南 兵 黄宇营 李丽娜

1（中国科学院上海应用物理研究所 上海201800）

2（中国科学院大学 北京100049）

3（中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源 上海200120）

甲烷具有储量丰富、环境友好的特点，逐渐成为一种主要的清洁能源。因此甲烷的催化氧化反应引起了广大研究者的研究兴趣［1］。通过之前的研究工作，我们已经发现Pt-Ce0.5Zr0.42La0.08Ox催化剂在甲烷完全氧化中展现出了良好的催化活性。并且，最近的研究表明，双金属催化剂可以展示出更好的性能，比如更高的活性、选择性和热稳定性。许多研究者发现，相比于Pd单金属催化剂，Pt-Pd双金属催化剂具有更好的稳定性［2-3］，或许双金属之间的相互作用可以克服催化剂在长期的测试中失活的缺点。

因此，许多研究人员将一些主族元素（比如：P［4］、In［5］、Sn［6］、Bi［7］）作为助剂引入到催化剂中，来增加催化剂的活性、稳定性和选择性。Bi2O3具有很高的氧离子电导率，被广泛用来作为固体氧化物燃料电池的电极材料［8］。相关研究表明，Bi掺杂的氧化物催化剂被用来催化CO氧化［9］和甲烷完全氧化反应［7，10］，取得了良好的催化效果。Huang等［10］通过共沉淀的方法制备了不同Bi2O3含量的镓掺杂的二氧化铈固溶体，他们发现当Bi2O3的掺杂量为25%时，催化剂实现了甲烷完全氧化反应的最高反应速率，Huang认为是催化剂表面Bi2O3中大量的活性氧促进了催化剂的活性。后来，Ma等［9］通过浸渍法将Bi掺杂到TiO2负载的Pd催化剂中，当Bi的掺杂量为1.4%时，催化剂展现了最好的CO氧化活性，研究发现Bi的引入主要是增加了铋钯界面的活性氧物种，从而提升了CO氧化活性。……