京 210009 zhaoyangfei@njtech.edu.cn 
刘清 南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009;南京工业大学化工学院, 南京 210009  
陈献 南京工业大学化工学院, 南京 210009  
汤吉海 南京工业大学化工学院, 南京 210009  
崔咪芬 南京工业大学化工学院, 南京 210009  
乔旭 南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009;南京工业大学化工学院, 南京 210009 qct@njtech.edu.cn 
摘要: 采用不同方法制备了铈锆复合氧化物催化剂用于催化HCl氧化反应。自发沉积策略制备的CeO2@ZrO2催化剂中,超细CeO2纳米粒子均匀的镶嵌于非晶态ZrO2中。CeO2粒子显著的“尺寸效应”使得该催化剂具有更高的Ce3+和氧空位浓度,而较高的Ce3+和氧空位浓度使得催化剂具有优异的低温氧化还原性能和储释氧能力。催化性能测试表明,CeO2@ZrO2催化剂展现出最好的催化活性(1.90 gCL2·gcat-1·h-1),同时CeO2粒子周围非晶态的ZrO2阻碍CeO2的高温烧结,提高了该催化剂的稳定性。
关键词: 催化氧化  氧化铈  氯循环  氧空位  尺寸效应
基金项目: 国家科技支撑计划(No.2011BAE18B01)、国家自然科学青年基金(No.21306089)和江苏省高校自然科学基金面上项目(No.13KJB530006)资助。
Abstract: Ce-Zr composite oxide catalysts were prepared by different methods for catalytic HCl oxidation. The nano-sized CeO2 particles embedded in the amorphous ZrO2 matrix fabricated by spontaneous deposition strategy. A significant "size effect" of CeO2 nanoparticles leads to considerably high concentration of Ce3+ and oxygen vacancy sites, which makes the catalyst have excellent low-temperature oxidation reduction performance and oxygen storage capacity. Catalytic performance tests indicate that the CeO2@ZrO2 catalyst shows superior activity (1.90 gCL2·gcat-1·h-1) and good durability. The isolation of CeO2 nanoparticles by the amorphous ZrO2 is a key factor of durability of the catalyst.
Keywords: catalytic oxidation  CeO2  chlorine recycle  oxygen vacancy  size effect
投稿时间:2016-08-29 修订日期:2016-12-20
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徐希化,楼家伟,谢兴星,费兆阳,刘清,陈献,汤吉海,崔咪芬,乔旭.非晶态ZrO2镶嵌的超细CeO2催化HCl氧化[J].无机化学学报,2017,33(3):421-428.
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