二氧化铈与pH调控强静电吸附协同提升银/氧化铝催化剂乙烯环氧化性能与耐久性的结构-性能研究

本研究针对银基催化剂在乙烯环氧化反应中的分散性与稳定性问题，通过强静电吸附（SEA）技术精准调控银与助剂分布，结合CeO2/α-Al2O3载体设计与pH优化，显著提升催化剂比表面积（4.1 m2/g）、抑制银颗粒烧结（老化后粒径仅增至81 nm），并提高环氧乙烷选择性（EO/CO2比值），为工业催化剂寿命延长提供新策略。

　　

一项研究揭示了二氧化铈（CeO₂）与pH调控的强静电吸附（Strong Electrostatic Adsorption, SEA）技术在银/氧化铝催化剂中的协同作用。通过对比α-Al₂O₃与CeO₂/α-Al₂O₃载体，发现CeO₂改性载体（Cat-105）的比表面积（BET）显著提升至4.1 m²/g（纯载体仅0.8 m²/g），并在550°C高温下表现出优异热稳定性。电子散射光谱（EDS）分析表明，在pH_f=8.95时（Cat-108），银优先吸附于带微弱负电的CeO₂颗粒，而高pH_f（如12.3）条件下（Cat-106），银同时覆盖CeO₂与Al₂O₃表面，且银晶粒尺寸最小（30 nm）。乙烯环氧化反应评价显示，pH=10.7–12.3合成的催化剂因银晶粒细小、铈覆盖度高，环氧乙烷（EO）与二氧化碳（CO₂）选择性比值更高。加速老化实验（300°C, 6周）证实，含铈催化剂（Cat-106）银颗粒平均粒径从51 nm增至81 nm，而无铈催化剂（Cat-102）从76 nm膨胀至192 nm，表明CeO₂有效抑制烧结。该研究为设计高分散、抗烧结的工业催化剂提供了关键理论依据与技术路径。