氧化铈纳米棒负载钯-钴双金属催化甲烷氧化

熊靖; 孙彦; 马亚肖; 徐琳盛; 韦岳长

中国石油大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 49 ›› Issue (03) : 223 -231.

熊靖, 孙彦, 马亚肖, 徐琳盛, 韦岳长

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摘要

采用水热合成法制备氧化铈纳米棒（CeO₂-R）载体，利用自主研发的气膜辅助还原装置，通过控制气体扩散速率和还原剂质量分数，实现金属前驱体的均匀还原与负载，以及钯-钴（Pd-Co）双金属合金在CeO₂-R上的高度分散，构筑Pd-Co/CeO₂-R深度氧化催化剂。通过调整Pd-Co双金属合金的比例，优化CeO₂-R表面的氧空位分布，增强活性组分与载体之间的相互作用，从而提升催化剂对氧气和甲烷的吸附及活化能力，进而促进甲烷催化燃烧性能的提升。分析Pd-Co/CeO₂-R催化剂催化低浓度甲烷氧化的反应机制。结果表明：1.5%Pd-0.5%Co/CeO₂-R催化剂表现出高的催化低浓度甲烷氧化活性。相比于CeO₂载体，在CeO₂纳米棒表面负载Pd-Co纳米颗粒可进一步提高低浓度甲烷氧化的催化活性；CeO₂纳米棒表面的Pd-Co合金催化剂在催化剂的负载过程中，形成了强烈的金属-氧化物相互作用，这种相互作用可以显著改善催化剂对分子氧的吸附和活化性能，有利于活性氧物种的产生。