аспирант кафедры ТНВ РХТУ им. Д.И.Менделеева
канд. хим. наук, доцент той же кафедры того же университета.
д-р хим. наук, проф., зав. той же кафедрой того же университета
д-р хим. наук, доцент кафедры химии и технологии кристаллов того же университета
ассистент кафедры ТНВ того же университета
канд. техн. наук, доцент той же кафедры того же университета
Синтезированы твердые растворы M0,1Zr0,18Ce0,72O2, где M – редкоземельный металл (РЗМ). Методами РФА, КРС, ПЭМ и низкотемпературной адсорбции азота исследованы структурные и текстурные характеристики полученных соединений. Показано, что введение 10 мол.% РЗМ в состав твердого раствора Zr0,2Ce0,8O2 позволяет сохранить кубическую флюоритовую структуру. При этом параметр решетки твердых растворов уменьшается с увеличением атомного номера РЗМ. По данным КР, синтезированные образцы являются нанодисперсными: размер кристаллитов диоксида церия составляет 13,3 нм, Zr0,2Ce0,8O2 – 11,2 нм, M0,1Zr0,18Ce0,72O2 – около 8 нм. Согласно ПЭМ, средний размер частиц составляет 15 нм. Установлено, что введение РЗМ приводит к увеличению удельной поверхности и пористости, что обусловлено формированием более дефектных структур. Определена каталитическая активность синтезированных твердых растворов в реакции окисления СО в проточном реакторе при условиях: давление 0,1 МПа, температура 20–500 °С, объемная скорость 1800 ч–1, состав газовой смеси (об.%): СО – 3,6; О2 – 8,0; N2 – баланс. Наиболее активными оказались образцы с легкими РЗМ (празеодим, самарий, неодим), обладающие повышенной кислородной емкостью (OSC). Новые катализаторы представляют интерес для процессов очистки газовых выбросов автотранспорта.
The solid solutions M0,1Zr0,18Ce0,72O2, where M is a rare earth metal (REM) are synthesized. The structural and textural characteristics of prepared compositions were studied by XRD, Raman spectroscopy, TEM and low-temperature nitrogen adsorption. It is shown that the introduction of 10 mol.% REM in the solid solution Zr0,2Ce0,8O2 allows to save the cubic fluorite structure. In this case the parameter of lattice of solid solution decreases with increasing the atomic number of REM. The synthesized samples are nanosized: the ceria crystallite size is 13,3 nm, Zr0,2Ce0,8O2 – 11,2 nm, M0,1Zr0,18Ce0,72O2 – about 8 nm. According to TEM, the average particle size is 15 nm. The incorporation of REM increases the specific surface area and porosity due to the formation of more defective structure. There is determination of the catalytic activity of the synthesized solid solutions in CO oxidation in a flow reactor under the conditions: pressure 0,1 MPa, temperature of 20–500 °C, space velocity of 1800 h–1 gas mixture (vol.%): CO – 3,6; O2 – 8,0; N2 – balance. The samples with light REM (praseodymium, samarium, neodymium) were the most active, they have a high oxygen storage capacity (OSC). That new catalysts have an interest for the purification processes from gas emissions of motor vehicles.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.