核壳结构纳米催化剂的制备及其低温催化氧化NO性能

摘要

选用醋酸锰作为成壳的前驱物质、纳米二氧化硅作为核材料,分别采用浸渍法、浸渍沉积法和层层自组装法制备SiO2/MnOx核壳结构催化剂,并探索所制核壳结构催化剂NO低温催化氧化活性,对3种方法所制催化剂进行TEM表征.此外,分别研究核壳结构催化剂制备过程中核材料SiO2焙烧温度、SiO2负载锰物质后的焙烧温度、焙烧时间和锰负载量(质量分数)4个因素对催化剂催化性能的影响.研究结果表明:层层自组装法可制备出核壳结构催化剂,SiO2球形颗粒表面形成了厚度均一、包裹完整、界面清晰的晶状物壳层,壳层厚度为6～15 nm;能量色散谱仪(EDS)结果显示壳层上包覆物质主要为MnOx晶粒.在SiO2焙烧温度为400℃,SiO2负载锰物质后的焙烧温度为400℃,焙烧时间为4h,锰负载量为15％条件下制得的SiO2/MnOx核壳结构催化剂,在反应温度为150℃时,NO转化率可达38.3％(进口配气为0.05％ NO和3％O2(体积分数),空速为30 000～35 000 h-1),已达到现阶段较成熟的负载型锰基催化剂在此温度区间的NO转化水平.