納米Ce0.95M0.05O2(M=Fe, Nd, Eu)光譜特征及其催化性能研究

張國芳，胡 鋒，許劍軼，于海澍，葛啟錄，張羊換,

1. 內蒙古科技大學材料與冶金學院，內蒙古 包頭 014010 2. 鋼鐵研究總院功能材料研究所，北京 100081

引 言

Mg2Ni合金的理論儲氫容量高，資源豐富，是極具開發前景的一類儲氫合金。但Mg2Ni的放氫溫度高、動力學性能差及易被腐蝕等問題尚待解決。為此，人們探索了包括優化合金成分[1]、增大合金比表面積[2]及添加催化劑[3]等諸多改善方法。其中球磨法能夠提高合金比表面積及增加晶格缺陷，顯著改善儲氫合金性能[4-5]。添加催化劑能夠活化合金表面、減弱Mg—H鍵能，促進放氫及降低吸放氫活化能等。目前所研究的催化劑包括金屬[6]、金屬氧化物[7]及金屬鹵化物[8]等。催化劑的離子價態、形貌及顆粒大小等均會對催化效果產生影響。研究表明，氧化物的催化效果通常更為顯著。

CeO2對Mg基儲氫材料具有優良的催化作用，能夠顯著降低MgH2的放氫活化能，且催化效果隨摻雜濃度增大而提高[9-10]。其催化能力一方面來源于Ce離子的變價特性，另一方面與其特殊的螢石立方結構密切相關。Ce離子價態轉變時會引起晶格中氧空位占比變化，隨氧空位占比的升高，其催化性能也隨之提高。為優化CeO2的催化性能，通常在其晶格中進行離子摻雜，以調控其晶格結構，提高氧空位占比。同時，摻雜離子自身的化學特性也會對CeO2的催化性能產生重要影響[13]。但目前關于摻雜離子對其催化性能的影響尚待深入研究。

Fe3+及Eu3+均有變價特性，而Nd3+具有穩定+3價態。同時，Fe3+半徑與Ce4+半徑差別較大，而Eu3+及Nd3+半徑與Ce4+半徑接近?！?br>