一步法粘稠膏状合成Ni–Co尖晶石氧化物：缺陷工程、氧迁移及空位介导的催化作用

《Inorganic Chemistry》：One-Step Viscous-Paste Synthesis of Ni–Co Spinel Oxides: Defect Engineering, Oxygen Mobility, and Vacancy-Mediated Catalysis

Ni–Co尖晶石催化剂通过直接热诱导粘稠 paste 法合成，具有高Co2?/Ni2?比例、氧空位丰富及优异氧迁移能力，低温起燃温度（T10=63°C）和耐高温高湿稳定性显著优于传统方法，为VOCs治理提供高效可控策略。

　　

通过直接的一步热诱导粘性浆料法合成了Ni–Co尖晶石氧化物：该方法将固态Ni和Co盐与柠檬酸以及3.3 wt%的去离子水混合，形成粘性浆料，从而无需进行均匀溶液处理。XPS分析证实尖晶石结构中同时存在Co²⁺、Co³⁺、Ni²⁺和Ni³⁺物种。结合XRD、EPR、H₂-TPR和O₂-TPD表征结果，发现该催化剂相比水热法和共沉淀法制备的催化剂具有更高的Co²⁺和Ni²⁺比例、更强的氧迁移能力、更多的氧空位以及更强的低温还原性能。这些特性显著降低了甲苯氧化的起始温度（T₁₀ = 63 °C, T₂₀ = 95 °C）。基于催化剂的结构-活性关系，我们推测甲苯氧化过程由低温晶格氧迁移和空位介导的机制驱动。此外，该催化剂在苛刻条件下表现出优异的稳定性，在空速（WSHV）为48,000 mL·g^–1·h^–1时仍保持高活性，并且在90%的相对湿度下也能保持稳定。这种简单且可扩展的粘性浆料制备方法为构建具有高活性位点密度和优良质量传输特性的尖晶石催化剂提供了有效途径，为实际挥发性有机化合物（VOCs）的去除提供了新的应用前景。