Металл-оксидные катализаторы низкотемпературного окисления окиси углерода

В 2009 г. в Институте катализа разработаны катализаторы низкотемпературного окисления СО состава Pd/CeO₂. Комплексом нестационарных кинетических и физико-химических методов показана необходимость присутствия палладия в составе катализаторов Pd/CeO₂ в виде двух форм для достижения низкотемпературной активности. Первая форма является атомарно диспергированным в приповерхностных слоях CeO₂ ионным палладием и характеризуется составом Pd_xCeO_1-xO_2-σ - палладий окисленная фаза взаимодействия. Вторая форма является двумерными палладиевыми кластерами, эпитаксиально связанными с (111) поверхностью оксида церия – палладий восстановленная фаза взаимодействия (Рис. 6). Оба данных состояния формируют на поверхности катализаторов сдвоенные каталитические центры, активирующие как кислород, так и СО.

Сдвоенные каталитические центры являются обратимыми и устойчивыми в восстановительной среде (СО) до температур около 230°С, а далее необратимо разрушаются. В реакционной среде (CO + O₂) не происходит существенного восстановления поверхности катализатора и данные каталитические центры являются стабильными вплоть до температур реакции окисления СО выше 450°С.

Рис. 6. Кластеры Pd⁰ (2нм), эпитаксиально связанные гранями Pd (111) и CeO2 (111)