铈基复合氧化物催化剂的制备及其碳烟催化氧化性能研究

催化氧化技术是最直接、最有效的减少柴油车尾气中碳烟颗粒排放的技术。CeO2基复合氧化物因在此类反应中的诸多优点而被推荐使用，但仍需选择合适的材料和配方进一步提高催化剂的性能。本研究针对此问题来设计催化剂体系，以CeO2为基体材料，复合ZrO2、Bi2O3、过渡金属CuO及碱金属K等，通过成分设计、制备工艺优化、催化性能表征等手段系统研究CeO2基复合材料的组分合成工艺、碳烟颗粒催化活性、热稳定性、反应机理等，揭示不同掺入组分对复合材料织构、结构的影响，建立和发展CeO2基复合材料的合成新思路与制备新途径；阐明碳烟催化氧化的基本规律，探讨碳烟催化反应机理；建立基于该催化材料体系的成分-结构-性能间的构效关系。获得具有高活性、高温热稳定性、寿命长的碳烟催化氧化催化剂。关于CeO2基复合氧化物的基础研究及理论成果，不仅对碳烟催化氧化的开发有重要意义，对其它催化氧化体系的研究及应用具有借鉴意义。

催化氧化技术是最直接、最有效的减少柴油车尾气中碳烟颗粒排放的技术。CeO2基复合氧化物因在此类反应中的诸多优点而被推荐使用。鉴于碳烟催化氧化反应中催化剂的活性与CeO2的氧储存能力，特别是氧化物表面的活性氧直接相关，且复合氧化物具有比单个氧化物更佳的催化性能，应从提高CeO2基催化剂的氧存储能力上设计催化剂体系，并通过渗入其他金属制备铈基复合金属氧化物以提高碳烟催化剂的性能。本课题选取氧化铈和铈锆复合氧化物为研究对象，采用溶剂热法，常压流动气氛干燥法、溶胶凝胶等技术制备了一系列La、Y、Bi改性的铈锆复合氧化物催化剂，采用了溶胶凝胶法、水热法等技术制备了一系列Mn、Cu，K复合的铈基催化剂，获得了2-3种具有高热稳定性、高碳烟颗粒催化氧化性能的催化剂。同时，对其进行了体相结构、织构、氧化还原能力、粒径大小等进行研究，得到了掺杂元素对铈基复合氧化物的影响机制。