纳米氧化铈催化作用研究探讨
氧化铈纳米粒子
氧化铈纳米粒子氧化铈纳米粒子是一种具有广泛应用前景的纳米材料，具有良好的催化性能和优异的化学稳定性。
本文将从氧化铈纳米粒子的制备方法、性质与应用等方面进行探讨，旨在为读者提供关于氧化铈纳米粒子的全面了解。
一、制备方法氧化铈纳米粒子的制备方法多种多样，常见的方法包括溶剂热法、水热法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。
其中，溶剂热法是一种常用的制备方法，通过在高温高压条件下将铈盐和氧化剂反应生成氧化铈纳米粒子。
二、性质分析氧化铈纳米粒子具有许多独特的性质。
首先，氧化铈纳米粒子具有较高的表面积和较好的分散性，这使得其在催化反应中具有更高的活性。
其次，氧化铈纳米粒子具有优异的氧化还原性能，可用于催化剂、传感器等领域。
此外，氧化铈纳米粒子还具有良好的耐热性和化学稳定性，适用于高温环境下的应用。
三、应用领域氧化铈纳米粒子在许多领域具有广泛的应用前景。
首先，在催化领域，氧化铈纳米粒子可用作催化剂，用于有机合成、废气处理等反应中。
其次，在能源领域，氧化铈纳米粒子可用于燃料电池、锂离子电池等器件中，提高其性能。
此外，氧化铈纳米粒子还可用于环境监测、生物医学和光催化等领域。
四、研究进展对氧化铈纳米粒子的研究已取得了一系列重要进展。
研究人员通过调控氧化铈纳米粒子的形貌、尺寸和结构等参数，进一步提高了其催化性能和稳定性。
此外，研究人员还探索了氧化铈纳米粒子在其他领域的应用潜力，并取得了一些重要成果。
五、展望与挑战尽管氧化铈纳米粒子在各个领域都显示出了良好的应用前景，但仍面临一些挑战。
例如，如何进一步提高氧化铈纳米粒子的催化性能和稳定性，以满足不同领域的需求；如何解决氧化铈纳米粒子的生产成本和环境影响等问题。
因此，未来的研究应继续深入探索氧化铈纳米粒子的制备方法和性质，并寻找解决方案，以促进其在各个领域的应用。
氧化铈纳米粒子作为一种具有广泛应用前景的纳米材料，其制备方法、性质与应用等方面的研究已取得了一系列重要进展。
未来的研究应致力于进一步提高氧化铈纳米粒子的性能，并解决相关的挑战，以推动其在催化、能源、环境和生物医学等领域的应用。
氧化铈在催化剂中的作用
氧化铈在催化剂中的作用氧化铈是一种常用的催化剂，在许多重要的化学反应中具有重要的作用。
它通常在与其他金属氧化物混合的形式出现，以增强催化活性和选择性。
以下将详细介绍氧化铈在催化剂中的作用。
1.氧存储：氧化铈具有优异的氧存储性能。
在氧化还原循环过程中，氧化铈可以吸收和释放氧气。
这一特性使得氧化铈成为二氧化碳生物质燃烧和汽车尾气净化等重要反应中的关键催化剂。
当氧气供应充足时，氧化铈可以从其他氧化物中吸收氧气，形成CeO2-x，当氧气供应不足时，氧化铈可以释放氧气以维持反应的正常进行。
因此，氧化铈在催化剂中的氧存储能力有助于提高催化剂的氧化和还原活性。
2.氧离子传导：氧化铈具有良好的氧离子传导性能。
在高温条件下，氧化铈可以通过氧离子传导来促进氧气的输运。
这使得氧化铈在高温氧化反应中具有优异的催化活性，例如氧化甲烷制合成气、气体分部氧化反应等。
氧化铈的氧离子传导性能是由其晶体结构和离子扩散能力所决定的。
氧离子可以通过铈离子空位和氧空位之间的扩散来传输。
因此，优化氧化铈的晶体结构和氧空位浓度可以进一步提高催化剂的氧离子传导性能。
3.氧化还原能力：氧化铈具有良好的氧化还原能力。
它可以在不同氧化态之间实现可逆的氧化还原反应。
这使得氧化铈在氧化和还原反应中具有较高的催化活性。
氧化铈能够在还原条件下将氧气和氧化剂吸附并转化为活性物种，然后在氧化条件下将活性物种转化回氧气。
这一特性使得氧化铈成为重要的氧化剂和还原剂，用于许多有机合成和环境保护反应中，例如氧化甲烷制合成气、催化燃烧、脱氮等。
4.表面氧化物物种生成：氧化铈的表面具有丰富的氧化物物种，如含有Ce3+和Ce4+的氧化物物种。
这些表面氧化物物种在许多催化反应中发挥着重要的作用。
例如，Ce3+和Ce4+可以作为活性位点吸附反应物并催化它们的转化。
此外，氧化铈表面的氧化物物种还可以在催化反应中参与反应中间体的生成和转化，从而对反应过程起到调节和促进作用。
综上所述，氧化铈在催化剂中具有诸多作用。
纳米氧化铈的用途
纳米氧化铈的用途纳米氧化铈是一种具有广泛用途的材料，它在许多领域中发挥着重要的作用。
本文将介绍纳米氧化铈的用途，并阐述它在不同领域中的应用。
纳米氧化铈在环境领域中具有重要的应用价值。
由于其良好的氧化还原性能和催化活性，纳米氧化铈被广泛应用于废水处理、大气污染物净化等环境治理技术中。
例如，纳米氧化铈可以作为催化剂用于废水处理中的有机物降解和重金属去除。
此外，纳米氧化铈还可用于汽车尾气净化催化剂的制备，可以有效地去除尾气中的有害气体，减少环境污染。
纳米氧化铈在能源领域中也有重要的应用。
纳米氧化铈具有较高的氧化还原能力和催化活性，可以用于制备高效能源转换器件。
例如，纳米氧化铈可以作为燃料电池的催化剂，促进氢气的氧化反应，提高燃料电池的能量转化效率。
此外，纳米氧化铈还可以应用于锂离子电池和超级电容器等能源存储设备中，提高其储能性能和循环寿命。
纳米氧化铈在医药领域中也有广泛的应用。
由于其良好的生物相容性和抗氧化性能，纳米氧化铈可以用于医学影像、药物传递和治疗等方面。
例如，纳米氧化铈可以作为磁共振成像(MRI)的对比剂，提高图像的对比度和清晰度，帮助医生更准确地诊断疾病。
纳米氧化铈还在材料领域中发挥着重要作用。
由于其良好的催化性能和热稳定性，纳米氧化铈可以用于制备高性能的催化剂、传感器和光催化材料等。
例如，纳米氧化铈可以作为催化剂用于有机合成反应中，促进反应的进行并提高产率。
此外，纳米氧化铈还可以制备高灵敏度的气体传感器，用于检测有害气体的存在和浓度。
同时，纳米氧化铈还具有光催化性能，可以将光能转化为化学能，用于光催化降解有机物和光电转换器件的制备。
纳米氧化铈具有广泛的应用领域和重要的应用价值。
它在环境治理、能源转换、医药应用和材料制备等方面都发挥着重要作用。
随着纳米技术的不断发展和应用的推广，相信纳米氧化铈的应用前景将更加广阔。
纳米氧化铈催化作用研究探讨
化学与生物工程Chemistry &Bioengineering2005,No.2综述专论1 基金项目:广东省科技计划资助项目(2002C1030408)收稿日期:2004-11-11作者简介:孔祥晋(1980-),男,山东聊城人,研究生,主要研究方向:材料化学及光电催化的研究;指导老师:潘湛昌(1962-),博士,副教授。
纳米氧化铈催化作用研究探讨孔祥晋,潘湛昌,肖楚民,张环华(广东工业大学轻工化工学院,广东广州510090) 摘 要:总结了氧化铈在催化中的作用,指出了纳米粒子的表面效应及氧化铈自身特性对其催化性能的影响,分别从CeO 2作为催化剂、助剂、载体等方面对CeO 2在催化中的应用加以综述,介绍了制备纳米CeO 2超细粉体的常见方法,并结合有关研究结果提出了今后的研究方向。
关键词:氧化铈;催化;纳米粒子中图分类号:O 611161 O 63413 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2005)02-0001-03 由于表面效应的影响,纳米粒子的比表面积很大、表面活性中心多、选择性好,可以显著增进催化效率。
国际上已经把纳米粒子作为第四代催化剂[1],在本世纪可能成为催化反应的主要角色。
铈是一种镧系元素,具有很好的氧化还原性能[2,3]。
氧化铈是稀土氧化物系列中活性最高的一个氧化物催化剂,具有较为独特的晶体结构、较高的储氧能力(OSC )和释放氧的能力、较强的氧化-还原性能(Ce 3+/Ce 4+),因而受到了人们极大关注,一些研究成果已经应用于工业催化领域。
1 纳米二氧化铈的制备及其结构特点目前,制备纳米CeO 2超细粉体的常见方法主要有沉淀法[4]、溶胶2凝胶法[5]、微乳液法[6]等。
CeO 2属于萤石型的氧化物[7](如图1)。
图1 萤石结构的C eO 2面心晶胞Fig.1 F ace 2centered crystal cell of C eO 2w ith flu arite structu re这样的结构中有许多八面体空位允许离子快速扩散。
氧化铈纳米复合催化材料的制备和电化学性能研究
氧化铈纳米复合催化材料的制备和电化学性能研究氧化铈纳米复合催化材料的制备和电化学性能研究一、引言氧化铈是一种重要的催化剂，其广泛应用于环境保护、能源转化等领域。
然而，纯氧化铈的催化性能有待改进，因此研发氧化铈纳米复合催化材料成为研究的热点之一。
本文将重点探讨氧化铈纳米复合催化材料的制备方法以及其在电化学性能方面的研究进展。
二、氧化铈纳米复合催化材料的制备方法1. 模板法模板法制备氧化铈纳米复合催化材料，通常通过选择合适的模板来控制所得纳米材料的形貌和尺寸。
常用的模板包括有机聚合物、胶体颗粒等。
通过将氧化铈前体溶液沉积在模板上，并经过煅烧步骤，可以得到具有高比表面积和特定形貌的氧化铈纳米复合催化材料。
2. 水热法水热法以水为溶剂，在高温高压条件下制备氧化铈纳米复合催化材料。
通过调节水热反应条件，如温度、反应时间和反应物浓度等，可以控制所得纳米材料的形貌和尺寸。
此外，水热法还可以与其他制备方法相结合，如模板法和共沉淀法等，以制备具有特定结构和性质的氧化铈纳米复合催化材料。
3. 共沉淀法共沉淀法是制备氧化铈纳米复合催化材料的常用方法之一。
通过将氧化铈前体溶液和其他金属离子溶液在碱性条件下混合，并加热搅拌，使反应物共沉淀形成氧化铈纳米复合催化材料。
该方法具有简单、易操作等优点，且可以制备多种不同的氧化铈纳米复合催化材料。
三、氧化铈纳米复合催化材料的电化学性能研究1. 催化活性研究氧化铈纳米复合催化材料在催化反应中具有出色的催化活性。
例如，氧化铈纳米复合催化材料在催化有机废水降解、气体净化等方面表现出良好的效果。
研究人员发现，氧化铈纳米复合催化材料的催化活性与其特定的晶体结构和表面活性位有关。
因此，进一步研究氧化铈纳米复合催化材料的晶体结构和表面活性位分布对于改善其催化活性具有重要意义。
2. 电催化性能研究氧化铈纳米复合催化材料还具有良好的电催化性能，可以应用于能源领域。
例如，氧化铈纳米复合催化材料可作为电化学催化剂用于燃料电池和电解水器等设备中。
《铈-铜基纳米复合催化材料的可控构筑与催化性能研究》范文
《铈-铜基纳米复合催化材料的可控构筑与催化性能研究》篇一铈-铜基纳米复合催化材料的可控构筑与催化性能研究一、引言随着纳米科技的飞速发展，纳米复合催化材料因其独特的物理化学性质和优异的催化性能，在能源、环境、化工等领域展现出巨大的应用潜力。
其中，铈/铜基纳米复合催化材料以其优良的稳定性、高的催化活性以及可调的物理化学性质受到广泛关注。
本文将探讨铈/铜基纳米复合催化材料的可控构筑方法及其催化性能的研究。
二、铈/铜基纳米复合催化材料的可控构筑（一）材料设计铈/铜基纳米复合催化材料的设计主要基于铈和铜的协同效应以及纳米材料的特殊性质。
通过调整铈和铜的比例，可以优化材料的电子结构和表面性质，从而提高其催化性能。
此外，通过引入其他元素或采用不同的合成方法，可以进一步丰富材料的种类和性质。
（二）合成方法本研究所采用的合成方法主要包括溶胶-凝胶法、化学还原法、模板法等。
通过调整反应条件，如温度、pH值、反应物的浓度等，可以实现对纳米复合材料的尺寸、形貌和结构的控制。
此外，采用不同的合成方法可以制备出具有不同性质的铈/铜基纳米复合催化材料。
（三）表征方法本研究所采用的表征方法主要包括X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）等。
通过这些表征手段，可以分析材料的晶体结构、形貌、元素组成以及分布等，为后续的催化性能研究提供基础。
三、铈/铜基纳米复合催化材料的催化性能研究（一）反应类型及条件本研究所选定的催化反应包括氧化反应、还原反应、水气变换反应等。
通过调整反应温度、压力、反应物的浓度等条件，研究铈/铜基纳米复合催化材料的催化性能。
（二）催化性能评价通过对比不同条件下催化剂的活性、选择性以及稳定性等指标，评价铈/铜基纳米复合催化材料的催化性能。
此外，还采用循环实验等方法，研究催化剂的重复使用性能和耐久性。
（三）机理研究通过原位光谱、电化学等方法，研究铈/铜基纳米复合催化材料的反应机理。
纳米氧化铈
纳米氧化铈纳米氧化铈是一种具有高度活性和特殊结构的纳米材料，具有广泛的应用前景和重要的科研意义。
在近年来的研究中，纳米氧化铈在催化剂、能源存储和环境保护等领域都显示出了卓越的性能和潜力。
纳米氧化铈在催化剂领域有着重要的应用。
其高度活性和较大的比表面积使得纳米氧化铈成为一个理想的催化剂。
研究表明，纳米氧化铈可以用作氧化反应的催化剂，如甲烷部分氧化制取甲醛、甲醇甲醛催化氧化等。
此外，纳米氧化铈还可以用作三元催化剂的组成部分，提高催化剂的活性和稳定性。
纳米氧化铈在能源存储领域也显示出了巨大的潜力。
由于其具有优良的氧化还原性能，纳米氧化铈被广泛应用于锂离子电池、超级电容器等能源存储设备中。
研究发现，将纳米氧化铈作为锂离子电池的阳极材料，可以显著提高电池的充放电性能和循环寿命。
纳米氧化铈在环境保护领域也具有重要意义。
其强氧化性能使得纳米氧化铈成为处理废水和空气污染物的有效材料。
研究表明，纳米氧化铈可以催化氧化有害有机物，如苯、甲醛等，将其转化为无害的产物。
此外，纳米氧化铈还可以吸附和分解有害气体，如二氧化硫、一氧化碳等。
纳米氧化铈的制备方法多种多样，包括溶剂热法、氧化物还原法、微乳液法等。
制备过程中的关键控制因素包括反应温度、反应时间、pH值等。
此外，还可以通过控制纳米氧化铈的形貌和尺寸来调控其性能。
常见的形貌包括球形、纳米片、纳米棒等。
此外，还可以通过控制表面的合适修饰来提高纳米氧化铈的催化性能和稳定性。
总而言之，纳米氧化铈作为一种具有特殊结构和高度活性的纳米材料，具有广泛的应用前景和重要的科研意义。
在催化剂、能源存储和环境保护等领域的应用中，纳米氧化铈都展现了出色的性能和巨大的潜力。
未来，随着纳米技术的发展和研究的深入，纳米氧化铈在各个领域的应用将会进一步推进，并为社会发展做出更大的贡献。
氧化铈纳米材料的制备及其催化性能研究的开题报告
氧化铈纳米材料的制备及其催化性能研究的开题报告
一、研究背景
随着工业化进程的不断推进，大量的有机废物排放成为当前环境问题的一个焦点。
为解决这一问题，催化氧化技术成为了一种有效、环保的处理手段。
氧化铈作为一种
重要的催化剂材料，具有良好的催化性能，被广泛应用于有机物废物的催化氧化处理中。
同时，纳米材料具有较大的表面积和独特的物理和化学性质，因此将氧化铈制备
为纳米材料进行应用具有很高的研究价值。
二、研究目的
本研究旨在探究氧化铈纳米材料的制备方法以及其催化性能，为有机废物催化氧化处理技术的提高提供理论支持。
三、研究内容
1. 氧化铈纳米材料的制备方法探究：
（1）溶剂热法；
（2）水热合成法；
（3）共沉淀法。
2. 氧化铈纳米材料催化性能的研究：
（1）催化剂结构特性的表征；
（2）有机废物的氧化处理实验；
（3）催化剂的活性和稳定性研究。
四、研究意义
本研究的成果将探究氧化铈纳米材料的制备方法，为相关领域的研究提供了新的思路和方法。
同时通过对催化氧化处理的实验研究，将深入理解氧化铈纳米材料的催
化性能，并为有机废物的催化氧化处理提供技术支持。
五、研究进度安排
1. 现有研究文献查阅和分析（1周）；
2. 制备氧化铈纳米材料并对其进行表征（3周）；
3. 进行有机废物的催化氧化处理实验（2周）；
4. 对催化性能进行分析和评估（2周）；
5. 总结研究结果，撰写论文（2周）。
六、预期成果
本研究将制备出氧化铈纳米材料，并通过实验研究催化氧化处理有机废物的催化效果。
同时撰写具有较高研究价值的学术论文。
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化学与生物工程Chemistry &Bioengineering2005,No.2综述专论1 基金项目:广东省科技计划资助项目(2002C1030408)收稿日期:2004-11-11作者简介:孔祥晋(1980-),男,山东聊城人,研究生,主要研究方向:材料化学及光电催化的研究;指导老师:潘湛昌(1962-),博士,副教授。
纳米氧化铈催化作用研究探讨孔祥晋,潘湛昌,肖楚民,张环华(广东工业大学轻工化工学院,广东广州510090) 摘 要:总结了氧化铈在催化中的作用,指出了纳米粒子的表面效应及氧化铈自身特性对其催化性能的影响,分别从CeO 2作为催化剂、助剂、载体等方面对CeO 2在催化中的应用加以综述,介绍了制备纳米CeO 2超细粉体的常见方法,并结合有关研究结果提出了今后的研究方向。
关键词:氧化铈;催化;纳米粒子中图分类号:O 611161 O 63413 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2005)02-0001-03 由于表面效应的影响,纳米粒子的比表面积很大、表面活性中心多、选择性好,可以显著增进催化效率。
国际上已经把纳米粒子作为第四代催化剂[1],在本世纪可能成为催化反应的主要角色。
铈是一种镧系元素,具有很好的氧化还原性能[2,3]。
氧化铈是稀土氧化物系列中活性最高的一个氧化物催化剂,具有较为独特的晶体结构、较高的储氧能力(OSC )和释放氧的能力、较强的氧化-还原性能(Ce 3+/Ce 4+),因而受到了人们极大关注,一些研究成果已经应用于工业催化领域。
1 纳米二氧化铈的制备及其结构特点目前,制备纳米CeO 2超细粉体的常见方法主要有沉淀法[4]、溶胶2凝胶法[5]、微乳液法[6]等。
CeO 2属于萤石型的氧化物[7](如图1)。
图1 萤石结构的C eO 2面心晶胞Fig.1 F ace 2centered crystal cell of C eO 2w ith flu arite structu re这样的结构中有许多八面体空位允许离子快速扩散。
经高温还原后,CeO 2转化为具有氧缺位、非化学计量比的CeO 2-x 氧化物(0<x <015),而在低温下(T<450℃),CeO 2可形成一系列组成各异的氧化物。
2 氧化铈用作主剂的催化研究211 对吸收药热分解反应中的催化作用硝胺推进剂满足高能少烟的要求,代表了固体推进剂的发展方向。
NC/N G 是硝胺推进剂的主要成分,有研究[8]发现在吸收药中加入纳米氧化铈不但可以降低吸收药的分解热,还能明显降低NC/N G 的热分解温度,说明氧化铈的加入改变了热分解的反应历程,能有效地催化吸收药的热分解反应,潜在地提高催化剂的燃速。
212 细胞色素c 促进剂细胞色素c 分子不能在裸金电极上进行快速的电子传递反应,但是在经过氧化铈纳米晶修饰的金电极上却可以进行。
氧化铈是一种半导体材料,当该粒子吸附在金电极表面上时,将在电极表面形成许多电化学活性点,从而构成了电极与细胞色素c 之间的电子传递反应通道,这样就可以获得细胞色素c 的快速电子反应。
当氧化铈粒子越小时,比表面就越大,界面氧原子就越多,因此在电极表面将产生更多的电化学活性点。
文献[9]通过实验证实了纳米晶是细胞色素c电化学反应的良好促进剂,且促进作用相当稳定。
213 作为可再生的固体硫化剂工业废气中的二氧化硫是造成大气污染的主要原因,也是大气腐蚀的重要原因。
烟气脱硫是防止燃煤二氧化硫污染的重要途径,其中固体再生干法烟气脱硫是一种处于实验研究阶段的新型烟气脱硫技术。
Deberry首先提出二氧化铈可能作为可再生的固体硫化剂应用于干法烟气脱硫过程,张世超等[10]从动力学和热力学方面进行了相关研究,发现从热力学上讲,可使用CeO2通过干吸收生成Ce(SO4)2和热再生循环过程实现固体再生干法烟气脱硫,其吸收SO2和再生CeO2的温度范围分别为100～440℃和715～865℃。
3 氧化铈作助剂、载体催化作用的研究由于氧化铈具有晶格氧的移动性、铈离子可变价和4价铈离子相对稳定性,氧化铈常被用作氧化物催化剂的优良助剂。
以氧化铈为助剂或载体的催化剂在汽车尾气净化、水气变换反应、CO氧化、C H4燃烧、CH4部分氧化制合成气、CH4与CO2重整制合成气、CO2加氢制甲醇等反应中显示出了良好的催化活性[11]。
311 在汽车尾气净化三效催化剂中的作用在以贵金属为主的三效(CO转换成CO2、C H转换为CO2、H2O和NO x转换成N2和O2的效率)催化剂中,氧化铈作为助催化剂起两个主要作用[12]:一是储氧,在氧气缺乏时转化为CeO;当过剩时又转化为CeO2;二是控制催化剂中的金属微粒。
有报道CeO2作为汽车尾气净化剂涂层的添加剂,用于超微粉末一次涂层的量比非纳米一次涂层量高近一倍,从而催化活性大有提高,CO50%转化时的温度降低了近40℃。
312 在甲醇低温裂解催化反应中的应用甲醇作为一种“绿色燃料”具有极大的应用价值,可以在低温下裂解为CO和H2,具有比直接燃烧更大的热值,有研究[13,14]表明CeO2改性的Pd/γ2Al2O3具有较高的甲醇低温裂解活性和很高的CO和H2选择性,且具有较好的耐热性能和较高的低温活性。
当催化剂制备方法为:La2O32CeO2顺序浸渍γ2Al2O3载体、Pd负载量为3%(质量分数)、经500～600℃焙烧时,催化剂活性最高,在250℃、甲醇液体空速118h-1条件下反应,甲醇转化率达到9114%,CO和H2的选择性几乎为100%。
313 在CH4、CO2重整反应中的应用在天然气加工工业中C H4的部分氧化及CH4、CO2重整制合成气的研究中,氧化铈为助剂或载体的催化剂在反应中的作用已经进行了不少研究,Stagg2 Williams等[15]认为,添加氧化铈可以显著提高Pt/ ZrO2催化剂在CH4、CO2重整反应中的稳定性。
Wang 等[16]也认为与Ni/Al2O3相比,Ni/CeO2/Al2O3催化剂的抗积炭性能有明显改善。
金明善等[17]制备了Ni/ CeO2/Al2O3催化剂,考察了加入CeO2对担载Ni催化剂性能的影响,研究发现一方面CeO2良好的储存与释放氧化性能将会部分抑制CO2的解离;另一方面, CeO2所具有的碱性也不利于CO2的解离。
随温度的升高,吸附的CO2易于脱附,因此催化剂对CO2的转化活性有明显增加。
4 在其它方面的催化应用411 钒钝化剂在石油催化裂化反应中,钒常对催化剂造成污染。
钒的危害表现在两个方面:一是钒离子会进入催化剂分子筛内部,摧毁分子筛晶体结构,导致催化剂活性的明显降低甚至完全丧失;另一方面会导致不希望的产品产率增加,从而使操作受到限制。
有研究[18]发现将氧化铈纳米粒子加入催化剂中,可以很大程度地保留分子筛的结晶度,减少钒对分子筛催化剂的中毒影响。
经钝化后的催化剂实验室评价发现与不加钝化剂相比,微反活性增加了一个多单位,液化石油产率提高2%～3%,汽油产率增加约2%。
412 对细菌视紫红质薄膜M态寿命的影响紫膜中的蛋白质细菌视紫红质(bR)具有独特的光循环的光致变色特性,在分子电子学和生物电子技术领域具有广泛的潜在应用价值。
有研究[19]采用稀土纳米晶CeO2对细菌视紫红质-聚乙烯醇(Br2PVA)薄膜进行修饰,发现CeO2可延长M态的寿命,且晶粒尺寸越小对M态寿命的影响越大,因为纳米晶周围的羟基有助于阻碍席夫碱获得质子,从而使M态寿命延长。
413 在光催化中的应用TiO2以其无毒、催化活性高、氧化能力强、稳定性好而被用作光催化的半导体催化剂。
但它也有自身的局限性[20]:禁带宽度约为312eV,需在(近)紫外光下才能激发;且光生载流子极易发生简单复合,催化活性不高。
铈极易吸收光子从三价变为四价,而四价铈离子在光激发下不仅能有效抑制电子-空穴对的简单复合,改善光催化效率,还可能使TiO2的光吸收波长红移至可见光区,增加对太阳能的有效利用[21]。
414 在燃料电池电极中的应用电极在燃料电池电化学反应中的作用至关重要,电极不仅是燃料电池中不可缺少的重要组成部分,也兼作电化学反应的催化剂。
过渡金属氧化物阳极在性能上有许多无法比拟之处[7]。
主要优势在于它的多氧化态,多种价态共存的情况有助于电子自由迁移,因而,此类电催化剂的活性高于固定价态的电催化剂。
美国西北大学Murray E Perry等[22]在研究中把Y2032CeO2(YDC)加入YSZ电解质与Ni2YSZ及L SM电极之间,发现CeO2可以将阳极氧化反应面扩大至TPB面以外。
Craciun R等[23]较早采用Cu作为阳极催化剂对干甲烷气进行直接氧化转化,对比试验证明Cu2CeO22YSZ阳极在以甲烷为燃料时的性能优于Ni2CeO22YSZ阳极。
虽然目前CeO2在燃料电池电极中的应用还仅限于实验室探索阶段,但它作为一个前景可观的阳极电催化剂体系,必将受到愈来愈广泛的关注。
5 结束语由于纳米粒子的特性,纳米级氧化铈具有独特的催化特性。
关于纳米氧化铈的催化作用的研究将成为今后研究的热点。
随着科技的进步,科研成果将进一步走出实验室而形成实际应用,相信其必将带来很好的经济效益和社会效益。
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