【摘 要】
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本研究以硝酸铈、硝酸锆为原料使用溶剂热合成法,制备了 CeO2-ZrO2纳米棒催化剂(Ce0.7Zr0.3O2(NR)),并用于柴油车尾气碳颗粒催化净化.催化活性检测证实:Ce0.7Zr03O2(NR)纳米
【机 构】
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西华师范大学环境科学与工程学院,南充,637009;中南大学冶金与环境学院,长沙,410006
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本研究以硝酸铈、硝酸锆为原料使用溶剂热合成法,制备了 CeO2-ZrO2纳米棒催化剂(Ce0.7Zr0.3O2(NR)),并用于柴油车尾气碳颗粒催化净化.催化活性检测证实:Ce0.7Zr03O2(NR)纳米棒催化剂可有效净化柴油车尾气碳烟颗粒.在Ce0.7Zr03O2(NR)存在下,碳颗粒净化率为10％、50％和90％时,所需温度分别仅为375℃、414℃和455℃,比商用Ce0.7Zr0.3O2和 Ce0.3Zr07O2催化剂性能更优.采用氮吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术对催化剂进行表征.XRD和Raman结果证实,Ce0.7Zr0.3O2(NR)主要由立方相CeO2构成,并掺杂了少量四方相氧化锆.SEM和TEM结果则显示,Ce0.7Zr0.3O2(NR)催化剂颗粒明显由纳米棒堆积而成,特定的纳米形貌会影响其对碳颗粒的催化氧化活性.XPS结果证明Ce0.7Zr0.3O2(NR)催化剂主要具有晶格氧、化学氧和表面吸附氧等氧物种;晶格氧是碳颗粒氧化的活性氧物种,其溢流到催化剂表面可与碳颗粒接触从而提高反应活性;化学氧和表面吸附氧均为表面氧物种,极易与表面固体碳颗粒直接接触,从而可在较低温度下促进碳颗粒的净化.H2-TPR结果进一步证实了 XPS结果,Ce0.7Zr0.3O2(NR)催化剂的低温还原温度比商用Ce0.7Zr0.3O2催化剂更低,且含有更多的易还原氧物种,这些低温易还原氧物种可以在较低温度下参与催化反应,促进柴油车尾气颗粒物的低温催化净化.
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