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CO催化氧化广泛应用于激光器、封闭系统、交换膜燃料电池原料气中微量CO消除及汽车尾气净化等,也常作为探针反应用于多相催化理论研究。负载型贵金属催化剂是最有效的CO低温氧化催化剂;其中,由于Au具有优异的低温氧化性能,而受到广泛关注,而CeO2由于其特殊的Ce3+/Ce4+可逆转化特性而具有较强的氧化还原性能与储氧能力,被广泛用作催化剂载体。近年来研究发现,不同形貌载体由于其表面性质、孔结构、缺陷位和暴露晶面的差异,对其催化反应性能有很大影响;目前用水热法制备CeO2及掺杂CeO2的形貌主要有棒状、立方体、纳米线等,其催化性能有较大差别。为探索性能优良的CO低温氧化催化剂,本论文工作采用水热法制备了一种主要暴露CeO2{100}晶面的花朵状CeTiOx复合物,研究了花朵状CeTiOx复合物的生长机理,考察了影响该形貌形成的关键因素;进一步研究了CeTiOx负载Au催化剂(Au/CeTiOx)的CO低温氧化性能,分析了构效关系和失活原因。主要研究内容和结论如下: (1)采用水热法制备了主要暴露CeO2{100}晶面的花朵状CeTiOx复合氧化物。结果显示,花朵状铈钛复合氧化物的形成主要分为两阶段,即无定型快速生长及缓慢结晶;其中,铈钛比、KOH浓度、晶化时间和焙烧温度是该形貌形成的主要影响因素。 (2)采用沉积沉淀法制备了颗粒状CeTiOx复合氧化物,对比研究了载体形貌对胶体沉积法制备的Au/CeTiOx的CO低温氧化催化性能的影响。结果表明,以花朵状CeTiOx复合氧化物为载体制备的金催化剂具有更好的CO催化氧化性能,在室温下就能完全转化。HRTEM和H2-TPR表征结果显示,暴露的CeO2{100}晶面以及Au和载体的强相互作用是该催化剂具有高活性的主要原因。 (3)对花朵状Au/CeTiOx催化剂在CO低温氧化过程中的失活原因进行了探讨。结果发现,催化剂失活后其花朵状形貌坍塌,比表面积、孔径和孔体积减小;同时,Ce3+浓度降低,不利于氧空位的形成,Au+及Au3+的出现,催化剂表面碳酸盐不断积累,这些因素共同导致了催化剂的失活。