含氯挥发性有机物(CVOCs)由于具有化学性质稳定、热稳定性好和不易被生物降解等特点,在环境中长期累积存在,对生物和环境造成了非常严重的危害[1]。催化氧化消除方法是将烟气中的CVOCs直接分解转化为无毒或毒性小的水、二氧化碳和氯化氢[2]。Ce基催化剂由于具有储氧能力高、氧流动性好和表面具有丰富氧空位的特点在CVOCs的催化氧化消除中具有优异的反应活性。本文以邻二氯苯(o–DCB)为探针分子,通过制备特定形貌的CeMn氧化物催化剂,探讨了CeMn催化剂特定晶面对o–DCB消除效率的影响规律。CeMn氧化物纳米棒在不同方向暴露出(111)、(110)和(100)三种晶面(图1a,b),而纳米八面体和立方体则分别只暴露(111)(图1c,d)和(100)(图1e,f)晶面。通过活性(图2A)和CeMn氧化物形貌研究发现,二者之间存在密切的形貌依赖关系,纳米棒催化剂表现出最高的o–DCB消除活性,T90仅为346℃,其次为纳米八面体和立方体,T90分别为356和360℃。纳米棒催化剂的高活性主要与其高的氧化还原度和丰富的表面吸附氧有关,而纳米八面体的优异活性则主要与其高的比表面积有关,高的比表面积有利于更多活性位的暴露。图2B给出了不同形貌催化剂表面的反应速率变化,有意思的是反应速率在三种催化剂表面的变化与宏观反应活性不太一致,这主要是纳米立方体催化剂具有较小的表面积和高的酸密度,而o–DCB的消除受催化剂表面的酸密度影响较大。另外,在反应过程中不同晶面也表现出了不同的反应速率,变化关系为:(110)>(100)>(111)。因此,除了形貌效应外,o–DCB在CeMn氧化催化剂表面的消除还具有晶面效应。