Введение
1. Литературный обзор 10
1.1. Диоксид церия как носитель 10
1.1.1. Физико-химические свойства диоксида церия 10
1.1.2. Окислительно-восстановительные свойства поверхностных и глубинных слоев решетки диоксида церия 13
1.1.3. Квантовая природа дефектов в оксидах церия 15
1.1.4. Кислородная накопительная способность (OSC) и каталитическое действие диоксида церия 21
1.1.5. Модификация диоксида церия добавкой ионов циркония 24
1.1.6. Влияние добавок других редкоземельных ионов 27
1.2. Взаимодействие металл-носитель 32
1.2.1. Взаимодействие металл-носитель в системах Ме/СеОг 32
1.2.2. Фазы взаимодействия в системе Pd/СеОг 37
1.2.3. Фазы взаимодействия в системе Pt/СеОг 42
1.2.4. Фазы взаимодействия в системе Ru/СеОг 44
1.3. Перспективные области применения систем Ме/СеОг (Me=Pt,Pd,Ru) 46
1.3.1. Применение диоксида церия в катализе 46
1.3.2. Применение в трехфункциональных (TWC) катализаторах 47
1.3.3. Применение в катализаторах очистки дизельных выбросов (DOC) 49
1.3.4. Применение в составе каталитических сажевых фильтров (CSF) 51
1.3.5. Другие области применения катализаторов Ме/СеОг (Me=Pt,Pd,Ru) 52
1.4. Ацетилацетонатные прекурсоры платиновых металлов 53
1.4.1. Влияние метода синтеза на свойства нанесенных катализаторов 53
1.4.2. Преимущества ацетилацетонатных прекурсоров 56
1.4.3. Обзор методов получения ацетилацетонатов Pt (II), Pd (II), Ru(III) 57
1.4.4. Взаимодействие ацетилацетонатов с поверхностью носителей 59
1.5. Заключение литературного обзора 63
1.6. Постановка задач диссертационного исследования 67
2. Экспериментальная часть 71
2.1. Получение катализаторов и их прекурсоров 71
2.1.1. Получение ацетилацетонатов Pt (II), Pd (II) и Ru (III) 71
2.1.2. Получение твердого раствора Ceo.72Zro.i8Pro.1O2 методом соосаждения 78
2.1.3. Получение нанесенных катализаторов (Pt,Pd,Ru)/Ceo.72Zr0.i8Pro.i02 78
2.2. Физико-химические методы исследования 79
2.2.1. Описание общих методов исследования 79
2.2.2. Методы исследования с помощью синхротронного излучения 82
2.2.3. Методики каталитических испытаний 84
3. Результаты и их обсуждение 86
3.1. Исследование состава и свойств носителя Ceo.72Zro.i8Pro.1O2 86
3.1.1. Дифракция рентгеновских лучей и дифракция электронов 86
3.1.2. Низкотемпературная адсорбция азота 89
3.1.3. Просвечивающая электронная микроскопия 90
3.1.4. EELS спектроскопия 91
3.1.5. XAKES спектроскопия 94
3.1.6. Выводы о структуре носителя Ceo.72Zro.i8Pro.1O2 97
3.2. Исследование генезиса ацетилацетонатных прекурсоров и предварительные
исследования структуры нанесенной фазы готовых катализаторов 98
3.2.1. Пропитка носителя раствором прекурсора в хлористом метилене 99
3.2.2. Исследование термического разложения нанесенных ацетилацетонатов в воздушной среде 102
3.2.3. Исследование состояния катализаторов после восстановления в токе водорода 113
3.3. Определение химического состояния благородных металлов в составе нанесенного катализатора 119
3.3.1. Данные XAKES исследований 119
3.3.2. Данные РФЭС исследований 123
3.3.3. Выводы по химическому состоянию нанесенных металлов 131
3.4. Исследование локального окружения атомов платиновых металлов 132
3.4.1. EXAFS исследование системы 2%Ru/Ceo.72Zr0.i8Pro.i02 133
3.4.2. EXAFS исследование системы 2%Pt/Ceo.72Zr0.i8Pro.i02 137
3.4.3. EXAFS исследование системы 2%Pd/Ceo.72Zr0.i8Pro.i02 139
3.4.4. Выводы EXAFS исследований 143
3.4.5. Исследование катализатора 2%Pt/Ceo.72Zr0.i8Pro.i02 методом ВРЭМ 143
3.5. О генезисе прекурсора в процессе синтеза нанесенных катализаторов 147
3.6. Исследование каталитических свойств синтезированных катализаторов 150
3.6.1. Результаты каталитических испытаний 150
3.6.2. Сравнение активности синтезированных катализаторов с литературными данными по системам Me/А120з и Ме/Се02 (где Me=Pt,Pd,Ru) 157
3.6.3. О природе активных центров в системах Me/Ceo Zro.isPro.iCb (где Ме= Pt,Pd,Ru).. 163
3.6.4. О применении синтезированных систем в процессах каталитической очистки выбросов двигателей внутреннего сгорания 170
4. Выводы 173
5. Список литературы
