每个贵金属原子在排气催化剂中都很重要

现代社会严重依赖交通。为大多数车辆提供动力的内燃机会排放出对人体健康和环境有害的气态污染物。从废气中催化去除有毒一氧化碳 (CO) 通常使用昂贵的贵金属作为汽车催化转化器的关键部件之一。对于他的博士学位 在研究期间，Valerii Muravev 探索了通过优化转化器中贵金属的使用来提高昂贵催化剂效率的方法。Muravev 获得了博士学位。11 月 26 日的优等生。

沉积在氧化铈或二氧化铈 (CeO 2 )表面的贵金属，如铂 (Pt)、钯 (Pd) 或铑 (Rh)，广泛用于汽车工业，作为去除有害气体的催化剂。汽车尾气。

昂贵的贵金属以非常小的纳米粒子形式分散在氧化铈的表面上，在那里发生催化反应。虽然分布这些纳米粒子是为了增加表面积与体积的比率，但该层通常仅由几千个原子组成。

催化问题

但是，这种使用贵金属的分散方法会导致许多关键问题。首先，金属纳米颗粒在催化反应条件下倾向于团聚成更大的颗粒，这降低了它们在转化过程中的有效性。

其次，纳米颗粒的烧结导致活性金属表面积的损失和催化剂的失活。这意味着非常需要开发催化剂，其中每个贵金属原子都可以参与化学转化过程而不会失活。

当前催化剂的另一个问题是它们在低于 150 摄氏度的温度下的活性有限。这意味着如果催化剂的温度不足以进行氧化过程，则未反应的有毒气体(如 CO)可能会排放到环境空气中。这种所谓的冷启动问题在混合动力汽车中经常遇到，发动机频繁的启停循环导致催化剂加热不足。

钯金希望

对于他的博士学位 在研究期间，Valerii Muravev 专注于贵金属氧化铈负载催化剂的开发，其活性金属实体小至单个原子。他发现，当铂 (Pt) 原子分散在氧化铈载体上时，低温 CO 氧化的活性低于沉积在相同材料上的铂纳米颗粒。

相反，钯 (Pd) 单原子表现出很高的低温活性，并且已经可以在环境温度下氧化 CO。不幸的是，在商业氧化铈载体的表面上，单个 Pd 原子不稳定，它们会烧结成纳米颗粒，从而失去活性。

Muravev 研究中最重要的发现之一与纳米氧化铈/氧化铈表面上 Pd 原子的稳定性有关。Muravev 发现，通过减小载体颗粒的尺寸，可以稳定原子分散的 Pd。

此外，通过利用工业相关的火焰喷雾热解合成方法，他可以确定氧化铈载体的最佳颗粒尺寸，以最大限度地提高 Pd-CeO 2催化剂在 CO 氧化中的低温活性。

这一发现的是，氧化铈载体的尺寸可以显著影响高贵的稳定性和活性金属锚定在其表面原子延伸用于汽车工业改进的和更有效的用催化转换器的设计的工具箱。

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