用于甲烷完全氧化的原子级高效、高稳定且具有氧化还原活性的 Ce0.5Tb0.5Ox (3% mol.)/MgO 催化剂
材料科学
2024-01-26 v1
摘要
本文介绍了负载于氧化镁上的纳米结构铈-铽催化剂在甲烷完全氧化中的氧化还原和催化性能，并与负载于 MgO 上的纯铈催化剂进行了比较。所研究的材料 Ce0.5Tb0.5Ox (3% mol.)/MgO 具有几个显著特性：两种镧系元素的总摩尔负载量相当低，高还原性，在低温下具有极高的储氧能力以及高于负载于 MgO 上的铈的活性。就镧系元素的原子含量而言，Ce0.5Tb0.5Ox (3% mol.)/MgO 的催化性能与体相铈及铈-镁固溶体相比有大幅提升。这种行为意味着镧系元素使用的适当优化。催化剂设计中原子经济性的第二个贡献与以下事实有关：新配方在经历极高温度处理后，在氧化还原和催化性能方面表现出稳定的性能。通过互补的像差校正显微技术，在原子尺度上对新鲜和高温老化催化剂的结构进行了研究，揭示了各种奇异的含镧系元素纳米结构的出现，从孤立的、原子级分散的 Ln 物种到纳米尺寸的 CeTbO2-x 斑块、扩展的 CeTbO2-x 双层和 2D CeTbO2-x 纳米颗粒。纳米分析结果证明了这些纳米结构中两种镧系元素在原子水平上的混合。纳米结构化、镧系元素在原子水平上的混合以及与 MgO 氧化物的相互作用，是新型 Ce0.5Tb0.5Ox (3% mol.)/MgO 催化剂在功能、氧化还原和催化性能方面得到改善的根源。
引用
@article{arxiv.2401.14105,
title = {An atomically efficient, highly stable and redox active Ce0.5Tb0.5Ox (3% mol.)/MgO catalyst for total oxidation of methane},
author = {Juan J. Sanchez and Miguel Lopez-Haro and Juan C. Hernandez-Garrido and Ginesa Blanco and Miguel A. Cauqui and Jose M. Rodríguez-Izquierdo and Jose A. Perez-Omil and Jose J. Calvino and Maria P. Yeste},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.14105},
year = {2024}
}
备注
11 pages, eight figures, 3 tables, 60 references