Синтез и каталитические свойства мезопористых наноматериалов на основе CeO2

• Автор: Загайнов, Игорь Валерьевич
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Содержание
Введение

Г лава 1. Обзор литературы

1.1. Физико-химические свойства нанокристаллического диоксида церия

1.2. Способы получения диоксида церия

1.2.1. Золь-гель метод

1.2.2. Гидротермальный метод

1.3. Свойства и методы получения медно-цериевых оксидных композитов

1.4. Применение диоксида церия 3

1.5. Выводы по литературному обзору и постановка задачи

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Синтез нано кристаллических оксидов Се02 и СиО-Се02
2.1.1. Получение диоксида церия
2.1.2. Получение медно-цериевых оксидных композитов
2.2. Методы исследования
2.2.1. Рентгенофазовый анализ
2.2.2. Термический анализ
2.2.3. Низкотемпературная адсорбция азота
2.2.4. Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия
2.2.5. ИК-спектроскопия с Фурье преобразованием
2.2.6. Ддерный магнитный резонанс
2.2.7. Масс-спектрометрия
2.2.8. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.2.9. Каталитическая активность
Глава 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Структура и морфология мезопористого нанокристаллического диоксида церия
3.1.1. Влияние исходной соли церия на морфологию Се02

3.1.2. Зависимость размера частиц и пористой структуры от количества и типа стабилизатора
3.1.3. Роль ацетилацетонатной группы в формировании пористой структуры
3.1.4. Особенность гидротермальной обработки золей
3.2. Структура и морфология мезопористых нанокристаллических медно-цериевых оксидных композитов
3.3. Каталитическая активность Се02 и СиО-Се02 в реакции окисления оксида углерода кислородом
Выводы
Список литературы

1.3. Свойства и методы получения медно-цериевых оксидных композитов
Медно-цериевые композиты используют в качестве катализаторов окисления СО и СН4, избирательного окисления СО в водородсодержащих смесях (СОРГЮХ). Для получения таких композитов применяют следующие методы синтеза: соосаждение [117-125], пропитка [123, 126-132], золь-гель метод [122, 133-135], гомогенный гидролиз смеси нитратов меди и церия в присутствии мочевины [123, 135-137], темплатный метод [124, 138], обработка раствора смеси солей меди и церия лимонной кислотой в обычных условиях [124, 139, 140], гидротермальный режим [123, 140], метод Пекини [141].
При малом содержании меди (СиО/(Се02+СиО)~5мол.%) дифрактограммы чистого диоксида церия и композита не различаются, т.е. нет пиков, характерных для СиО, независимо от метода получения [142].
На рис. 21 показаны Н2-ТР11 профили для образцов с различным содержанием меди [143]. При низких температурах (100-300°С) в спектре чистого диоксида церия (СеСиО) нет пиков, но наблюдаются два пика при высоких температурах (>450°С) (см. рис. 7). А в медно-цериевых образцах при 500°С пика не наблюдали. Таким образом, в присутствии меди повышается восстановительная способность диоксида церия, в котором происходит поверхностное восстановление даже при низких температурах. На профиле чистого СиО имеется только один пик - при 242°С, температура которого выше, чем температура восстановления в композитах. Это связано с тем, что в композитах есть взаимодействие на границе между оксидом меди и поверхностными кислородными вакансиями диоксида церия. Восстановление оксида меди происходит в несколько этапов. Обнаружено два пика восстановления [144-147]: первый пик связан с Си2т—>Си+, а второй Си+—>Си°. В других работах [123, 143, 148, 149] установлены три пика восстановления оксида меди. Первый пик соответствует восстановлению