适宜氧空位诱导α-MnO2高效催化消除碳烟研究

柴油机排放的碳烟颗粒对人类和自然产生了严重的威胁,开发高活性低成本的碳烟燃烧催化剂是解决这一问题的关键.我们采用不同煅烧气氛(空气、真空和氮气)成功制备了含有不同浓度氧空位的α-MnO2催化剂(记为M-Air-500,M-Va-500,M-N-500,M-N-450).M-Va-500和M-N-500催化剂在500℃煅烧时会失去过多晶格氧,导致晶相结构发生改变,出现Mn3O4相,这与XRD和HRTEM结果一致.XPS和Soot-TPR的结果说明,催化剂表面的化学吸附氧提高了催化剂的催化性能.H2-TPR结果说明适量的氧空位能够加快晶格氧的迁移,提高可移动氧物种丰度,增强催化剂的氧化能力.结合催化活性测试结果可以得出:在保持α-MnO2晶相结构的前提下,氧空位越多,催化剂表面的化学吸附氧越多,催化活性越好.