无机化学学报

非晶态ZrO₂镶嵌的超细CeO₂催化HCl氧化

Superfine CeO₂ Embedded in a Porous ZrO₂ Matrix for Catalytic HCl Oxidation

作者	单位	E-mail
徐希化	南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009 南京工业大学化工学院, 南京 210009
楼家伟	南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009 南京工业大学化工学院, 南京 210009
谢兴星	南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009 南京工业大学化工学院, 南京 210009
费兆阳	南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009 南京工业大学化工学院, 南京 210009	zhaoyangfei@njtech.edu.cn
刘清	南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009 南京工业大学化工学院, 南京 210009
陈献	南京工业大学化工学院, 南京 210009
汤吉海	南京工业大学化工学院, 南京 210009
崔咪芬	南京工业大学化工学院, 南京 210009
乔旭	南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009 南京工业大学化工学院, 南京 210009	qct@njtech.edu.cn

摘要: 采用不同方法制备了铈锆复合氧化物催化剂用于催化HCl氧化反应。自发沉积策略制备的CeO₂@ZrO₂催化剂中，超细CeO₂纳米粒子均匀的镶嵌于非晶态ZrO₂中。CeO₂粒子显著的“尺寸效应”使得该催化剂具有更高的Ce³⁺和氧空位浓度，而较高的Ce³⁺和氧空位浓度使得催化剂具有优异的低温氧化还原性能和储释氧能力。催化性能测试表明，CeO₂@ZrO₂催化剂展现出最好的催化活性（1.90 g_CL₂·g_cat^-1·h^-1），同时CeO₂粒子周围非晶态的ZrO₂阻碍CeO₂的高温烧结，提高了该催化剂的稳定性。

关键词: 催化氧化氧化铈氯循环氧空位尺寸效应

基金项目: 国家科技支撑计划（No.2011BAE18B01）、国家自然科学青年基金（No.21306089）和江苏省高校自然科学基金面上项目（No.13KJB530006）资助。

Abstract: Ce-Zr composite oxide catalysts were prepared by different methods for catalytic HCl oxidation. The nano-sized CeO₂ particles embedded in the amorphous ZrO₂ matrix fabricated by spontaneous deposition strategy. A significant "size effect" of CeO₂ nanoparticles leads to considerably high concentration of Ce³⁺ and oxygen vacancy sites, which makes the catalyst have excellent low-temperature oxidation reduction performance and oxygen storage capacity. Catalytic performance tests indicate that the CeO₂@ZrO₂ catalyst shows superior activity (1.90 g_CL₂·g_cat^-1·h^-1) and good durability. The isolation of CeO₂ nanoparticles by the amorphous ZrO₂ is a key factor of durability of the catalyst.

Keywords: catalytic oxidation CeO₂ chlorine recycle oxygen vacancy size effect

投稿时间：2016-08-29 修订日期：2016-12-20

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徐希化,楼家伟,谢兴星,费兆阳,刘清,陈献,汤吉海,崔咪芬,乔旭.非晶态ZrO₂镶嵌的超细CeO₂催化HCl氧化[J].无机化学学报,2017,33(3):421-428.

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