发明的催化剂的基材可为微粒。基材的微粒可具有如使用例如显微镜检查术、 光散射或本领域的技术人员已知的任何其他合适的测量粒径的方法的技术测量的已知平 均粒径。基材粒子的形状可为球形的、针形的、平坦的、薄片状的、似棱形的、多面体、纤维 状、不规则的、似球状的或颗粒状的。本文使用的术语"平均粒径"可指多个粒子的平均直 径，例如多个粒子的平均流体力学直径，或者可为多个粒子的最小直径和最大直径的集体 平均值，或者术语"平均粒径"可指单个粒子的最小直径和最大直径的平均值。例如，基材的 粒子可具有小于约0.5 μπι、或小于约0.4 μπι、约0.3 μπι、约0.2 μπι、约0.1 μπι(即，约100 nm)、约90 nm、约80 nm、约70 nm、约60 nm或小于约50 nm的平均粒径。基材的粒子可具有在 约0.5 μπι和约0.1 μπι之间或在约0.25 μπι和75 nm之间或在约100 nm和约10 nm之间的平均 粒径。基材的粒子可具有约0.4 μπι、约0.3 μπι、约0.2 μπι、约0.1 μπι (即，约100 nm)、约90 nm、约80 nm、约70 nm、约60 nm或约50 nm的平均粒径。
[0064] 在式Cei-xMx〇2的基材中，X可在约0和约0.3之间。例如，X可在约0和约0.1之间，或者 可在约0.01和约0.1之间，或者可在约0.05和约0.25之间，或者可在约0.1和约0.3之间，或 者可在约0.1和约0.2之间，或者可在约0.01和约0.25之间。例如，X可为0,或者可为约0.01、 约0.05、约0.1、约0.15、约0.2、约0.25或约0.3。在X为0的情况下，基材具有式Ce0 2。在X为 〇. 1的情况下，基材具有式Ceo. 9Mo. !O2，其中M为除Ce以外的金属元素。式CehMxO2的基材可使 用本领域已知的任何合适方法合成，其中X可在约〇. 〇 1和约〇. 3之间且M(如果存在的话)为 除Ce以外的金属元素。式Ce1-AO2的材料可包含Ce (IV)离子和任何合适氧化态的M离子，例 如Gd(III)Xa(II)等。本领域的技术人员应当理解，称为具有式CehM xO2的市售材料或者以 另外的方式获得的材料也可指如下材料或作为如下材料销售:CeO 2-M2O3 (其中M =任何M3+ 离子，例如GcUSm)或CeO2-MO (其中M =任何M2+离子，例如Ca)或M:Ce02,指示掺杂一种或多 种金属元素 M的氧化铈。还应当理解，式CehMxO2的材料可包括维持电荷平衡的空位，例如氧 空位。为了方便起见，尽管对于其中M具有小于(+IV)的氧化态的材料，所述材料在本文中描 述为具有式C ei-xMx〇2,但比率(Ce+M):0实际上可不同于1:2,例如比率(Ce+M):0可为约1: 1.95，或约1:1.9，或约1:1.85等。在一些实施方案中，式Ce 1-XMxO2的基材可表示为例如Ce1-xM x〇2-y，其中0 < y〈 0.5,以表示存在氧空位，且因此代表这些材料的化学计量的电荷平 衡。'y '的值可为约〇-约〇. 5，或约0-约0.1、约0-约0.2、约0.1-约0.3、约0-0.05、约0.001-约 0.05、约0.001-约0.01、约0.001-约0.5或约 0.3-约0.5。其可例如为约0、0.001、0.002、 0·005、0·01、0·02、0·05、0·1、0·15、0·2、0·25、0·3、0·35、0·4、0·45或0.5。
[0065]在式CenMxO2的基材中，如果存在的话，M可为金属元素。可选择任何合适的金属， 例如，金属元素可为镧系元素、过渡金属或碱土金属。金属元素因此可为过渡金属，例如，可 为Υ。金属元素可为镧系元素，例如，可为Sm，或者可为GcU或者可为Sm和Gd的混合物。金属元 素可为碱土金属，例如，可为Ca。金属元素可为两种或更多种金属元素的混合物，其中，例 如，式Ce 1-JMxO2可由式Ce1-X-J1xM 2nO2表示，其中X和η的和可在约0.01和约0.3之间，且M1和M2 各自独立地选自镧系元素、过渡金属和碱土金属。有利地，一种或多种金属元素增强催化剂 的硫吸附能力和/或增加在Cei-xM x〇2材料中的氧活动性。另外，一种或多种金属元素对硫的 亲和性可比对氧的亲和性大。
[0066] 本文所述的催化剂可包括设置在基材的表面上的催化元素的区域。例如，本文所 述的催化剂可包括设置在基材的表面上的金属Ni或金属0)、？6^此、此、？(1或&的区域。 还可使用催化金属的混合物，催化金属中的至少一种为催化的。催化剂可另外或备选地包 含分散在基材的表面上的催化元素。例如，本文所述的催化剂可包括分散在基材的表面上 的金属Ni或金属(：〇、？6、？丨、1?11、他、？(1或&的区域。本文使用的术语"区域"可指设置或分散 在基材的表面上的催化元素的离散区，例如金属Ni或金属&3七、？1:、1?11、1?11、？(1或11'的非连 接非邻接区域，或者其可指设置或分散在基材的表面上的催化元素的连续区，例如金属Ni 或金属(：〇、？6、？丨、1?11、1?11、？(1或&的互连或邻接区，如使用例如显微镜检查术的本领域已知 的任何合适技术察看。
[0067] 设置或分散在基材的表面上的催化元素可为微粒。因此，催化元素的区域可包含 例如一种金属镍或金属(：0、？6^1?11、此、？(1或&粒子，或者可包含例如多种金属镍或金属 〇3、？6、？1：、1?11、1?11、？(1或11'粒子。在催化元素的区域包含多种金属镍或金属&3、？6、？1：、1?11、1?11、 Pd或Ir粒子的情况下，金属镍或金属0)、？6、卩丨、1?11、1?11、？(1或1『粒子可均匀或基本均匀地设 置或分散在基材的表面上的一个或多个区域上，或者可不均匀地设置或分散在基材的表面 上的一个或多个区域上，其中区域如在前一段中描述。术语'区域'因此可涵盖设置在基材 的表面上的一种或多种金属镍或金属(： 〇^6^此、此、？(1或^粒子或者分散在基材的表面 上的两种或更多种金属镍或金属(：〇、？6、？1:、1?11、1?11、？(1或11'粒子。
[0068] 催化元素粒子的形状可为球形的、针形的、平坦的、薄片状的、似棱形的、多面体、 纤维状、不规则的、似球状的或颗粒状的。催化元素粒子可具有约2-约100 nm、或约2-约10 nm、约 10-约40 nm、约20-约50 nm、约30-约60 nm、约50-约80 nm或约70-约 100 nm，例如约 2、约5、约10、约20、约40、约60、约80或约100 nm的平均粒径。如果催化元素粒子不是球形 的，则粒子的直径可为流体力学直径，或者可为粒子的最小直径(例如，厚度）、粒子的最大 直径(例如，长度)或粒子的平均直径。催化元素粒子的粒径可使用包括透射电子显微镜术 和X-射线粉末衍射的公认技术测定。催化元素可使用任何合适的合成方法，例如通过使用 镍盐如Ni(NO 3)2 · XH2O或(：〇、？6^此、诎、？(1或&的其他合适盐的常规湿式浸渍法且随后 例如在氢气氛下在高温下原位还原成金属镍或金属(：0、？6、？丨、此、此、？(1或&而设置或分散 在基材上。
[0069] 在备选的实施方案中，基材可为整块的，而不是微粒。在这样的实施方案中，设置 在基材的表面上的例如金属Ni或金属(：〇、？6^1?11、他、？(1或&的催化元素的区域可以为在 整炔基材的表面上的一层或多层(任选不连续层）的催化元素或一脉或多脉的催化元素的 形式。催化元素的层或脉可包含如上所述的催化元素的粒子。
[0070] 催化剂可包含在约1重量％和约40重量％之间的催化元素，例如金属Ni或金属Co、 Fe、Pt、Ru、Rh、Pd或Ir。例如，催化剂可包含在约1重量%和约10重量%之间的金属镍，或在约5 重量%和20重量%之间、或在约10重量%和30重量%之间、或在约30重量%和40重量%之间的金 属镍，例如，催化剂可包含约1重量%金属镍，或约5重量％、约8重量％、约10重量％、约12重量％、 约14重量％、约16重量％、约18重量％、约20重量％、约25重量％、约30重量％、约35%或约40重量％ 金属镍。在备选的实施方案中，催化剂可包含在约1重量%和约40重量%之间的金属Co、Fe、 Pt、Ru、Rh、Pd或Ir，例如在约1重量%和约10重量%之间、或在约5重量%和20重量%之间、或在 约10重量%和30重量%之间、或在约30重量%和40重量%之间的金属Co、Fe、Pt、Ru、Rh、PcMlr。 用于测定在材料中的金属含量的合适方法在本领域中已知。
[0071] 催化剂可具有在约0.1 m2/g和约3.0 m2/g之间、或在约0.1 m2/g和约1.5 m2/g之 间、或在约I m2/g和约2 m2/g之间、或在约2 m2/g和约3 m2/g之间的以m2催化元素/g催化剂 测量的金属表面积。例如，以m2/g催化剂计的金属表面积可为约0.1 m2/g、约0.5 m2/g、约 1.0 m2/g、约 1.5 m2/g、约2.0 m2/g、约2.5 m2/g或约3.0 m2/g。催化剂可具有在约5 m2/g和 约50 m2/g之间、或在约5 m2/g和约20 m2/g之间、或在约20 m2/g和约35 m2/g之间、或在约30 m2/g和约50 m2/g之间的以m2催化元素/g金属计量的金属表面积。例如，以m2/g金属计的金 属表面积可为约5 m2/g、约 10 m2/g、约 15 m2/g、约20 m2/g、约25 m2/g、约30 m2/g、约35 m2/ g、约40 m2/g、约45 m2/g或约50 m2/g。
[0072]如例如使用本领域熟知的BET法所测量，基材的比表面积可在约10 m2/g和约300 m2/g之间。例如，基材的比表面积可在约10 m2/g和约100 m2/g之间，或在约50 m2/g和约300 m2/g之间，或在约100 m2/g和约200 m2/g之间，或在约200 m2/g和约300 m2/g之间，或在约 150 m2/g和250 m2/g之间，例如，基材的比表面积可为约10 m2/g、约50 m2/g、约75 m2/g、约 100 m