纳米氧化铇�/span>�?/span>催化材料的应用机制与性能特征

纳米氧化铈（CeO₁�span style="font-family:宋体">，如VK-Ce01）凭借其独特的萤石型晶体结构�?/span>Ce³�?Ce⁴⁺价态可逆转变特性（氧化还原电位0.91 V）、高氧空位浓度（可通过掺杂调控�10¹�?10²¹ cm⁻²�/span>）及优异的氧储存/释放能力＇�/span>OSC，典型�100-300 μmol O�?g），已成为催化领域的关键功能材料，在氧化还原反应中可作为活性组分、助催化剂或载体发挥核心作用。以下从应用场景、作用机制及性能优势展开系统阐述９�/span>

一、机动车尾气净化：三元催化体系的核心调控剂

机动车尾气中CO�?/span>HC�?/span>NOₒ�/span>的协同消除依赖三元催化剂＇�/span>TWC）的动态调节能力，纳米氧化铈在此体系中承担"氧缓冲剂"�"结构稳定剁�/span>"双重角色９�/span>

1.氧储存与动态平衡机刵�/span>

在富燃工况（空燃毓�/span> < 14.7）下＋�/span>CeO₁�/span>通过晶格氧释放（Ce⁴⁺→Ce³⁹�/span>）提供活性氧，促�CO氧化＇�/span>2CO + O�?CO₁�/span>，活化能降低�40-60 kJ/mol）和HC深度氧化（如C₇H₁₆ + 11O�?CO� + 8H₂O）；在贫燃工况（空燃�> 14.7）下＋�/span>Ce³⁹�/span>被过�O₁�/span>氧化�Ce⁴⁺＇�/span>2Ce³� + O₂→2Ce⁴⁺ + 2O²⁺�/span>），通过储存氧气避免其抑�NOₒ�/span>还原（如2NO + 2CO→N� + 2CO₁�/span>），�TWC在空燃比波动±1%范围内仍保持> 95%的污染物转化率、�/span>

2.贵金属分散与抗烧结性能

纳米氧化铈表面的羟基＇�/span>-OH）与贵金属（Pt�?/span>Rh�?/span>Pd）形成强金属-载体相互作用＇�/span>SMSI），可将贵金属颗粒尺寸稳定在2-5 nm（传�Al₂O₂�/span>载体上易烧结�10-20 nm）。其耐高温特性（1000ℂ�/span>煅烧后比表面积仍保持> 50 m²/g）可耐受尾气瞬时高温＇�/span>800-1200ℂ�/span>），使催化剂寿命延长�10万公里以上、�/span>

3.低温活性提升机刵�/span>

通过表面氧空位对CO/HC的化学吸附活化（吸附�- 30�- 50 kJ/mol），纳米氧化铈可�TWC的起燃温度（T₅₀）降低至150-200ℂ�/span>（传统体系为250-300ℂ�/span>），显著改善冷启动阶段的污染物排放（此阶段排放占比达50%以上）、�/span>

二、工业废气治理：VOCs�NOₒ�/span>的高效转匕�/span>

1.挥发性有机物＇�/span>VOCs）催化燃�?/span>

纳米氧化铈通过"缺陷催化"机制强化VOCs氧化９�/span>

表面氧空位（Vö）吸附活�O₁�/span>形成超氧物种＇�/span>O₂⁻*），对甲醛（HCHO）的吸附能达- 45 kJ/mol，可�120-180ℂ�/span>实现完全转化（生�CO₁�/span>�H₂O）；

负载Pt后的CeO₂@Pt催化剂，�Pt-Ce界面的电子转移效应，使甲苯氧化的T₉₀＇�/span>90%转化率温度）降至220ℂ�/span>（纯Pt催化剂为280ℂ�/span>），�1000 h稳定性测试中活性衰减率< 5%、�/span>

2.氮氧化物＇�/span>NOₒ�/span>）选择性催化还原（SCR（�/span>

�?/span> NH�?SCR反应中，纳米氧化铈基催化剂（�Ce-Ti-O�?/span>Ce-Mn-O）展现出优异的低温活性：

Ce⁴⁺提供�Lewis酸性位点可强化NH₂�/span>吸附（吸附量�0.8 mmol/g），通过Ce³�?Ce⁴⁺循环�NH₂�/span>氧化为活性中间体NH�?，加速与NO的反应（4NH�? + 4NO + O₂→4N� + 4H₂O）；

与传绞�/span> V₂O�?WO�?TiO₁�span style="font-family:宋体">催化剂相比，Ce-Mn-O催化剂在150-300ℂ�/span>区间NOₒ�/span>转化率保�> 90%（传统体�< 60%），适用于垃圾焚烧厂（烟气温�180-250ℂ�/span>）等场景、�/span>

三、能源转化领域：高效催化反应的关键材斘�/span>

1.燃料电池催化体系

固体氧化物燃料电池（SOFC）：掺杂Gd³�?Sm³⁹�/span>的铈基电解质＇�/span>GDC/SDC）因晶格畸变产生高浓度氧空位，在600-800ℂ�/span>时氧离子电导率达0.1-0.3 S/cm（传�YSZ电解质仅0.01 S/cm），�SOFC工作温度降低300ℂ�/span>以上，显著延长电极材料寿命；

质子交换膜燃料电池（PEMFC）：CeO₁�/span>作为Pt载体时，通过电子转移调控Pt�d带中心（下移0.2-0.3 eV），使氧还原反应＇�/span>ORR）活性提�2-3倍，�6000次循环后Pt颗粒尺寸仍稳定在3-5 nm（碳载体�Pt已烧结至10-15 nm）、�/span>

2.水煤气变换（WGS）反库�/span>

Cu-CeO₁�span style="font-family:宋体">催化剂是低温WGS＇�/span>150-300ℂ�/span>）的标杆体系９�/span>

CeO₁�span style="font-family:宋体">的氧空位促进H₂O解离（生�OH⁍�/span>，解离能降低�65 kJ/mol），Cu-Ce界面活化CO（吸附能- 40 kJ/mol），二者协同使反应速率�1.2×10⁻⁶ molヺ�/span>g⁻¸�/span>ヺ�/span>s⁻¸�/span>（传�Fe₃O₃�/span>基催化剂�3×10⁻⁷ molヺ�/span>g⁻¸�/span>ヺ�/span>s⁻¸�/span>），�CO转化率在200ℂ�/span>�99%、�/span>

四、有机合成：选择性氧化反应的绿色催化剁�/span>

纳米氧化铈通过Ce⁴⁺的强氧化性与Ce³⁹�/span>的还原性，在有机合成中实现高选择性氧化：

醇类氧化：在苯甲醆�/span>↑�/span>苯甲醛反应中＋�/span>Ce⁴⁺作为电子受体＇�/span>E°=1.61 V）直接氧化醇羟基，自身还原为Ce³⁹�/span>，再通过O₁�/span>氧化再生＇�/span>Ce³⁺→Ce⁴⁺），循环催化效率�90%以上，替代传�Cr⁶⁺氧化剂（污染性强）；

烯烃环氧化：CeO₁�span style="font-family:宋体">表面的氧空位活化O₁�/span>生成环氧物种＇�/span>O*），选择性攻击丙烯双键（regioselectivity >95%），环氧丙烷收率�82%（传统过氧乙酸法�70%），且无副产物生成、�/span>

宣城晶瑞新材料有限公司是国内较早大规模产业化生产纳米氧化铈的厂家，目前已经能稳定提供纳米氧化铈、超分散纳米氧化铈等系列产品，原生粒径可控制�?/span>50-300nm范围。超分散纳米氧化铇�/span>能充分发挥纳米颗粒的小尺寸效应和表面活性，避免因团聚导致的性能劣化＋�/span>同时赋予颗粒表面特定的电荷或空间位阻效应，从而抑制团聚，实现颗粒在介质中皃�/span>昒�/span>均匀分散且透明度好、�/span>

我司不断的发展和完善纳米氧化铈的制备方法，进而获得粒径均一、大小稳定、分散性良好的产物；同时也向高纯度、高产率、低成本的方向发展，欢迎广大新老顾客咨询！