锶掺杂对钙钛矿型Lα1-xSrxCoO3-d的甲烷催化燃烧活性的促进作用.pdfVIP

学兔兔学兔兔 天然气化工(C，化学与化工) 2015年第40卷 锶掺杂对钙钛矿型Lo rxCoO3-d的 甲烷催化燃烧活性的促进作用 庞占永，刘凤祥，高志明 (北京理工大学化学学院，北京 102488) 摘要：采用柠檬酸络合方法，在焙烧温度700~900~C下，制备得到了单一物相的钙钛矿型La。 CoO (x=0．0，O．1)复合金属 氧化物。利用XRD、rrPR、XPS等方法对样品进行了表征。考察了sr参杂和焙烧温度对催化剂催化甲烷燃烧括性的影响。结果 表明，与LaCo03样品比较，掺Sr样品具有较多的低温活性氧和较高的表面钴含量，因而表现出了较高的甲烷催化燃烧活性。 在7oo～900~2焙烧温度范围，甲烷催化燃烧转化率随焙烧温度升高而下降。 关键词：催化燃烧；甲烷；钙钛矿；锶参杂；La rIC00 ；催化活性 中图分类号：O643．3；TQ426 文献标识码：A 文章编号：1001．9219(2015)04-44—05 催化燃烧是指在催化剂的作用下实现的燃料 投料不足时，或许可形成A位离子空位及相应的晶 燃烧(氧化)过程。对火力发电的场合，催化燃烧可 格氧离子空位，即得到La oO (m1)金属氧化物。 以提高燃料的燃烧效率，抑制NO (x=l，2)的形 但是，0’Connell等【l2】在投料n(La)／n(Co)为0．91下， 成【 。另外，催化燃烧技术已被广泛用于有机废气 采用共沉淀方法制备前驱物，然后在80o℃下焙烧， 处理，也可用于处理低甲烷含量的煤矿乏风，还广 XRD分析表明所得样品除含有钙钛矿型金属氧化 泛应用于日常生活中。例如，在烤箱内部上层设置 物外还含有Co，O 物相。本课题组采用柠檬酸络合 催化燃烧催化剂可以氧化掉烧烤时产生的挥发性 方法制备前驱物，然后在800％下焙烧，对应n(I ， 有机物质。 n(Co)为0．90，Rietveld拟合计算表明所得样品也为 钙钛矿型ABO，复合金属氧化物被广泛地用作 LaCoO，与Co，0 的混合物。这表明A位离子空位的 氧化反应催化剂。经常使用的该类金属氧化物有 钙钛矿型 CoO3_x(m1)金属氧化物不容易形成。 LaBO 墙(B=Co，Mn，Fe)及IJa 被低价金属离子部分 因此，通过异价金属离子部分取代L 离子是调变 取代的La1．xMxBOra(0x1，M=Sr2 ，Ca2 等)M。当 La-Co系列催化剂催化性能的有效方式。文献报 低价金属离子部分取代后，晶体为了保持电 道 [5,131，Sr元素掺杂量对Lal SrxCoOra氧化物的催化 中性，将产生一定数量的晶格氧空位及四价B“离 性能具有显著影响，当x=O．1~0．2时催化燃烧活性 子 [7-“】。表面晶格氧空位是气相氧的吸附活化中 最高。这是因为在样品晶粒表面上存在适量的氧空 心 。离子对B3+／B“和／或B 7B 渗与催化剂表面的 位对催化氧化反应有利。在系列焙烧温度下，比较 氧化还原循环。因此，钙钛矿型复合金属氧化物的 LaCoOs和 9Sr0．，CoO， 金属氧化物催化燃烧活性 催化氧化性能主要依赖于B位过渡金属元素的种 的文献还不多见。本文采用柠檬酸络合方法制备前 类、价态分布以及表面元素组成【9’lol。一般钙钛矿型 驱物，选择700~900E范围的系列温度焙烧样品，制 复合金属氧化物的比表面积