Pr掺杂Ni～(Ce-Zr)O2/Al2O3用于三效催化(TWC)反应:缺陷性质-活性关系

作者：张彤; 李巧艳; 王小燕; 梁美生^*; 莱卓君

来源：中国环境科学, 2023, 43(10): 5157-5169.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20230529.010

• Ni～(Ce-Zr-Pr)O2
• Pr掺杂
• 氧空位(Ov)
• 晶格扭曲
• 构效关系

为探究稀土金属掺杂CeZrOx催化剂引发的缺陷结构对汽车尾气污染控制的影响,合成了不同Pr掺杂量的Ni～(Ce6Zr4-xPrx)O2/A12O3系列催化剂,并对其进行了TWC催化活性评价、耐SO2性能测试和系统性表征,研究Pr掺杂引起的缺陷性质对催化性能的影响.结果表明,Pr掺杂Ni～(Ce-Zr)O2/A12O3产生两种缺陷:氧空位(Ov)和晶格扭曲,Pr的掺杂水平控制着缺陷位的类型和浓度.Ov在TWC反应中起关键作用.在Pr掺杂的Ni～(Ce6Zr4-xPrx)O2/A12O3催化剂中,TWC的催化性能显著地依赖于Ov浓度,Pr掺杂产生的Ov可改善NiO的分散,加速本体氧的迁移和扩散,促进大量活性氧物种的形成,促进CO和HC的吸附和氧化,也可激活和削弱N-O键促进NO的解离.具有最多Ov数量的Ni～(Ce6Zr3Pr1)O2/Al2O3在200～600℃时表现出最突出的三效催化性能和较好的抗硫性能,而晶格扭曲对催化性能影响并不大.

• 单位
  太原理工大学; 环境科学与工程学院