鈰鑭鋁共生共存復(fù)合氧化物的制備及其儲(chǔ)氧性能研究.pdf

1、隨著大氣霧霾越來(lái)越嚴(yán)重地威脅著人類(lèi)的健康生活，人們對(duì)汽車(chē)尾氣的催化凈化要求變得越來(lái)越苛刻。而催化轉(zhuǎn)化技術(shù)是控制汽車(chē)尾氣污染最為直接和有效的方式。三效催化劑(TWC)由于其能夠?qū)⑵?chē)尾氣主要成分CO、HC和NOx同時(shí)轉(zhuǎn)化成為對(duì)環(huán)境友好的CO2、N2和H2O，成為了尾氣治理的主要手段。然而三效催化劑的活性組分Pt、Pd和Rh等，只有在理論空燃比附近才能發(fā)揮最大功效，因此，需要使用儲(chǔ)放氧性能優(yōu)異的鈰基復(fù)合氧化物來(lái)減小發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中空燃比的震

2、蕩。本文通過(guò)改進(jìn)的檸檬酸絡(luò)合法制備了一系列鈰鑭鋁共生共存復(fù)合氧化物，以提高鈰基儲(chǔ)氧材料的儲(chǔ)氧能力以及在高溫水熱條件下的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　鑭的摻入可以進(jìn)入氧化鈰和鈰鋁共生共存復(fù)合氧化物的晶格中形成固溶體結(jié)構(gòu)，顯著改變晶體的晶胞參數(shù)，使得晶面間距增加，晶胞體積增大，晶格完整度下降，抑制鈰鑭固溶體(CL)以及共生共存復(fù)合氧化物(CLA)水熱老化過(guò)程中晶胞的團(tuán)聚長(zhǎng)大。增強(qiáng)了鈰鑭固溶體樣品中體相氧向表面遷移的能力，使其氧化還原性能

3、得到增強(qiáng)。
　　鈰鑭鋁共生共存復(fù)合氧化物中，γ-Al2O3并未進(jìn)入鈰鑭固溶體（CeO2-La2O3）物相，即沒(méi)有生成Ce-La-Al-O固溶體。但由于共生共存效應(yīng)，經(jīng)過(guò)共生過(guò)程的復(fù)合氧化物平均晶粒大小約為機(jī)械混合氧化物的三分之一。生共存復(fù)合氧化物在共生過(guò)程中，各組分混合均勻，兩相彼此之間發(fā)生了強(qiáng)的相互作用，使CeO2的晶格發(fā)生畸變，因而得到了平均晶粒大小約為5nm的復(fù)合氧化物，儲(chǔ)氧量約為相同組分的機(jī)械混合樣品的3倍。
　　共

4、生共存復(fù)合氧化物(Ce0.92La0.08)0.4Al0.6O2-z具有最高的儲(chǔ)氧量(OSC)979μmol·g-1，相比之下，純氧化鈰樣品的OSC僅為315μmol·g-1。經(jīng)水熱老化處理之后，CLA樣品仍然可以保持高達(dá)880μmol·g-1的儲(chǔ)氧量。這些結(jié)果是由于La3+摻入二氧化鈰晶格內(nèi)形成了CeO2-La2O3固溶體以及鈰鑭固溶體和γ-Al2O3之間的強(qiáng)相互作用，影響了氧化物結(jié)構(gòu)的均勻性，形成氧空位并抑制CLA晶體顆粒在水熱老化