【摘 要】
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本论文以探究CO催化氧化Pt/CeO2催化剂的构效关系为目的,以不同比表面积的常规CeO2以及氧化铈纳米棒（CeO2（R））和氧化铈纳米立方体（CeO2（C））为载体,利用带不同电性的Pt配合物前驱体离子（PtCl62-,PtCl42-,Pt（NH3）42+）与CeO2表面静电作用强弱的差异,制备出含不同Pt物种及负载量的Pt/CeO2催化剂。在对上述催化剂的体相结构,表面Pt物种的组成,还原性能
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本论文以探究CO催化氧化Pt/CeO2催化剂的构效关系为目的,以不同比表面积的常规CeO2以及氧化铈纳米棒（CeO2（R））和氧化铈纳米立方体（CeO2（C））为载体,利用带不同电性的Pt配合物前驱体离子（PtCl62-,PtCl42-,Pt（NH3）42+）与CeO2表面静电作用强弱的差异,制备出含不同Pt物种及负载量的Pt/CeO2催化剂。在对上述催化剂的体相结构,表面Pt物种的组成,还原性能和分散度以及Pt和Ce物种的价态等进行系统表征的基础上,采用原位红外光谱,程序升温氧化和催化性能评价等实验技术,对催化剂在CO催化氧化反应气下升温过程中表面Pt物种的变化情况及其与催化剂CO氧化性能的关联进行了详细表征。主要研究结果如下:（1）以阴离子Pt配合物（PtCl62-PtCl42-）为前驱盐制备的Pt/CeO2催化剂表面的Pt物种主要为Pt-O-Ce,当Pt负载量超过CeO2表面对Pt-O-Ce物种的饱和负载量时,除了 Pt-O-Ce外还生成了 PtOx物种;以阳离子Pt配合物（Pt（NH3）42+）为前驱盐制备的Pt/CeO2催化剂表面的Pt物种主要是PtOx。（2）对于Pt负载量和CeO2载体均相同的氧化态Pt/CeO2催化剂,由于Pt-O-Ce比PtOx更难被CO还原为Pt0纳米颗粒,因此前者的CO催化氧化反应起燃温度高于后者。经H2还原后,Pt-O-Ce和PtOx均转化为PtO纳米颗粒,但由于前者生成的PtO的粒径远小于后者。还原态催化剂的CO催化氧化反应起燃温度低于氧化态催化剂。（3）以Pt（NH3）42+为前驱体制备的Pt/CeO2经H2还原后生成的PtO纳米颗粒在反应过程中不易被再氧化,催化剂具有较高的低温CO催化氧化活性,反应的起燃温度随Pt负载量的增加逐渐下降。以PtCl62-或PtCl42%前驱体制备的Pt/CeO2经H2还原后的CO催化氧化反应起燃曲线与Pt的负载量有关。在Pt负载量较低的情况下,反应的起燃温度随Pt负载量的增加逐渐下降;当Pt负载量达到或超过某个“阈值”后,催化剂的CO催化氧化反应起燃温度随Pt负载量的增加反而下降。在反应气氛下升温的过程中,催化剂上的Pt0纳米颗粒容易被再氧化为Pt2-δ-O-Ce,进而导致催化剂活性由好转坏,Pt负载量越高,Pt0物种越容易被再氧化为Pt2-δ-O-Ce,不同载体制备的Pt/CeO2上开始生成Pt2-δ-O-Ce物种的最低Pt负载量随CeO2比表面积的增加而增大。（4）以PtCl62-或PtCl42-为前驱体制备的Pt/CeO2还原后得到的Pt0物种粒径较小,Pt0与CeO2接触的界面位点较多,当催化剂表面的Pt/Ce 比达到或超过某个“阈值”后,在H2还原过程中借助PtO上的氢溢流作用可导致CeO2载体被还原到较深的程度,在切换为含O2的气氛后,Pt物种又可通过氧溢流促使CeO2载体在较低温度下充分氧化,在后续的升温过程中氧化充分的CeO2可通过氧的反溢流将Pt0纳米颗粒氧化,生成低活性的Pt2-δ-O-Ce,进而使催化活性下降。在Pt0物种粒径较大（如:以Pt（NH3）42+为前驱体制备的Pt/CeO2）或Pt负载量较低的情况下,Pt0物种与载体接触的界面位点较少,H2还原过程的氢溢流作用不足以使CeO2载体过度还原,在切换为含O2的气氛后,CeO2的再氧化程度也较低,因此在后续的升温过程中不易通过氧的反溢流将Pt0物种大量氧化为Pt2-δ-O-Ce,所以催化剂不会因Pt0物种被氧化而失活。
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