一种炭烟燃烧反应催化剂及其制备方法和应用

1.本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种炭烟燃烧反应催化剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.柴油车具有高效耐久的动力来源，经济效益好和co2排放量低，而被广泛使用。柴油车尾气中排放的炭烟颗粒物，是大气中pm2.5的主要来源，不仅对大气造成了严重的污染问题，也对人民生产生活和身心健康造成危害。
3.因此，降低机动车尾气污染物的排放，尤其是柴油车尾气排放净化是服务蓝天保卫战和大气污染防治攻坚战的重大研究需求，开展这方面的研究具有重要的环境保护意义。
4.催化后处理技术是目前最有效的控制方法，炭烟催化燃烧是一种发生在三相界面的深度氧化反应。炭烟催化燃烧反应过程中，催化剂与反应物的有效接触对反应性能至关重要，而催化剂自身所具备的氧化还原性能与催化性能密切相关。
5.在过去的研究中，众多的材料被用于催化炭烟燃烧反应的研究，许多材料已经证实对催化炭烟燃烧具有极好的催化性能，例如，贵金属中的pt，pd对炭烟氧化表现出极好的催化性能。
6.然而，催化剂在炭烟燃烧过程中，贵金属易于发生烧结和团聚使得催化活性显著下降，其次，由于贵金属价格较为昂贵，严重限制了其广泛的使用。
7.因此，开发出一种成本低、催化活性高的炭烟燃烧反应催化剂，并且提高贵金属的利用率，具有重要意义。


技术实现要素：

8.本发明的目的是为了解决现有技术中炭烟燃烧反应催化剂易于发生烧结和团聚而导致催化活性降低的问题。
9.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种炭烟燃烧反应催化剂，该催化剂包括载体和负载于所述载体上的金属钌，以所述载体的总质量为基准，所述金属钌的含量为0.5
‑
6质量％；所述载体为花状ceo2纳米微球，所述花状ceo2纳米微球的平均直径为1
‑
5μm，所述花状ceo2纳米微球的花瓣状纳米片层平均厚度为10
‑
20nm，比表面积为40
‑
60m2/g，平均孔体积为0.1
‑
0.5cm3/g，平均孔径为5
‑
15nm，晶粒平均尺寸为10
‑
15nm。
10.本发明第二方面提供一种制备炭烟燃烧反应催化剂的方法，该方法包括以下步骤：
11.(1)在溶剂i存在下，将载体、钌源和聚乙烯吡咯烷酮水溶液进行第一接触反应，得到第一混合溶液；其中，所述载体为所述花状ceo2纳米微球，所述花状ceo2纳米微球的平均直径为1
‑
5μm，所述花状ceo2纳米微球的花瓣状纳米片层平均厚度为10
‑
20nm，比表面积为40
‑
60m2/g，平均孔体积为0.1
‑
0.5cm3/g，平均孔径为5
‑
15nm，晶粒平均尺寸为10
‑
15nm；
12.(2)在溶剂ii存在下，将所述第一混合溶液与硼氢化钠进行第二接触反应，并将进行所述第二接触反应后得到的产物依次进行第一干燥和第一焙烧；
13.控制所述钌源的用量，以使得所述催化剂中以所述载体的总质量为基准的所述金属钌的含量为0.5
‑
6质量％。
14.本发明第三方面提供由第二方面所述的方法制备得到的炭烟燃烧反应催化剂。
15.本发明第四方面提供第一方面或第三方面所述的炭烟燃烧反应催化剂在催化炭烟燃烧反应中的应用。
16.本发明以花状ceo2纳米微球为载体，并在载体上负载金属钌作为活性组分，不但能够解决贵金属高温烧结和团聚的问题，还能提高贵金属的利用率，形成的炭烟燃烧反应催化剂具有优异的催化性能和稳定性。
附图说明
17.图1是本发明中花状ceo2纳米微球
‑
1的扫描电镜图；
18.图2是本发明中花状ceo2纳米微球
‑
1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的透射电镜图；
19.图3是本发明中花状ceo2纳米微球
‑
1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的球差校正透射电镜图；
20.图4是本发明实施例1制备的炭烟燃烧反应催化剂的表面元素成分分析图；
21.图5是本发明中花状ceo2纳米微球
‑
1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的x射线衍射谱图；
22.图6是本发明中花状ceo2纳米微球
‑
1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的催化活性评价图；
23.图7是本发明实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的稳定性评价图。
具体实施方式
24.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
25.本发明中，所述花状ceo2纳米微球是由花瓣状的纳米片层经过互相穿插堆叠形成的，呈标准球形且具有介孔结构。
26.所述花状ceo2纳米微球的平均直径是指多个标准球形的花状ceo2纳米微球的直径的平均值。
27.所述花状ceo2纳米微球的花瓣状纳米片层平均厚度是指构成球形花状ceo2纳米微球的纳米片层的平均厚度值。
28.所述晶粒平均尺寸是指单个纳米ceo2单晶晶粒的大小，可以通过xrd测试，并经过谢乐公式计算得到。
29.本发明中，未作相反说明的情况下，所述常温或室温均表示25
±
2℃。
30.如前所述，本发明的第一方面提供了一种炭烟燃烧反应催化剂，该催化剂包括载
体和负载于所述载体上的金属钌，以所述载体的总质量为基准，所述金属钌的含量为0.5
‑
6质量％；所述载体为花状ceo2纳米微球，所述花状ceo2纳米微球的平均直径为1
‑
5μm，所述花状ceo2纳米微球的花瓣状纳米片层平均厚度为10
‑
20nm，比表面积为40
‑
60m2/g，平均孔体积为0.1
‑
0.5cm3/g，平均孔径为5
‑
15nm，晶粒平均尺寸为10
‑
15nm。
31.优选地，以所述载体的总质量为基准，所述金属钌的含量为2
‑
6质量％。发明人发现，采用该优选情况下的具体实施方式，能够获得催化性能和稳定性更优异的炭烟燃烧反应催化剂。
32.优选地，所述花状ceo2纳米微球的平均直径为1
‑
3μm，所述花状ceo2纳米微球的花瓣状纳米片层平均厚度为15
‑
20nm，比表面积为49
‑
56m2/g，平均孔体积为0.1
‑
0.3cm3/g，平均孔径为9
‑
11nm，晶粒平均尺寸为12
‑
14nm。发明人发现，在该优选情况下获得的炭烟燃烧反应催化剂，具有更优异的催化性能。
33.如前所述，本发明的第二方面提供了一种制备炭烟燃烧反应催化剂的方法，该方法包括以下步骤：
34.(1)在溶剂i存在下，将载体、钌源和聚乙烯吡咯烷酮水溶液进行第一接触反应，得到第一混合溶液；其中，所述载体为花状ceo2纳米微球，所述花状ceo2纳米微球的平均直径为1
‑
5μm，所述花状ceo2纳米微球的花瓣状纳米片层平均厚度为10
‑
20nm，比表面积为40
‑
60m2/g，平均孔体积为0.1
‑
0.5cm3/g，平均孔径为5
‑
15nm，晶粒平均尺寸为10
‑
15nm；
35.(2)在溶剂ii存在下，将所述第一混合溶液与硼氢化钠进行第二接触反应，并将进行所述第二接触反应后得到的产物依次进行第一干燥和第一焙烧；
36.控制所述钌源的用量，以使得所述催化剂中以所述载体的总质量为基准的所述金属钌的含量为0.5
‑
6质量％。
37.优选地，在步骤(1)中，该方法还包括采用含有以下操作的方法制备所述花状ceo2纳米微球：
38.(a)在第一溶剂存在下，将铈源、葡萄糖和丙烯酰胺进行接触混合i，得到混合溶液i；
39.(b)将所述混合溶液i与碱性溶剂进行接触混合ii，得到混合溶液ii；
40.(c)将所述混合溶液iii进行加热处理后过滤，得到固体物料，并将所述固体物料依次进行干燥i和焙烧i。
41.本发明对所述过滤的操作方法没有特别的要求，只需要能够得到固体物料即可，示例性地，本发明采用离心方式进行过滤。
42.优选地，在步骤(a)中，所述铈源为六水合硝酸铈。
43.优选地，在步骤(a)中，所述铈源、所述葡萄糖、所述丙烯酰胺的用量质量比为1：0.8
‑
1.0：0.3
‑
0.5。
44.优选地，在步骤(a)中，所述接触混合i的条件至少包括：搅拌速度为200
‑
400rpm，温度为20
‑
40℃，时间为4
‑
6h。
45.优选地，在步骤(b)中，所述碱性溶剂为氨水。
46.本发明对所述氨水的用量和浓度没有特别的要求，示例性地，所述氨水的浓度为25
‑
28wt％。
47.优选地，在步骤(b)中，所述接触混合ii的条件至少包括：搅拌速度为200
‑
400rpm，
温度为20
‑
40℃，时间为4
‑
6h。
48.优选地，在步骤(c)中，所述加热处理的条件至少包括：温度为160
‑
180℃，时间为48
‑
72h。
49.优选地，在步骤(c)中，所述干燥i的条件至少包括：温度为60
‑
80℃，时间为10
‑
12h。
50.优选地，在步骤(c)中，所述焙烧i的条件至少包括：温度为500
‑
600℃，时间为3
‑
6h，升温速率为1
‑
3℃/min。
51.优选地，在步骤(1)中，所述钌源为三氯化钌水溶液。本发明对所述三氯化钌水溶液的浓度没有特别的要求，示例性地，所述三氯化钌水溶液的浓度为8
‑
10g/l。
52.优选地，在步骤(1)中，相对于1g的所述载体，所述钌源的用量为5
‑
10ml，所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液的用量为30
‑
35ml。
53.本发明对所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液的浓度没有特别的要求，示例性地，所述聚乙烯吡咯烷酮溶液的浓度为1
‑
3mol/l。
54.优选地，在步骤(1)中，所述第一接触反应的条件至少包括：搅拌速度为200
‑
400rpm，温度为20
‑
40℃，时间为1
‑
5h。
55.优选地，在步骤(2)中，该方法还包括：进行所述第二接触反应之前，先将所述硼氢化钠溶解于所述溶剂ii中，得到硼氢化钠溶液，并将所述硼氢化钠溶液滴加至所述第一混合溶液中。
56.优选地，在步骤(2)中，所述硼氢化钠溶液的滴加速度为0.3
‑
0.5ml/min。
57.优选地，在步骤(2)中，所述硼氢化钠与以钌元素计的所述钌源的用量摩尔比为4
‑
10:1。
58.优选地，在步骤(2)中，所述第二接触反应的条件至少包括：搅拌速度为300
‑
600rpm，温度为20
‑
40℃，时间为60
‑
180min。
59.优选地，在步骤(2)中，所述第一干燥的条件至少包括：温度为60
‑
80℃，时间为10
‑
12h。
60.优选地，在步骤(2)中，所述第一焙烧的条件至少包括：温度为500
‑
600℃，时间为3
‑
6h，升温速率为1
‑
3℃/min。
61.本发明对所述溶剂i、所述溶剂ii和所述第一溶剂的种类没有特别的要求，只需要能够起到溶解作用即可，示例性地，所述溶剂i、所述溶剂ii和所述第一溶剂均为水。
62.如前所述，本发明的第三方面提供了由第二方面所述的方法制备得到的炭烟燃烧反应催化剂。
63.如前所述，本发明的第四方面提供了第一方面或第三方面所述的炭烟燃烧反应催化剂在催化炭烟燃烧反应中的应用。
64.以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下使用的各种原料均为市售品。
65.载体：花状ceo2纳米微球
‑
1，平均直径为2μm，花状ceo2纳米微球
‑
1的花瓣状纳米片层平均厚度为18nm，比表面积为56m2/g，平均孔体积为0.21cm3/g，平均孔径为10.8nm，晶粒平均尺寸为13.1nm；
66.所述花状ceo2纳米微球
‑
1是采用含有以下操作的方法制备得到的：
67.(a)在室温下，将2.17g的六水合硝酸铈溶解于80ml的去离子水中，得到硝酸铈溶液，加入1.98g的葡萄糖和1.05g的丙烯酰胺，在400rpm下搅拌5h，得到混合溶液i；
68.(b)在室温下，在混合溶液i中加入3.2ml的氨水，在400rpm下搅拌5h，得到混合溶液ii；
69.(c)将所述混合溶液ii转移至反应釜中，在温度为180℃下保持72h，然后自然冷却至室温，离心得到固体物料，分别用去离子水和无水乙醇各洗涤4次，并将洗涤后的固体物料置于80℃干燥箱中干燥12h，获得的粉末样品在空气中焙烧，焙烧温度为500℃，焙烧时间为4h，升温速率为2℃/min；
70.载体：花状ceo2纳米微球
‑
2，与花状ceo2纳米微球
‑
1的制备方法相似，所不同的是，加热处理的温度为170℃；其中，花状ceo2纳米微球
‑
2的平均直径为4μm，花状ceo2纳米微球
‑
2的花瓣状纳米片层平均厚度为10nm，比表面积为60m2/g，平均孔体积为0.18cm3/g，平均孔径为10.5nm，晶粒平均尺寸为12.7nm；
71.二氧化铈：购自安耐吉公司；
72.铈源：六水合硝酸铈，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；
73.葡萄糖：购自安耐吉公司；
74.丙烯酰胺：购自安耐吉公司；
75.氨水：浓度为25wt％；
76.钌源：三氯化钌，购自北京华威锐科化工公司；
77.聚乙烯吡咯烷酮：重均分子量为30000，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；
78.硼氢化钠：购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；
79.以下实例中，采用电感耦合等离子体发射光谱仪(icp
‑
oes)检测催化剂中金属钌和载体的含量；
80.以下实例中，三氯化钌水溶液的浓度均为10g/l，聚乙烯吡咯烷酮溶液的浓度均为1.212mol/l。
81.实施例1
82.本实施例提供一种制备炭烟燃烧反应催化剂的方法，该方法包括以下步骤：
83.(1)在室温下，将0.5g的花状ceo2纳米微球
‑
1分散于500ml的去离子水中，加入4.104ml的三氯化钌水溶液，然后加入16.32ml的聚乙烯吡咯烷酮溶液，在300rpm下搅拌2h，得到第一混合溶液；
84.(2)将0.02g的硼氢化钠溶解于30ml的去离子水中，得到硼氢化钠溶液，然后在室温下，以0.5ml/min的滴加速度将所述硼氢化钠溶液缓慢滴加至所述第一混合溶液中，搅拌速度为400rpm，直至全部硼氢化钠溶液滴加完成后，继续搅拌30min后过滤，得到固体沉淀物，将所述固体沉淀物置于60℃干燥箱中干燥12h，得到的粉末样品在空气中焙烧，焙烧温度为500℃，焙烧时间为4h，升温速率为2℃/min，得到炭烟燃烧反应催化剂s1；
85.在炭烟燃烧反应催化剂s1中，以花状ceo2纳米微球载体的总质量为基准，金属钌的含量为4质量％。
86.实施例2
87.本实施例提供一种制备炭烟燃烧反应催化剂的方法，该方法包括以下步骤：
88.(1)在室温下，将0.5g的花状ceo2纳米微球
‑
1分散于400ml的去离子水中，加入
6.156ml的三氯化钌水溶液，然后加入25.48ml的聚乙烯吡咯烷酮溶液，在300rpm下搅拌2h，得到第一混合溶液；
89.(2)将0.04g的硼氢化钠溶解于30ml的去离子水中，得到硼氢化钠溶液，然后在室温下，以0.3ml/min的滴加速度将所述硼氢化钠溶液缓慢滴加至所述第一混合溶液中，搅拌速度为400rpm，直至全部硼氢化钠溶液滴加完成后，继续搅拌30min后过滤，得到固体沉淀物，将所述固体沉淀物置于80℃干燥箱中干燥10h，得到的粉末样品在空气中焙烧，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h，升温速率为3℃/min，得到炭烟燃烧反应催化剂s2。
90.在炭烟燃烧反应催化剂s2中，以花状ceo2纳米微球载体的总质量为基准，金属钌的含量为6质量％。
91.实施例3
92.本实施例提供一种制备炭烟燃烧反应催化剂的方法，该方法包括以下步骤：
93.(1)在室温下，将0.5g的花状ceo2纳米微球
‑
1分散于400ml的去离子水中，加入2.052ml的三氯化钌水溶液，然后加入8.372ml的聚乙烯吡咯烷酮溶液，在300rpm下搅拌2h，得到第一混合溶液；
94.(2)将0.03g的硼氢化钠溶解于30ml的去离子水中，得到硼氢化钠溶液，然后在室温下，以0.4ml/min的滴加速度将所述硼氢化钠溶液缓慢滴加至所述第一混合溶液中，搅拌速度为400rpm，直至全部硼氢化钠溶液滴加完成后，继续搅拌30min后过滤，得到固体沉淀物，将所述固体沉淀物置于70℃干燥箱中干燥12h，得到的粉末样品在空气中焙烧，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h，升温速率为2℃/min，得到炭烟燃烧反应催化剂s3。
95.在炭烟燃烧反应催化剂s3中，以花状ceo2纳米微球载体的总质量为基准，金属钌的含量为2质量％。
96.实施例4
97.本实施例按照与实施例1相似的方法制备炭烟燃烧反应催化剂，所不同的是，在步骤(1)中，用等质量的花状ceo2纳米微球
‑
2替换花状ceo2纳米微球
‑
1。
98.得到炭烟燃烧反应催化剂s4。
99.在炭烟燃烧反应催化剂s4中，以花状ceo2纳米微球载体的总质量为基准，金属钌的含量为4质量％。
100.实施例5
101.本实施例按照与实施例1相似的方法制备炭烟燃烧反应催化剂，所不同的是，在步骤(1)中，应用的三氯化钌水溶液为0.513ml。
102.得到炭烟燃烧反应催化剂s5。
103.在炭烟燃烧反应催化剂s5中，以花状ceo2纳米微球载体的总质量为基准，金属钌的含量为1质量％。
104.对比例1
105.本对比例按照与实施例1相似的方法制备炭烟燃烧反应催化剂，所不同的是，在步骤(1)中，应用的三氯化钌水溶液为7.182ml。
106.得到炭烟燃烧反应催化剂ds1。
107.在炭烟燃烧反应催化剂ds1中，以花状ceo2纳米微球载体的总质量为基准，金属钌的含量为7质量％。
108.对比例2
109.本对比例按照与实施例1相似的方法制备炭烟燃烧反应催化剂，所不同的是，在步骤(1)中，用等质量的二氧化铈替换花状ceo2纳米微球
‑
1。
110.得到炭烟燃烧反应催化剂ds2。
111.在炭烟燃烧反应催化剂ds2中，以二氧化铈载体的总质量为基准，金属钌的含量为4质量％。
112.对比例3
113.本对比例按照与实施例1相似的方法制备炭烟燃烧反应催化剂，所不同的是，在步骤(1)中，用等质量的氯铂酸溶液替换三氯化钌水溶液。
114.得到炭烟燃烧反应催化剂ds3。
115.在炭烟燃烧反应催化剂ds3中，以花状ceo2纳米微球载体的总质量为基准，金属铂的含量为4质量％。
116.测试例1
117.将实施例和对比例制备得到的炭烟燃烧反应催化剂应用于催化炭烟颗粒物燃烧，采用花状ceo2纳米微球
‑
1作为对照组，使用固定床微型反应器
‑
气相色谱检测系统对上述催化剂进行活性评价，并计算炭烟颗粒物起燃温度(t
10
)、转化率达到50％对应的温度(t
50
)、转化率达到90％对应的温度(t
90
)和co2的选择性，具体结果见表1。
118.具体方法为：称取前述花状ceo2纳米微球
‑
1或炭烟燃烧反应催化剂0.1g和0.01g的炭烟颗粒物，用勺子使两者充分混合，以模拟真实条件，将上述得到的混合物装入到石英管反应器中，通入反应气(其组分为：5体积％的o2，2000ppm的no，余量为氩气)，总流速为50ml/min，从室温开始加热到650℃，升温速率为2℃/min，间隔5min采样，记录该温度点下对应的co和co2浓度。
119.其中，t
10
、t
50
、t
90
的计算方法为：炭烟燃烧产生的co和co2浓度进行积分，co2和co面积之和的10％、50％和90％的值所对应的温度点即为t
10
、t
50
和t
90
；
120.co2选择性(s
co2m
)的计算公式为：(出口co2的浓度/出口co2和co总浓度)
×
100％。
121.表1
122.实施例编号t
10
/℃t
50
/℃t
90
/℃s
co2m
/％实施例128233338799.3实施例228534239699.3实施例328333838999.4实施例428634340599.5实施例531034839099.1对比例130036841099.1对比例230337642098.3对比例330037842199.3花状ceo2纳米微球
‑
130237542095.9
123.从表1的结果可以看出，本发明以花状ceo2纳米微球为载体，并在载体上负载金属钌作为活性组分，能够显著提高催化剂催化炭烟燃烧催化性能和选择性。
124.测试例2
125.对实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的稳定性进行评价，并使用固定床微型反应器
‑
气相色谱检测系统对上述催化剂进行活性评价，具体结果见表2。
126.具体方法为：称取前述炭烟燃烧反应催化剂0.1g和0.01g的炭烟颗粒物，用勺子使两者充分混合，以模拟真实条件，将上述得到的混合物装入到石英管反应器中，通入反应气(其组分为：5体积％的o2，2000ppm的no，余量为氩气)，总流速为50ml/min，从室温开始加热到650℃，升温速率为2℃/min；
127.收集石英管反应器中的催化剂样品，将其与新鲜的炭烟颗粒物按照质量比为10：1使两者充分混合，以模拟真实条件，其余操作与前述方法相同，循环5次，按照与测试例1相同的方法计算t
10
、t
50
、t
90
和s
co2m
。
128.表2
129.实施例编号t
10
/℃t
50
/℃t
90
/℃s
co2m
/％第1次循环28233338799.3第2次循环28333538699.4第3次循环28233438799.3第4次循环28433538699.4第5次循环28533538599.3
130.从表2中可以看出，本发明提供的炭烟燃烧反应催化剂具有优异的稳定性，经过5次循环活性测试后，催化剂的选择性还可以达到最初状态的99.5％。
131.本发明示例性地提供了花状ceo2纳米微球
‑
1的扫描电镜图，花状ceo2纳米微球
‑
1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的透射电镜图，花状ceo2纳米微球
‑
1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的球差校正透射电镜图，实施例1制备的炭烟燃烧反应催化剂的表面元素成分分析图，花状ceo2纳米微球
‑
1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的x射线衍射谱图，花状ceo2纳米微球
‑
1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的催化活性评价图，实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的稳定性评价图，分别见图1
‑
图7。
132.图1本发明中花状ceo2纳米微球
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1的扫描电镜图。
133.从图1中可以看出，本发明提供的花状ceo2纳米微球呈球状，是由花瓣状的纳米片层经过互相穿插堆叠形成的。
134.图2是花状ceo2纳米微球
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1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的透射电镜图，其中，图(2a)是花状ceo2纳米微球
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1的透射电镜图，图(2b)是实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的透射电镜图。
135.从图2中可以看出，花状ceo2纳米微球
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1和炭烟燃烧反应催化剂均为花状纳米微球结构，且负载钌金属并没有破坏花状ceo2纳米微球的微球结构。
136.图3是花状ceo2纳米微球
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1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的球差校正透射电镜图，其中，图(3a)是花状ceo2纳米微球
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1的球差校正透射电镜图，图(3b)是实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的球差校正透射电镜图。
137.从图3中可以看出，花状ceo2纳米微球
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1和炭烟燃烧反应催化剂均保持花状纳米微球形貌，其平均内径为1.4μm，平均外径为2.0μm。
138.图4是实施例1制备的炭烟燃烧反应催化剂的表面元素成分分析图，其中，图(4a)
是花状ceo2纳米微球
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1的扫描电镜图，图(4b)是花状ceo2纳米微球
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1表面所含ru元素、ce元素和o元素的分布情况，图(4c)是有背景时花状ceo2纳米微球
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1表面所含ru元素的分布情况，图(4d)是无背景时花状ceo2纳米微球
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1表面所含ru元素的分布情况，图(4e)是无背景时花状ceo2纳米微球
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1表面所含ce元素的分布情况，图(4f)是无背景时花状ceo2纳米微球
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1表面所含o元素的分布情况。
139.从图4中可以看出，花状ceo2纳米微球上负载的金属钌均匀的分散在花状ceo2纳米微球的表面。
140.图5是花状ceo2纳米微球
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1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的x射线衍射谱图。
141.从图5中可以看出，花状ceo2纳米微球和炭烟燃烧反应催化剂具有相同的衍射特征峰，图中未出现金属态的钌的特征峰，说明负载的金属钌尺寸较小，且高度分散。
142.图6是花状ceo2纳米微球
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1和实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的催化活性评价图。
143.从图6中可以看出，本发明提供的催化剂具有更优异的催化性能和选择性。
144.图7是实施例1制备得到的炭烟燃烧反应催化剂的稳定性评价图。
145.从图7中可以看出，本发明提供的炭烟燃烧反应催化剂经过5次循环活性测试，催化炭烟燃烧活性的t
10
、t
50
和t
90
基本保持不变，变化范围在5℃以内，催化剂的选择性基本保持最初的状态，五次循环之后还可以达到99.5％，表明炭烟燃烧反应催化剂具有优异的稳定性。
146.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。