稀土@过渡金属氧化物核壳结构构筑及催化CO优先氧化的界面效应研究

项目名称： 稀土@过渡金属氧化物核壳结构构筑及催化CO优先氧化的界面效应研究

项目编号： No.21306223

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 化学工业

项目作者： 刘玲

作者单位： 中国矿业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 氢源系统开发是质子交换膜燃料电池（PEMFC）应用的技术瓶颈之一，H2中CO优先氧化是制氢过程的一个重要环节。目前使用的贵金属催化剂虽然催化活性较高，但价格昂贵、资源有限，限制了其大规模利用。因此开发廉价高效的非贵金属催化剂有利于改善PEMFC应用的经济性，也对实现能源利用"零污染"有重要意义。复合氧化物不同组分间的界面协同效应对催化性能的影响十分关键。本项目拟以配位聚合物为前驱体在纳米尺度上构筑稀土@过渡金属氧化物核壳结构，并有效调控多元金属元素的组成比例和空间分布，利用多种表征分析手段，结合催化性能评价结果，重点考察核、壳微观结构以及核@壳界面协同效应对催化性能的影响机制；辅以量子理论计算，从分子水平上考察H2中CO在界面处活性位上的催化反应历程，阐明CO优先氧化反应机制，深入了解提高催化性能的关键性结构因素，为优化现有金属氧化物催化材料的综合性能提供科学依据。

中文关键词： 核壳结构；协同效应；多元金属氧化物；CO催化氧化；

英文摘要： The development of hydrogen source system is one of the technical bottlenecks for the application of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), and CO preferential oxidation in H2-rich gases is an important part of hydrogen production process. Although noble metal catalysts show the high CO catalytic activity, the high cost and the scarcity of resource still limit their use on a large scale. The development of low-cost and highly effective non-noble metal catalysts is of great significance to improve the economy of PEMFC utilization and realize the energy use with "zero pollution". Due to the synergistic effects at the interfaces, the overall performance of composite oxide core-shell nanostructures is superior to the simple summation of original components. In this project, rare earth oxide@transition metal oxide core-shell nanostructures will be synthetized using coordination polymer as precursors, then the surface texture and the composition proportion and distribution of multiple metals will be tailored effectively by the preparation of coordination polymer. According to the results of structural characterization and catalytic activity evaluation, the influence rules of the synergistic effects between the interfaces of core-shell on catalytic propertities will be drawn out. Combining experimental results wit

英文关键词： Core-shell structure；Interfacial Effect；Multiple metal oxides；CO catalytic oxidation；