Catal. Today：Co、Ce及Co-Ce復合氧化物納米纖維的合成與表征及其在柴油機碳煙和CO氧

DOI: 10.1016/j.cattod.2020.12.018

在本研究中，通過靜電紡絲法合成了Co、Ce和Co-Ce納米纖維。采用一步合成和分步合成兩種方法制備了含Co的混合纖維。將納米纖維應用于氣-固（CO氧化）和固-固-氣（柴油機碳煙氧化）兩種反應。在這兩種反應中觀察到不同的活性趨勢。對于碳煙氧化，Co-Ce納米纖維比Co或Ce納米纖維更具活性。對于CO氧化而言，活性順序為：Co>Co-Ce>Ce。此外，在碳煙氧化中，所有樣品最大氧化速率的溫度都在相對較窄的范圍內（350-390℃）。相反，對于CO氧化，T50的溫度范圍明顯更寬（150-325℃）。所有樣品的碳煙氧化活性都很高，這與纖維和碳煙顆粒之間的多個接觸點有關，而CO-TPR實驗觀察到的CO氧化趨勢與CO的高氧化還原能力有關。

圖1.合成纖維的XRD圖（a）和激光拉曼光譜（b）：二氧化鈰（Ce），鈷（Co）和含鈷的CeO2（Co（2％）Ce和Co（12％）Ce）。星號表示在纖維合成（一步合成）過程中摻入的鈷。

圖2.合成纖維的SEM圖像：Ce（a），Co（b），Co（2％）Ce（c），Co（12％）Ce（d），Co（2％）Ce*（e）和Co（12％）Ce*（f）。

圖3.單纖維和混合纖維的FTIR光譜（a），不同放大倍率和比例（b）和（c）。

圖4.納米纖維的CO-TPR曲線。

圖5.Ce3d（a）和Co2p（b）光譜的XPS分析。

圖6.O1s光譜（XPS）的反卷積。

圖7.納米纖維在碳煙氧化（a）和一氧化碳氧化（b）中的催化活性。

圖8.偽一階CO氧化：Arrhenius圖。催化劑：（紅色）Ce，（綠色）Co（2％）Ce，（橙色）Co（2％）Ce*，（藍色）Co（12％）Ce，（品紅色）Co（12％）Ce*和（黑色）鈷纖維。

圖9.CO氧化中的T50與不同催化纖維的關系圖。