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燃烧协同共沉淀法制备Sm掺杂Cu-Ce高抗硫性CO氧化催化剂
1
作者
章亮
李亚娇
+4 位作者
王娜
谢会东
杨凯悦
杨厂
葛成敏
《燃料化学学报(中英文)》
北大核心
2025年第7期1081-1092,共12页
Cu-Ce催化剂具有良好的低温CO氧化活性被广泛研究,但在水蒸气、硫共存气氛下极易失活。本工作采用Sm掺杂和三种方法(燃烧法、共沉淀法、酸溶液协同共沉淀法)制备具有高抗硫性Ce-Cu-Sm CO氧化催化剂,借助XRD、 TEM、N_(2)吸附-脱附、 XPS...
Cu-Ce催化剂具有良好的低温CO氧化活性被广泛研究,但在水蒸气、硫共存气氛下极易失活。本工作采用Sm掺杂和三种方法(燃烧法、共沉淀法、酸溶液协同共沉淀法)制备具有高抗硫性Ce-Cu-Sm CO氧化催化剂,借助XRD、 TEM、N_(2)吸附-脱附、 XPS、 H_(2)-TPR、CO-TPD等方法探究Sm掺杂和酸溶液协同共沉淀法提高催化剂抗硫性能的机理。结果表明,在1%CO、10%H2O和0.01%SO_(2)共存下,20Ce-5Cu-4Sm-CG(酸溶液协同共沉淀)催化剂在220℃,空速60000 mL/(g·h)下,可以保持220 min的100%CO氧化效率,280 min下降至70%,比共沉淀法制备的20Ce-5Cu-4Sm-C和20Ce-5Cu-C分别提升了1.3倍、2.5倍。表征分析表明,Sm掺杂一定程度上增大了Ce O_(2)晶粒的尺寸,降低了催化剂的比表面积,但其增大了催化剂表面Ce^(3+)、Cu^(+)、氧原子的浓度、Oα比例和CeO_(2)晶格中氧空位的数量,整体上提升了催化剂含硫气氛下氧化CO的能力。酸溶液燃烧协同共沉淀法不仅提高了上述五类有益于氧化CO的指标,而且酸溶液与Sm离子在燃烧中形成配位络合物,进入CeO_(2)晶格中形成固溶体,使催化剂粒度更加均匀,比表面积更大,消除了Sm掺杂给表面结构带来的不利影响,进一步提升了催化剂的氧化能力。综上,酸溶液燃烧协同共沉淀法制备的20Ce-5Cu-4Sm具有良好的抗硫性能,提高了非贵金属氧化物CO氧化催化剂在含硫气氛中的工程应用性能。
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关键词
Ce-Cu
Sm掺杂
酸溶液燃烧协同共沉淀法
含硫气氛
CO催化氧化
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职称材料
题名
燃烧协同共沉淀法制备Sm掺杂Cu-Ce高抗硫性CO氧化催化剂
1
作者
章亮
李亚娇
王娜
谢会东
杨凯悦
杨厂
葛成敏
机构
西安
科技
大学建筑与土木工程学院
陕西
科技
大学环境科学与工程学院
西安建筑
科技
大学化学与化工学院
西安建筑
科技
大学机电工程学院
山东东源新材料科技有限公司
出处
《燃料化学学报(中英文)》
北大核心
2025年第7期1081-1092,共12页
基金
山东省科技厅重大创新工程(2019JZZY010343)资助。
文摘
Cu-Ce催化剂具有良好的低温CO氧化活性被广泛研究,但在水蒸气、硫共存气氛下极易失活。本工作采用Sm掺杂和三种方法(燃烧法、共沉淀法、酸溶液协同共沉淀法)制备具有高抗硫性Ce-Cu-Sm CO氧化催化剂,借助XRD、 TEM、N_(2)吸附-脱附、 XPS、 H_(2)-TPR、CO-TPD等方法探究Sm掺杂和酸溶液协同共沉淀法提高催化剂抗硫性能的机理。结果表明,在1%CO、10%H2O和0.01%SO_(2)共存下,20Ce-5Cu-4Sm-CG(酸溶液协同共沉淀)催化剂在220℃,空速60000 mL/(g·h)下,可以保持220 min的100%CO氧化效率,280 min下降至70%,比共沉淀法制备的20Ce-5Cu-4Sm-C和20Ce-5Cu-C分别提升了1.3倍、2.5倍。表征分析表明,Sm掺杂一定程度上增大了Ce O_(2)晶粒的尺寸,降低了催化剂的比表面积,但其增大了催化剂表面Ce^(3+)、Cu^(+)、氧原子的浓度、Oα比例和CeO_(2)晶格中氧空位的数量,整体上提升了催化剂含硫气氛下氧化CO的能力。酸溶液燃烧协同共沉淀法不仅提高了上述五类有益于氧化CO的指标,而且酸溶液与Sm离子在燃烧中形成配位络合物,进入CeO_(2)晶格中形成固溶体,使催化剂粒度更加均匀,比表面积更大,消除了Sm掺杂给表面结构带来的不利影响,进一步提升了催化剂的氧化能力。综上,酸溶液燃烧协同共沉淀法制备的20Ce-5Cu-4Sm具有良好的抗硫性能,提高了非贵金属氧化物CO氧化催化剂在含硫气氛中的工程应用性能。
关键词
Ce-Cu
Sm掺杂
酸溶液燃烧协同共沉淀法
含硫气氛
CO催化氧化
Keywords
Ce-Cu
Sm doping
synergistic coprecipitation by combustion of acid solutions
sulfurous atmosphere
CO catalytic oxidation
分类号
X51 [环境科学与工程—环境工程]
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题名
作者
出处
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1
燃烧协同共沉淀法制备Sm掺杂Cu-Ce高抗硫性CO氧化催化剂
章亮
李亚娇
王娜
谢会东
杨凯悦
杨厂
葛成敏
《燃料化学学报(中英文)》
北大核心
2025
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