共沉淀法制备的高性能铈锆铝储氧材料：表征与特性

耐高温高比表面积铈锆铝(CeO2-ZrO2-Al2O3, CZA)储氧材料的制备是一项重要的科研成果，由史忠华、何胜楠等人在中国科技论文在线上发表的首发论文中详细探讨。他们采用共沉淀法成功制备出这种新型复合材料，其目标是提升材料的性能，使之在高温下保持稳定性，同时具备低温储氧的能力。 该研究过程涉及一系列先进的表征技术，如X射线衍射(XRD)用于确认材料的晶体结构，热还原程序(TPR)用来分析材料的氧化还原性质，比表面面积(BET)测量则揭示了材料的孔隙结构和表面积，这直接影响其储氧性能。光外吸收(OSC)和氨吸附-脱附(TPD)实验进一步揭示了CZA材料表面的酸碱性特性，这对于理解其储氧机制至关重要。 SEM(扫描电子显微镜)观察结果显示，CZA粉末呈现出球形结构，粒径集中在5-10微米范围内，老化前后保持相对稳定，这有利于其在实际应用中的分散性和稳定性。NH3-TPD的结果证实了CZA具有较强的酸性位点，这些位点在高温下依然保持活性，对于储存和释放氧气起到关键作用。 XRD和TPR数据进一步揭示了CZA三元体系内CeO2、ZrO2和Al2O3之间的协同效应，这种协同作用使得整个材料系统表现出优异的热稳定性。其中，CeO2通过Ce4+/Ce3+的氧化还原循环确保了储氧功能的实现，而ZrO2的存在促进了Ce3+离子的形成，增强了氧的移动能力。Al2O3则对CZA的微观结构和力学性能有着显著贡献。 CZA材料由于其独特的制备工艺以及卓越的物理化学特性，展现出在高热稳定性和低温储氧性能方面的巨大潜力，对于开发高效催化剂和能源存储设备具有重要意义。这将推动相关领域在节能减排、环保技术等方面的研究和应用。