论文部分内容阅读
在氧化反应中，CeO2常作为一类活性催化剂，单独的CuO、CeO2催化剂催化活性却很低，而CuO/CeO2催化剂的催化活性则有所提高。同时掺杂Cu、Zr的CeO2催化活性却少见报道。本文通过制备CuO含量不同的系列CuO/ZrO2-CeO2固溶体，并用XRD、Raman、分散度测定法表征其结构，考察了固溶体中氧缺位、CuO表面分散度大小对CO氧化活性的影响。
改进了测定CuO分散度的实验参数。考察了催化剂用量、升温速率和N2O氧化温度对CuO表面分散度影响。实验理想条件为：催化剂用量50mg、升温速率为10℃/min、N2O再氧化温度为25℃。并用改进的测定法测定了CuO2.5/Ce0.7Zr0.302催化剂中CuO的分散度。发现CO氧化活性同催化剂表面的CuO分散度有密切关系，即分散度越高，催化活性越好。
分别采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备CuO2.5-Ce0.7Zr0.302(下写为CuO2.5-CzO)、CuO2.5/Ce0.7Zr0.302(下写为CuO2.5/CzO)催化剂，并进行了CO氧化活性测试，发现CuO2.5-CZO-400、CuO2.5/CZO-400、CuO2.5-CZO-650、CuO2.5/CZO-650(400，650分别表示焙烧温度400℃，650℃)的T90(转化率为90％时所需的反应温度)分别为92℃、105℃、92℃、105℃；通过分散度测试得CuO2.5/CZO-400和CuO2.5/CZO-650的表面CuO分散度分别为71.7％、57.9％，而CuO2.5-CZO-400和CuO2.5-CZO-650的表面CuO分散度则为28.1％和4.3％；由拉曼光谱图得CuO2.5-CZO-400、CuO2.5/CZO-400、CuO2.5-CZO-650、CuO2.5/CZO-650催化剂的氧缺位比重(A614/A466)分别为55％，34％，52％，38％。结果采用溶胶-凝胶法制备的CuO2.5-CZO催化剂的CO氧化活性明显高于浸渍法制备的CuO2.5/CZO催化活性。其原因或许是当CuO含量较低时，溶胶-凝胶法制备的CuO2.5-CZO催化剂CuO表面氧缺位比重较大，导致CO氧化活性提高。
当催化剂中CuO的含量由2.5％增至15％时，我们发现采用浸渍法制备的催化剂CO氧化活性高于溶胶-凝胶法制备的催化剂活性。CuO15/CZO-400、CuO15-CZO-400、CuO15/CZO-650和CuO15-CZO-650的T90(转化率为90％时所需的反应温度)分别为90℃、94℃、108℃和110℃；CuO15/CZO-400和CuO15/CZO-650的表面CuO分散度分别为59.06％、0.76％，而CuO15-CZO-400、和CuO15-CZO-650的表面CuO分散度分别为28.95％和7.73％；CuO15-CZO-400、CuO15/CZO-400、CuO15-CZO-650、CuO15/CZO-650催化剂的A614/A466为37.6％，46.6％，25.6％，35.2％。可能其原因为当CuO含量增大时，浸渍法制备的催化剂中进入晶相的CuO的量达到饱和后，表面CuO比重则较高，其活性中心比较多，导致CO氧化活性提高。