- 上一篇：固相反应法制备CeO2-CuO催化剂及其催化氧化CO的研究
- 下一篇：光纤传感技术研究现状和发展趋势
3 CuO-CeO2
多数研究者认为，在CuO-CeO2催化剂的CO反应机理方面，铜和氧化铈之间的协同作用，对一氧化碳氧化活性有积极影响，这也就是金属-载体相互作用的概念，在金属颗粒与载体之间的界面上，由于氧空位的产生，为这提供了极活泼的活动中心，而当此界面的活性中心形成之后，活性位点的一氧化碳氧化反应的动力学变化就降低了反应活化能，使得反应活性提高。Liu等[16]提出的反应机理：氧化铜和氧化铈之间的协同作用可以稳定Cu +物种，一氧化碳吸附在Cu +上，二氧化铈通过Ce4+/Ce3+的快速氧化还原反应可以给一氧化碳提供氧气。因为氧化铜与二氧化铈的相互作用形成了Cu+，所以XPS表征发现Cu-Ce-O催化剂中都有Cu+源。Martínez-Arias等[17]提出，Cu2+先在Cu-Ce界面上被还原，然后在不与氧化铜直接接触的二氧化铈载体上反应。氧化铜物种部分还原或完全氧化，都和载体间存在催化协同作用。除此以外，CuO的还原状态以及界面上氧化还原性能是影响CO催化氧化的两大原因。Tang等[18]提出了这样的一氧化碳氧化反应路径：一氧化碳在过渡金属如铜物质上吸附，和附近吸附的活性氧物种进行反应，而载体活化氧并且在铜粒子在界面活化O2的位置。所吸附的一氧化碳都能够与铜铈界面所产生的活性超氧离子(O2-)和二氧化铈所产生的晶格氧进行反应，生成二氧化碳。界面的活化在铜物种吸附一氧化碳中起着决定性的作用。氧分子的解离中心则分布在二氧化铈上。当表面消耗氧时，在铜物种附近的氧空位就可以获得气相中的氧或催化剂晶格中的氧。
1.3 催化剂的合成方法
1共沉淀法
共沉淀法是用以制备固体催化剂的常用方法，通常是指将不同的化学物质混合，在溶液状态下含有两种或以上阳离子。在溶液中加人适当的沉淀剂，经过滤、洗涤、干燥、焙烧后以制得所需粉体材料。
共沉淀法的优点是通过溶液中的化学反应直接使催化剂化学成分的分散均匀度达到理想状态，而且由于不受尺寸、形状等物理性质的影响，容易使材料制备得分布均匀且孔径小。此外因其制备成本低、制备周期短、工艺简单等特性也使得共沉淀法在化学研究中广为应用。
黎成勇等[19]采用共沉淀法，前驱体是纳米氧化亚铜，制备出氧化铜-二氧化铈复合氧化物催化剂，并考察了氧化铜-二氧化铈在一氧化碳催化氧化反应中的性能。其研究采用共沉淀法制备了氧化铜-二氧化铈催化剂，形态为纳米片晶体。且催化剂形态。催化剂活性等特性受制备时的焙烧温度影响。该催化剂的优点为制备价格低廉，制备方法简单等。
Kim D H[20]等采用共沉淀法制备CuO/CeO2催化剂，在温度(165-175) ℃，CO体积分数从1.0％降至低于10×10-6；原料气中引入水蒸汽和CO2，CO在温度高于200℃时可以完全转化。Jung C R[21]等研究焙烧温度对共沉淀法制备CuO/CeO2催化剂的影响，发现700 ℃焙烧的样品因形成较稳定的Cu-Ce-O固溶体而表现出最佳的活性；170 ℃时，CO转化率接近100％，选择性为50％；对CuO-CeO2进行水热处理，使Cu+迁移至催化剂表面，增加了表面Cu物种的浓度，提高了其CO优先氧化反应CO氧化活性，同时扩宽了CO高转化率的反应温度区域。
2沉积一沉淀法
沉积—沉淀的原理是将金属氧化物载体悬浮在硝酸铜水溶液中以形成悬浮液，充分搅拌后，使用Na2CO3调节溶液酸碱值，使悬浮颗粒沉积，随后进行过滤洗涤干燥焙烧处理，最后得到所需铜铈催化剂。该方法制得的铜铈催化剂能表现出较好的一氧化碳氧化活性，是广泛使用并且比较有效的方法之一。与共沉淀法相比，沉积一沉淀法能够在高比表面积载体上达到高度分散并与载体进行相互作用。