DOI: 10.1016/j.mtnano.2022.100249

负载型金属纳米粒子在多相催化方面有着很好的前景，但在高温下的热稳定性较差，这大大阻碍了其实际应用。在这项工作中，研究者通过单喷丝头静电纺丝轻松合成了具有高表面积和分层孔隙及通道的芹菜状CeO2纳米纤维。将所制备的纳米纤维作为PVP稳定Pt纳米粒子的可靠载体，然后在N2中于350℃下活化以消除PVP稳定剂并产生足够的表面氧空位。因此，所得的Pt@CeO2具有增强的金属-载体相互作用，从而提高了耐烧结性。Pt@CeO2在600℃下老化后对对硝基苯酚的加氢活性比PtPVP/CeO2高出6倍以上。此外，热稳定性Pt@CeO2显著降低了碳烟氧化的活化能，从178.0kJ/mol降至109.4kJ/mol，这是由于丰富的氧空位，以及互连芹菜状CeO2纳米纤维促进的固-固接触。在这种促进烧结的放热反应之后，负载的Pt纳米粒子保持5.78nm的小尺寸。总体而言，本研究为制备具有高原子经济性和耐烧结性的贵金属催化剂提供了一种简便方法。

图1.（A）Pt@CeO2合成过程示意图。PtPVP@CeO2在空气中（B）煅烧前以及于（C）500℃和（D）600℃下煅烧后的HRTEM图像。（E）在N2中于350℃下热处理后，Pt@CeO2在（F）500℃和（G）600℃下的耐烧结性得以提高。

图2.（A）PtPVP/CeO2和（B）Pt@CeO2在不同老化温度下的Ce3d高分辨率XPS光谱。（C）CeO2上的氧空位结构。（D-G）PtPVP/CeO2和Pt@CeO2在不同老化温度下的O1s和Pt4f高分辨率XPS光谱。（H）比较不同结构中的Pt。

图3.（A）Pt@CeO2催化对硝基苯酚转化为对氨基苯酚。（B）催化剂的动力学常数（kc，L·g-1·s-1）与老化温度的关系。（C）Pt@CeO2催化剂催化对硝基苯酚加氢的示意图。

图4.（A）PtPVP/CeO2和Pt@CeO2催化剂存在下的碳烟转化曲线和（B）差热分析（DTA）曲线。（C）50%碳烟转化率下Pt@CeO2催化剂的Ozawa曲线。（D）碳烟燃烧后Pt@CeO2催化剂的TEM照片。（E）Pt@CeO2催化剂催化碳烟氧化的方案。