掺杂元素对CeO 2 氧空位形成的 影响内容 n 1. Cu 掺杂的影响 n 2. Pd 和Ni 掺杂的影响 n 3.总结 CeO 2 材料由于其优异的氧化还原性能而广泛地应用于三效催化( TWCs )和SOFCs 中。 在催化反应过程中,CeO 2 可依据反应条件的不同来释放活存储氧: 在贫氧气氛下释放氧并生成氧空位;在富氧环境下氧空位又能被还原而 达到存储氧的目的。 该过程涉及到氧空位的形成,因此,提高材料的氧空位形成能力对 其催化性能的影响有非常重要的作用。 研究表明,掺杂对提升氧空位形成能力有非常显著的作用。1. Cu 掺杂的影响 在Cu 掺杂的CeO 2 中,一个Ce 原子被一个Cu 原子取代。起初Cu 原子位于Ce 原子 周围的8个氧原子中心,随后Cu 原子的位置发生移动,Cu 以4配位的形式形成一个 近平面结构,与CuO 中的情况类似,如图1所示: 图1. (a )Cu 掺杂CeO 2 弛豫结构;(b )CuO 弛豫结构定义氧空位形成能E vac 依如下所示计算: 其中,E (cell with one O vacancy ) 为具有一个氧空位时的总能量,E (cell