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随着汽车尾气污染日益加剧及排放控制法规日趋严格,对Pt/CeO2-ZrO2催化剂HC低温氧化活性提出了更高的要求。本文以研发高活性HC氧化催化剂为核心,通过引入硫酸化处理,对Pt/CeO2-ZrO2催化剂进行了固体酸改性。采用等体积浸渍法制备了一系列不同硫酸负载量的Pt/SO42-/CeO2-ZrO2催化剂并考察了其HC氧化活性,结果表明固体酸改性能显著提高其丙烷氧化活性。当硫酸负载量为10wt.%时,催化剂的活性最佳,相对于未改性样,其T50降低了61oC。在此基础上,采用XRD、BET、Raman、H2-TPR、CO-FTIR、NH3-FTIR、NH3-TPD及in-situ FTIR等表征手段对固体酸改性前后催化剂的物相结构及表面性质、贵金属Pt的价态及其可还原性、催化剂表面的酸性位及其强度、丙烷吸附及其氧化过程等方面进行了研究。结果表明,经固体酸改性后,催化剂表面形成了大量的硫酸盐。强电负性的表面硫酸盐与贵金属Pt发生相互作用,从而使得更多的Pt以缺乏电子的亚稳态Ptδ+物种存在。通过原位氧化-还原处理研究进一步表明,当Ptδ+物种的可还原性最大时其对应的丙烷氧化活性最佳。另外,经固体酸改性后,表面硫酸盐的大量存在使得催化剂的Br nsted酸性位显著增强,而Lewis酸性位则明显减弱,当催化剂表面的Br nsted酸位最强时,对应的丙烷氧化活性最佳。对固体酸改性前后丙烷氧化过程分析表明,经固体酸改性后,活性物种Ptδ+的大量形成,为丙烷氧化提供了高活性的氧物种;而大量Br nsted酸位的产生,则有助于丙烷氧化活性过程中H-C键的解离;另外,由于表面硫酸盐对铈锆载体的覆盖作用,使得反应产物CO2不能吸附于铈锆载体表面生成表面羧酸盐、碳酸氢盐、单齿碳酸盐及双齿碳酸盐等难以脱附的碳酸盐物种,进而保护了催化剂表面活性位免受碳酸盐相关物种的干扰,从而提高了催化剂的活性。