CuO/CeO2-ZrO2和CuO-CeO2/ZrO2在CO催化氧化方面的比较研究(4)
蒋晓原等[7]用CO流动反应法，程序升温还原(TPR)，光电子能谱(XFS)和X射线衍射 Rietveld分析等技术研究了CuO，CeO2及 CuO/CeO2各组分催化剂。结果显示，单纯的用氧化铜和氧化铈组成的催化剂的催化氧化活性较低，但是只要让氧化铜和氧化铈形成固溶体后，这种催化剂的催化剂活性会比单一组分催化剂提高数倍，这可能与氧化铜在氧化铈表面分布的化合价(Cu2+和Cu+)，在固溶体中的分散情况，以及氧化铜含量的还原能力有密切联系。氧化铜在氧化铈表面的负载量对氧化铜中铜物质的化合价至关重要，氧化铜的负载达到1.0％时，XPS系统式无法检测Cu2p3/2(ev )结台能的；只有当CuO的负载量达到5.0％时，铜物质主要以一价和二价的形式存在时才能被检测到，但是氧化铜负载量高于5.0％时，催化剂的铜物质只以二价形态存在。由于形成了固溶复合氧化结构，氧化铜粒径小于四价铈的粒径，这是氧化铜粒子会进入氧化铈的晶格当中；当CuO的负载量达到5.0％时。CuO 的晶粒尺寸值为最小(6.1nm)。此时，催化剂具有较高的表面能和最佳的CO氧化活性。
1.2.2 Cu-Ce-Zr催化剂
研究显示，向CeOx中负载其他金属离子是，在高温下易形成固溶体，可使CeO2热稳定性和储氧能力得到改善[8,9]。田中裕久等人[10,11]开发了氧化铈氧化锆氧化钇复合氧化物固溶体，此种催化剂在1000℃下，近三天耐久实验后仍然结晶构造稳定，仍保持均相，文持优良的储氧能力，且远高于两种金属形成的复合氧化物的储氧能力。何洪等人[12]制备了Ce0.65Zr0.35O2复合氧化物，将Y掺杂入Ce0.6Zr0.4O2晶格中，提高了晶格氧的活动能力，提高了储氧能力。
CuO掺杂对ZrO2/CeO2体系结构和催化性能具有影响。添加CuO降低了CeO2的还原温度，稳定了ZrO2/CeO2的立方结构，并提高了其催化活性。催化活性随CeO2含量的增加而提高，而诸如硫酸盐一类污染物的存在会降低催化剂活性。
由于世界上贵金属的资源相对紧缺，价格高昂，所以，采用过渡金属及稀土金属元素来代替其制备催化剂引起了人们的关注。为了节约贵金属，降低催化成本，我们将持续研究新型非贵金属催化剂[13-15]。
张鑫等[16]从同一ZrO(OH)2出发制备了三种不同尺寸的ZrO2纳米颗(ZrO2-CP: 40～200 nm，ZrO2-AN：18～25 nm，ZrO2-AD：10～15 nm)，采用沉积-沉淀方法制备了相应的Au/ZrO2催化剂。用X射线衍射，XRF，TEM和低温N2吸附等几种不同的表征手段对所制备催化剂进行了表征。分析表明金镐合金中A平均粒径大约在 4～5 nm之间，而氧化锆虽然负载了金金属，但其并没有因为负载而改变它的晶格和粒径。一氧化碳催化结果显示，此类催化剂的活性随着Au的粒径减小而显著增加。
蒋晓原等[17]以硝酸铈和硝酸锆为原料，采用共沉淀法制备了不同摩尔比(X =0，0.1，0～1.0)的CexZr1-xO2样品，并以Ce0.5Zr0.5O2为载体，采用浸渍法制备负载不同含量的CuO，用色谱法考察其对CO的催化氧化活性。并用了几种不同的表征方式对所制备的催化剂各样品进行了表征，结果显示，氧化铜含量达到10%的时候，此种催化剂CO的催化氧化活性最高；X射线衍射实验测定表明催化氧化活性的高低与此类催化剂中氧化铜的分散状态有对应关系；程序升温花园结果也显示出同样地结果。
邹汉波等[18] 采用共沉淀法制备了一系列Cu-Zr-Ce-O复合氧化物催化剂，考察了ZrO2加入量、不同再生方法对催化剂CO选择性氧化反应性能的影响，并通过DSC-TPR、XRD和SEM手段对催化剂进行了表征。结果表明，将镐加入复合氧化物中会大大提高其催化氧化活性，低温状态下CO完全氧化温度大约在160~200℃。适量氧化锆的加入会使此种催化剂的人稳定性提高，粒径减小且会改变此类催化剂中金属离子的团聚方式。经氮氢氧三种气体再生处理后的Cu1-Zr1-Ce9-Oδ催化剂，催化活性有所改变，其中经过氧气处理后的此类催化剂，表面吸附氧的能力较高，催化活性恢复较好。