CuO-CeO2异质界面构筑：低温CO催化氧化与SO2抗性增强机制研究

本文推荐一种通过浸渍法构建的CuO-CeO2异质结构催化剂，其在低温CO氧化（T50≈70℃, T100≈110℃）和SO2耐受性方面表现卓越。研究揭示了氧空位（oxygen vacancies）增加与介孔结构优化的协同机制，并通过密度泛函理论（DFT）证实Ce 4f电子活性提升使CO吸附能（ΔG）降至0.15 eV。该成果为工业烟气处理提供了高效稳定的非贵金属催化剂解决方案。

　　

Highlight

CuO-CeO₂复合催化剂通过浸渍法合成，在低温CO氧化中实现50%和100%转化率（分别约70℃和110℃）。其优异性能源于CuO/CeO₂异质界面（heterointerfaces）产生的丰富氧空位（oxygen vacancies），以及优化的介孔结构——相比纯CeO₂的微孔，介孔显著降低硫酸盐沉积速率，提升SO₂耐受性。

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XRD分析

CeO₂和CuO-CeO₂催化剂显示立方萤石结构特征峰（(111)、(200)、(220)、(311)晶面）。Cu掺杂后晶格参数从0.542 nm降至0.540 nm，(111)晶面因高稳定性和氧空位耐受性成为催化活性关键。

Conclusion

CuO/CeO₂异质结构通过晶格畸变产生氧空位，介孔优化抑制硫酸盐阻塞，DFT计算显示CuO使Ce 4f电子中心从-0.55 eV升至-1.71 eV，CO吸附能（ΔG）降低72%（0.53 eV→0.15 eV）。该设计为工业含硫烟气治理提供了低温高效催化新策略。