铈基储氧材料作为机动车尾气三效催化剂的重要组成部分，能够削弱空燃比振荡对三效催化性能的影响。本文以过渡金属Mn、Fe、Co、Ni和Cu掺杂铈锆样品作为研究体系，以动态储放氧性能、动态空燃比窗口特性，水煤气变换及水蒸汽重整反应活性评价作为研究手段，研究了引入第三组元后对样品结构及催化性能的影响规律，为铈基材料的实际应用提供指导。
建立了动态空燃比窗口特性的测试方法，对Sr掺杂铈锆体系的空燃比窗口特性进行了研究；系统考察了Sr掺杂铈锆样品的晶体结构、氧化还原性能、储放氧性能及空燃比窗口特性之间的关系。研究表明，Sr掺杂促进氧空位和晶格缺陷的形成，明显改善了氧的迁移特性；同时，氧空位的形成，有助于改善样品的热稳定性。三效活性评价表明，Pd/Ce0.67Zr0.33Sr0.03O2.03样品具有较低的起燃温度；动态空燃比窗口特性测试表明，Pd/Ce0.67Zr0.33Sr0.03O2.03样品具有较宽的空燃比窗口。
系统考察了过渡金属(Mn、Fe、Co、Ni和Cu)掺杂铈锆对样品的结构，动态储放氧性能及氧化还原性能的影响；研究了不同样品的水煤气变换反应、水汽重整反应活性及动态空燃比窗口特性。研究表明，过渡金属掺杂后，改善了储放氧性能；过渡金属掺杂后大大改善了氧的迁移特性，使WGS反应起燃温度降低；过渡金属掺杂后，对SR反应的起燃温度影响不明显；三效活性评价结果表明，适量的过渡金属掺杂大大改善了三效催化活性。空燃比窗口特性评价结果表明，对于新鲜样品而言，适量的过渡金属掺杂拓宽了空燃比窗口；老化处理后，由于部分过渡金属析出及贵金属烧结，使空燃比窗口变窄。
考察了三类典型样品Pd/CeO2、Pd/Ce0.67Zr0.33O2和Pd/Ce0.67Zr0.33O2-Al2O3对CO去除反应、C3H8去除反应及不同反应之间的影响。研究表明，WGS反应的发生增强了CO的低温氧化活性，使得CO转化的T50和T90明显下降。SR反应的发生对C3H8的氧化起到促进作用。低温时水煤气变换反应占优，随着温度的升高，水汽重整反应发生。水汽的存在对三效催化活性存在较大影响。
采用XRD Rietveld精修方法系统考察了过渡金属Mn、Fe、Co、Ni和Cu掺杂CeO2体系的晶体结构，得出该体系中固溶度与原子半径、电负性、外层电子数三个因素有关，提出本体系中过渡金属在氧化铈中的固溶度经验方程，实验值与计算值有较好的线性相关性。
- 作 者：
- 王建强
- 学科专业：
- 化学工艺
- 授予学位：
- 博士
- 学位授予单位：
- 天津大学
- 导师姓名：
- 沈美庆
- 学位年度：
- 2009
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
