When a Low-Temperature Solid Oxide Solution Is the Best Solution: Inserting Guest Ions into the Ceria Host Lattice to Improve Silver Catalyst Activity for Soot Combustion
W zaprezentowanych badaniach skupiono się na zastosowaniu niskotemperaturowych roztworów stałych na bazie tlenku ceru jako nośników srebra do katalitycznego spalania sadzy. Katalizatory srebrowe osadzone na roztworach stałych wykazywały aktywność znacznie wyższą niż katalizatory oparte na niedomieszkowanym tlenku ceru. Choć tlenek ceru jest często badany jako katalizator lub nośnik katalityczny, niniejsze badanie pokazuje, że odpowiedni dobór domieszki może dodatkowo zwiększyć aktywność zarówno samych nośników cerowych, jak i otrzymanych katalizatorów srebrowych. Badania nad wpływem doboru domieszki na ogólny korzystny efekt wykorzystania niskotemperaturowych roztworów stałych jako nośników mogą okazać się przełomowe. Wszystkie zsyntetyzowane nośniki zawierają tylko jedną fazę, tj. strukturę typu fluorytu, charakterystyczną dla niedomieszkowanego tlenku ceru, o tej samej stałej sieci i tym samym stężeniu domieszki. Zbadano wpływ składu nośnika na wielkość krystalitów (dyfrakcja rentgenowska, XRD), kształt porów (fizysorpcja N₂), właściwości kwasowo-zasadowe (Py-FTIR, testy z użyciem wskaźników Hammetta) oraz stężenie wakansji (luk) tlenowych (spektroskopia Ramana). Mapy pokazujące rozmieszczenie jonów domieszek, t.j. Sr²⁺, Mg²⁺, Al³⁺ lub Zr⁴⁺ oraz fazy aktywnej (srebra) otrzymano metodami spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDX) oraz spektrometrii mas jonów wtórnych z pomiarem czasu przelotu (ToF-SIMS). Mapy te wykazały równomierne rozmieszczenie domieszek w ziarnach nośników. Srebro występowało głównie w postaci metalicznej warstwy na powierzchni nośników, jednak badane układy różniły się stężeniem utlenionych form srebra na powierzchni oraz redukowalnością nośników, co wykazano metodą termo-programowalnej desorpcji wodoru (H₂-TPD).
Artykuł:
ACS Applied Materials & Interfaces
Autorzy z PW:
Ewa Iwanek
Dyscyplina:
Rok wydania: