[發明專利]一種Pd/CeO2

在審

• 申請號: 202010104400.2
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN113274999A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 周燕;董春燕;申文杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J23/63;B01J35/00;B01J35/02;B01J37/03;B01J37/08;B01J37/10;B01J37/18;F23C13/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明公開了一種催化甲烷低溫燃燒(250?400℃)的Pd/CeO₂催化劑的制備及應用。本發明利用氧化鈰立方體負載金屬鈀粒子，通過調控氧化鈰立方體晶面重構實現Pd納米粒子的選擇性落位；隨氧化鈰立方體焙燒溫度從500℃提高到700℃，棱邊處逐漸重構為由鋸齒狀{111}面組成的{110}面，從而{110}面和{111}面的面積比例顯著增加，落位于氧化鈰立方體棱邊和截角上的Pd粒子逐漸增多，金屬?載體相互作用程度增強，體現出氧化鈰納米立方體表面重構對Pd納米粒子分散和穩定的獨特作用。所制備的Pd/CeO₂催化劑在低溫區間可高效催化甲烷燃燒反應，300℃的反應速率達2.0molCH₄/g_Pd h且具有優異的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種催化甲烷低溫燃燒的Pd/CeO₂催化劑。

本發明涉及一種氧化鈰納米立方體的合成。

本發明涉及一種調控CeO₂納米立方體晶面重構的方法。

本發明涉及一種氧化鈰負載Pd納米粒子催化劑的合成方法。

本發明涉及一種Pd/CeO₂催化甲烷低溫燃燒反應。

背景技術

納米材料形貌效應是指通過選擇性暴露更多活性晶面提高催化性能。氧化鈰納米立方體主要暴露六個極性{100}面，作為載體用于負載金屬催化劑。氧化鈰立方體的制備技術主要是無機水熱法合成。大部分報道以硝酸亞鈰和氫氧化鈉為原料，通過調變原料的化學組成和水熱溫度調控氧化鈰立方體的尺寸。目前得到的氧化鈰立方體的尺寸一般大于20nm,比如平均尺寸為70nm的CeO₂立方體[Chemical Engineering Journal 2019,369,233-244]，平均尺寸為37.5nm的CeO₂立方體[Research on Chemical Intermediates2019,45,3019-3032]，以及平均尺寸24nm的CeO₂立方體 [Catalysis ScienceTechnology2019,9,2960-2967]。專利CN 107746069 B 公開了一種水熱法制備不同形貌氧化鈰的方法，控制反應物Ce(NO₃)₃·6H₂O 和NaOH的摩爾比為1:100～1:125，NaOH濃度為10mol/L，于180±5℃水熱處理20～24h，得到尺寸為7.5～40nm的CeO₂立方體；專利CN 104926650 B公開了一種平均10-50nm CeO₂立方體的制備方法，即將鈰鹽溶液和堿溶液攪拌混合后，120-200℃處理12-48小時。上述水熱合成制備的氧化鈰立方體尺寸一般較大，為20-200nm；基于催化影響需求，探索氧化鈰立方體合成條件和形成機制，制備平均尺寸小于20nm且分布均勻的氧化鈰立方體具有科學價值和應用前景。