Catalyst addition can improve system after treatment efficiency of pollutants purification. In this study, the performance of (Mn, Hf) co-doped Ce-based catalysts has been investigated in oxidation to mitigate CO emission of engines. A series of Ce-Mn-Hf-Ox with different metal ratios (Ce: Mn: Hf = 8:1:1,7:2:1,7:1:2,6:1:3,6:2:2 and 6:3:1) catalysts were prepared. DFT (density functional theory) calculations were carried out to investigate the mechanism of applied surface catalytic reaction. XRD (X-ray Diffraction) analysis and SEM (Scanning Electron Microscope) revealed Mn and Hf doping increased the catalysts surface area contact with the CO gas with the catalytic performance improvement. XPS (X-ray Photoelectron Spectra), H2-TPR (Temperature-Programmed Reduction) and DFT calculations manifested the Mn and Hf doping would promote the formation of oxygen vacancy to enhance the catalytic performance for CO oxidation. The thermal stability of the catalysts increased with Hf content increasement. Ce6Mn3Hf1 had the highest catalytic activity with the favorable thermal stability according to the temperature-programmed oxidation of CO experiment. T10, T50 and T90 of CO oxidation were 156, 188 and 198 °C, which lost 4.82 % mass at 500°C and 6.18 % mass at 900 °C. Ce6Mn1Hf3Ox displayed the best thermal stability according to TG with the lowest catalytic activity.

中文翻译：

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（Mn， Hf） 共掺杂 Ce基应用表面催化剂对一氧化碳氧化和热稳定性的实验和密度泛函理论研究


催化剂的添加可以提高系统后处理后的污染物净化效率。在本研究中，研究了 （Mn， Hf） 共掺杂 Ce基催化剂在氧化中的作用，以减轻发动机的 CO 排放。制备了一系列不同金属配比 （Ce： Mn： Hf = 8：1：1、7：2：1、7：1：2、6：1：3、6：2：2 和 6：3：1） 的 Ce-Mn-Hf-Ox 催化剂。进行了 DFT （密度泛函理论） 计算以研究施加表面催化反应的机理。XRD （X射线衍射） 分析和 SEM （扫描电子显微镜） 显示，Mn 和 Hf 掺杂增加了催化剂与 CO 气体的接触表面积，催化性能得到改善。XPS （X-ray Photoelectron Spectra）、H2-TPR （Temperature-Programmed Reduction） 和 DFT 计算表明，Mn 和 Hf 掺杂会促进氧空位的形成，从而提高 CO 氧化的催化性能。催化剂的热稳定性随着 Hf 含量的增加而增加。根据 CO 的程序升温氧化实验，Ce6Mn3Hf1 具有最高的催化活性和良好的热稳定性。CO 氧化的 T10、T50 和 T90 分别为 156、188 和 198 °C，在 500°C 时损失了 4.82 % 的质量，在 900 °C 时损失了 6.18 % 的质量。 根据 TG，Ce6Mn1Hf3Ox 表现出最好的热稳定性，催化活性最低。