CeO2基储氧材料的制备和表征

用共沉淀法制备了4种CeO2基储氧材料,并用X射线衍射(XRD),Raman光谱,N2吸附-脱附(BET方法),H2程序升温还原(H2-TPR),氧脉冲技术,X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)表征了其物理化学性质。XRD结果表明,在CeO2和CeO2-Al2O3(CA)中只能检测到宽的CeO2的特征峰,而CeO2-ZrO2(CZ)和CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)中检测到了Ce0.75Zr0.25O2相,所有的CeO2基储氧材料中都形成了均匀的固溶体。XPS结果表明,三价铈和四价铈共存于CZ,CA和CZA的表面,而在纯CeO2中几乎检测不到三价铈的存在。CZA表现出了最佳的织构性能,高的储氧量(OSC)和优异的热稳定性。另外,为了阐释4个样品的差异,提出了一种新的观点:Al3+可能插入了萤石结构的间隙或者高度分散在固溶体中。CZA固溶体可能是由间隙型固溶体和置换型固溶体混合组成的,这一点由CA和CZA中存在2种不同的氧化物或者2种类型的氧通道可以证明。然而,关于这个观点的详细证据还不够充分,需要继续进行深入的研究。