调控Cu/CeO催化剂形貌增强低温CO氧化的耐水性

作     者：薛晶 李巧艳 李书宁 梁美生 

作者机构：太原理工大学环境科学与工程学院 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：山西省基础研究计划项目(202203021211140 20210302124131) 

主　　题：耐水性 CO氧化 Cu/CeO 催化剂 形貌调控 结构缺陷 

摘      要：本文合成了管状、棒状和颗粒状的Cu/CeO2的催化剂，探讨了其在潮湿条件下氧化CO的结构-性能相关性.结果表明，管状催化剂(CuCe-NT)具有优异的低温活性和抗H2O稳定性.根据表征，CuCe-NT与纳米棒状(CuCe-NR)和纳米颗粒状(CuCe-NP)催化剂相比，结晶度更低、表面积更大且结构缺陷更多，从而增强了CuOx与CeO2间的相互作用，加强了Ce4+/Ce3+和Cu2+/Cu+的氧化还原循环，使表面富集大量Ce3+和Cu+，进一步促进了CO的吸附和氧化.此外，中空结构的CuCe-NT具有较大的孔径，可有效抑制H2O的缔合吸附，从而抑制氧空位上惰性OH的生成，在潮湿条件下保持较高的氧化性.In situ DRIFTS表明，相比于CuCe-NP，中空结构的CuCe-NT可以缓解H2O与CO的竞争性吸附，抑制桥式碳酸盐的形成，确保在潮湿环境下氧化CO.本工作从吸附H2O的类型和反应机理方面证明了催化剂结构对耐H2O性的影响，为设计耐H2O性CO氧化催化剂提供了一种巧妙的策略.