CuO/CeO2催化剂的制备及CO氧化性能研究

2021-08-26朱明路张煜华李金林

化学与生物工程 2021年8期

朱明路，张煜华，李金林

(中南民族大学化学与材料科学学院，湖北武汉 430074)

一氧化碳(CO)是工业生产、工业制造和冶金的副产物，工业CO排放多为固定源，且排放量较少[1-3]；而以化石燃料作为动力的汽车、火车、轮船、飞机等移动源才是CO排放的主要来源，其中汽车的CO排放量占90%左右，道路交通是CO的主要来源[4-7]，因此，有必要对汽车尾气进行减排。减少汽车尾气排放主要有3种途径：改进汽车技术和改造发动机[8]、寻找新型清洁能源[9]、使用催化转化器[10]，其中催化转化器应用最广。近年来，美国能源部提出“150 ℃挑战”，即开发在150 ℃以下可将标准污染物消除90%以上的催化系统[11]。我国汽车排放标准也逐步提高，开发新型尾气处理催化剂一直是近年来的研究热点。当前，汽车尾气处理催化剂主要以铂族贵金属作为活性成分，由于Pt、Pd、Rh等价格昂贵，储量较少，高温下易烧结[12-14]，所以开发少用或不用贵金属的汽车尾气处理催化剂具有现实意义。研究发现，CuO/Al2O3催化剂具有CO氧化活性，但催化活性并不理想[15]，而CuO/CeO2催化剂由于CuO与CeO2间的金属载体相互作用，表现出良好的CO氧化性能，温度是影响CuO/CeO2催化性能的重要因素[16]。基于此，作者在不同焙烧温度下制备CuO/Al2O3和CuO/CeO2催化剂，通过CO氧化反应，并结合BET、XRD、SEM、EDS、H2-TPR、Raman和XPS等表征，探究CuO/CeO2催化剂具有高CO氧化活性的原因。