含有高分散納米粒子的異相催化劑通常在高溫工業(yè)條件工作,面臨穩(wěn)定性的挑戰(zhàn)。通過溶出法(ex-solution)制備的擔(dān)載催化劑能夠形成鑲嵌結(jié)構(gòu)納米粒子(socketed particle),因此有助于解決穩(wěn)定性的問題。但是目前對于理解鑲嵌結(jié)構(gòu)形貌和催化活性之間的關(guān)系的相關(guān)研究仍然缺乏。
有鑒于此,華東理工大學(xué)詹望成教授、戴升教授等報道通過原位透射電子顯微鏡表征技術(shù)和理論計算研究氧誘導(dǎo)溶出過程,對含有不同La缺陷濃度的Pd摻雜的LaAlO3(LaxAl0.9Pd0.1O3-δ)形成溶出納米粒子催化劑的過程。
研究發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)La的缺陷水平能夠調(diào)控鑲嵌Pd催化劑的形貌,因此影響高溫氧化反應(yīng)的催化活性。對于鑲嵌納米粒子,納米粒子的尺寸和露出載體的高度對于氧化反應(yīng)性能和耐燒結(jié)能力密切相關(guān)。
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優(yōu)化的催化劑La0.8Al0.9Pd0.1O3-δ具有優(yōu)異的燃燒反應(yīng)(CH4氧化、C3H8氧化)催化活性,特別是穩(wěn)定性非常高(在1000 ℃老化50 h后仍能夠催化反應(yīng))和耐水性高。
參考文獻
Yu, J., Yang, X., Jia, Y. et al. Regulating socketed geometry of nanoparticles on perovskite oxide supports for enhanced stability in oxidation reactions. Nat Commun 15, 10229 (2024)
DOI: 10.1038/s41467-024-54546-x
https://www.nature.com/articles/s41467-024-54546-x