《摻雜納米氧化物的設計、製備及催化機理研究》是依託北京航空航天大學，由李銳星擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：摻雜納米氧化物的設計、製備及催化機理研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：李銳星
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於我國稀土資源優勢和環境治理壓力，結合申請人的研究積累，本項目擬以CeO2為代表，開展用於催化領域不同形貌納米摻雜氧化物的合成與催化特性研究。從晶體學角度考慮，要想穩定CeO2離子晶體結構和化學鍵，需其陽、陰離子半徑比r(Ce4+)/r(O2-)不小於0.732，而CeO2的實際比值僅為0.703，故其結構不穩定。再者，從催化套用角度來看，則希望CeO2具有非穩定晶體結構，以便使釋放新生氧的歧化反應可持續進行。因此，如何協調、最佳化晶體結構的穩定性與催化特性間的關係成為亟待解決的核心科學問題。與陽離子摻雜相比，陰離子摻雜尚有難度，但基於申請人在該領域10餘年的研究經驗，通過配方設計和溶劑熱法可實現不同陽、陰離子錯配比及不同形貌納米CeO2的合成，通過考察其對有機污染物的降解特性，可完善固體化學鍵理論，深入理解合成化學與催化劑、催化反應間的關係，為促進CeO2在環境治理上的套用提供理論依據。
結題摘要
基於我國稀土資源優勢和環境治理壓力，結合申請人的研究積累，本項目以CeO2為代表，開展了用於催化領域不同形貌納米摻雜氧化物的合成與催化、儲氧特性研究。從晶體學角度考慮，要想穩定CeO2離子晶體結構和化學鍵，需其陽、陰離子半徑比r(Ce4+)/r(O2-)不小於0.732，而CeO2的實際比值僅為0.703，故其結構不穩定。而從催化套用角度考慮，則希望CeO2具有非穩定晶體結構。因此，如何協調、最佳化晶體結構的穩定性與催化特性間的關係成為亟待解決的核心科學問題。與陽離子摻雜相比，陰離子摻雜尚有難度。 本項目分別開展了陰離子氮、大尺寸陽離子、小尺寸陽離子以及陰陽共摻雜CeO2粉末的合成及其催化、儲氧特性的研究。 影響CeO2儲氧能力、催化特性的因素很多，例如化學特性、晶體結構、形貌特點等，最終的儲氧能力、催化特性是其綜合作用的結果。摻雜對最終性能所帶來的影響，事實上是同時牽動了上述幾個因素，因此，除了具體的摻雜元素外，還與摻雜劑、反應體系等諸多因素都有著密切關聯。 通過本項目非常系統的研究，可以為工業界提供詳實數據支持，為將來開發相關產品提供了基礎研究的依據。
