铈基复合氧化物催化碳烟燃烧的性能及其H2-TPR研究

doi:10.1016/S1872-2067(11)60495-6

催化学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (3): 567-577.DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60495-6

铈基复合氧化物催化碳烟燃烧的性能及其H₂-TPR研究

盛叶琴, 周瑛, 卢晗锋, 张泽凯, 陈银飞

浙江工业大学催化反应工程研究所, 化学工程与材料学院, 浙江杭州 310014

收稿日期:2012-09-22 修回日期:2012-12-05 出版日期:2013-04-02 发布日期:2013-04-03
通讯作者: 卢晗锋
基金资助:
国家自然科学基金(21107096); 浙江省教育厅(Y201121401).

Soot combustion performance and H₂-TPR studyonceria-basedmixed oxides

SHENG Yeqin, ZHOU Ying, LU Hanfeng, ZHANG Zekai, CHEN Yinfei

College of Chemical Engineering and Materials Science, Research Institute of Catalytic Reaction Engineering,Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, Zhejiang,China

Received:2012-09-22 Revised:2012-12-05 Online:2013-04-02 Published:2013-04-03
Supported by:
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (21107096) and the Department of Education of Zhejiang (Y201121401).

摘要/Abstract

摘要：

采用溶胶-凝胶法或浸渍法制备了不同金属离子掺杂的铈基复合氧化物催化剂,并采用热重法考察其催化碳烟燃烧的活性,借助H₂-TPR(程序升温还原)手段探讨了催化剂氧化还原性对碳烟燃烧性能的影响. 结果表明,过渡金属的掺杂促使催化剂在低温下提供更多的表面氧和晶格氧,显著降低了碳烟的氧化温度,催化剂于200~400℃释放的活性氧数量对于碳烟燃烧性能提高至关重要; 而结构性助剂金属、碱金属或碱土金属的掺入可提高中温活性氧数量,虽然对碳烟起燃温度无明显改善,但加快了碳烟的燃烧速率.

关键词: 碳烟, 铈基复合氧化物, 催化燃烧, 氧化还原性

Abstract:

Ceria (CeO₂) catalysts doped with different metal ions were prepared by sol-gel or impregnation methods, and their catalytic activityfor soot combustion was evaluated by thermogravimetry. Temperature-programmed reduction was used to investigate the influence of their redox properties on soot combustion performance. The results indicate that the oxidation temperature of soot can be significantly reduced using catalysts containing transition metals, which provide increased surface and lattice oxygen compared with undoped CeO₂. The ability of each catalyst to deliver active oxygen at low temperature (200-400℃) plays an important role in determining catalytic performance. However, incorporation of structure promoter, alkali metals, and alkaline earth metals increase the delivery of active oxygen only at moderate temperature (above 400℃), which accelerate the combustion rate of soot.

Key words: Soot, Ceria-based mixed oxide, Catalytic combustion, Redox property

盛叶琴, 周瑛, 卢晗锋, 张泽凯, 陈银飞. 铈基复合氧化物催化碳烟燃烧的性能及其H₂-TPR研究[J]. 催化学报, 2013, 34(3): 567-577.

SHENG Yeqin, ZHOU Ying, LU Hanfeng, ZHANG Zekai, CHEN Yinfei. Soot combustion performance and H₂-TPR studyonceria-basedmixed oxides[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2013, 34(3): 567-577.

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Soot combustion performance and H₂-TPR studyonceria-basedmixed oxides

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