尖晶石型铁酸盐的制备和表征研究.pdfVIP

化学研究与应用 997年第9卷第1期 C~rnical R andApvlicatio,~ Vo1．9tle．1 ， ， 尖晶石型铁酸盐的制备和表征研究 (谕州大学，化学系，重庆淼 630033)鞣 (吉林大学，化学系长春 系褰音髓130023好) 1=)6 ￡f．．9-／／ … 学 摘要 车文采用空气氧化温法制备尖晶石星铁酸盐，得到最佳生成条件为：R=2OH一／ ( … )≥1．0IM计／F =O．5摩尔比I氧化温度343--358KI氧化时间10--25；小时。通=过 XRD、TPR和TPD等方法对其进行了表征，讨论了尖晶石星铁酸盐的氧化-还原活性及其化学 组? 美麓饲尖晶石罾选墼垫 生 圭釜垫董 。歪邑 一 、 引言 铁酸盐是一类以Fe(Ⅲ)氧化物为主要成分的复合氧化物，从本世纪三十年代 来。人们 已系统研究铁酸盐六十多年，它作为催化剂已实际应用于合成氨、F-T合成及乙苯、丁烯等的 氧化脱氲反应中 ”一，随着人们对它认识的髹八，铁酸盐在理论和应用E都取得了长足性进展。 盘九十年代韧，日本末京工业大学首次报道了氧缺位尖晶石型铁酸盐分解c0=成C的研 究[ 1，从而为铁酸盐的应用开拓了一个新领域。 - 随着工业生产的发展，各种化石燃料的开发和利用，全球性的大气污染问题日趋严重，CO2 造成的温室效应和SO：、氮氧化物引起的环境酸化给人们带来巨大的经济损失，甚至严重地威 胁到人类的生存。囚此，研究赶气污染的治理已成为当今重大的环境问膳之一。氧缺位铁酸盐 健化气态氧化物反应后卫转化成相应的铁酸盐，尖晶石结构不被破坏，经还原活化又能恢复其 龋性，从而可反复使用，而且它具有选择性好、反应温度低、无副产物等优点，这为COz、SO 和 NOz等物质的转化柏剃用提供了一个有效的途径。此外，它为维持载人航天飞行器等密封体系 中正常曲气体环境，转化 体呼吸释放的CO：，保证这些体系中的生命系统都具有重大意义 央晶西结掏的铁酸盐的制备有多种方法，如干法、湿法 及超临界流体干燥法等等[5,e,72。本文 采用|卒气氧化的湿法来制备尖品石结构的铁酸盐，本法与其他制备方法比较，它有操作方便 设备筒单、易樽到纯相和控制粒度等优点，尖晶石型铁酸盐的纯度和粒度对催化分解c0=的影 响较大，因此．该法是制备分解COs的尖晶石型铁酸盐催化剂的较好方法之一。由于窄气氧化 湿_瞌制备央品石壁铁酸盐的好坏受物料配比、反应温度、氧化时间等条件影响较大，我们首先 埘过些因索进行了试验研究，同时还埘制备的铁酸盐表面特征及活性进行了系统的分析。为利 用氧缺忙铁醺盐进行气态氧化钫转健反应提供了重要的理论依据。 二、试验部分 }．铁醯盐的空气氧化法制备 奉文r r995年T J月】6日收到，1996年5月2 El收到修改稿 化擘研究与应用 第9喜 将1．0L0．24mol／L的MSO4(M=Mn、Co、Ni)及1．OL 0．48mol／LFeSO~溶液舰人3．OL的五 颈瓶中，通人高纯N 2小时，以赶尽溶液中的O=和CO。并肪止爆沸，待温度恒定后，加人一定 量的1．44mol／LNaOH溶液，然后换N2为空气(流量300~d／L)起到搅拌 氧化的双重作用，在 反应过程中，每隔2—3小时取一次样，反应20小时后，氧化产镩经抽滤，再依次用醋酸缓冲 薄，蒸馏水及丙酮洗后，在 中358K下干燥得到样品。 2．铁酸盐的x一射线衍射(XRD)分析： 原始铁酸盐及经分段还原的系列样品的XRD分析，采用带有Cu—K 辐射源的Shimadzu XD一3A塑x一射线衍射仪，在20=20--70区问扫描测定。笱相分析扫描速度为d。／min，晶格常 数以0．]25。／min速度扫描，取所有衍射峰，以标准硅作内标校正角度后，经最小二乘法柬耨。 3．样品的化学组成分析 采用AA一475型原子吸收分光光度计，浏出M2 (Co、Ni、Mn、MS)和lFe的总量，再用2，2一 联毗啶比色法