钙钛矿SrFe1-xMnxO3催化剂:共沉淀法制备及催化甲烷燃烧的性能

通过共沉淀法制备了SrFe1-xMnxO3钙钛矿催化剂。用XRD、TPR和TG-DSC技术对催化剂进行了物理性能表征,以甲烷催化燃烧为目标反应表征其催化性能,通过BET模型计算了其比表面积,通过阿伦尼乌斯方程计算了反应的表观活化能。结果表明用共沉淀法制备钙钛矿催化剂经700℃焙烧4 h后可以形成完整的钙钛矿晶型,样品都具有高的催化性能,但随着锰离子的掺杂,催化剂活性明显提高,其中SrMnO3催化剂具有较高甲烷催化燃烧活性,起燃温度T10%为435℃,至457℃甲烷完全转化。     

La2-xSrxFeNiO6催化剂的制备及其催化甲烷燃烧性能研究

以柠檬酸为络合剂,通过溶胶-凝胶法制备La_(2-x)Sr_xFeNiO_6(x=0、0.5、1、1.5、2)系列催化剂,考察A位离子Sr掺杂对La_2FeNiO_6催化甲烷燃烧性能的影响。通过X射线衍射、程序升温还原、比表面积测定和热重分析等技术进行物理性能表征。结果表明,Sr的掺杂可以改变双钙钛矿晶体结构,提高了晶格氧的数量,改善催化活性。当x=1时,LaSrFeNiO_6催化甲烷燃烧活性最好,其比表面积为7.9m~2·g~(-1),T10%(起燃温度)为370℃,T90%(完全转化温度)为535℃;同时,反应活化能最小,为78.8k J·mol~(-1)。     

稀土A-Ce-O催化剂的合成及性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法合成出了几种含铈稀土复合氧化物催化剂,运用XRD,IR等不同测试手段对复合氧化物催化剂进行了表征,测试了甲烷催化燃烧活性.XRD分析结果表明:经1200 ℃焙烧3 h后4种催化剂中Ba-Ce-O,Sr-Ce-O主要以单一相钙钛矿结构BaCeO3和SrCeO3的形式存在,La-Ce-O体系催化剂呈现面心立方晶体结构特征衍射峰,与立方结构CeO2的衍射峰相似,只是峰的位置偏向低角度;Mg-Ce-O主要以简单氧化物CeO2的相存在,在甲烷催化燃烧反应中La-Ce-O显示出了良好的催化活性,T10为510 ℃,T90为670 ℃;主相为SrCeO3的Sr-Ce-O体系催化剂的甲烷催化活性最差,T10为570 ℃,T90为743 ℃.     

La2CoAlO6催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能

采用溶胶-凝胶法, 以柠檬酸为络合剂制备了新型稀土双钙钛矿催化材料La₂CoAlO₆, 利用X射线粉末衍射(XRD)、H₂-程序升温还原(H₂-TPR)、比表面(BET)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和磁性测试等手段对其进行了表征, 以甲烷催化燃烧反应为探针考察了其催化活性. 结果表明, 在空气气氛中, 经过1100 °C焙烧3 h后, 可以形成稳定的单相稀土双钙钛矿型化合物La₂CoAlO₆, 且该化合物表现出较好的甲烷催化燃烧活性, 起燃温度(T₁₀)和完全转化温度(T₉₀)分别为434.1和657.4 °C. 与稀土单钙钛矿型催化剂LaCoO₃和LaAlO₃相比, 其T₁₀分别降低了56.5和138.2 °C, T₉₀分别降低了84.6和108.9 °C. H₂-程序升温还原结果表明, 稀土双钙钛矿型化合物La₂CoAlO₆有较低的还原温度, 并且经过H₂-程序升温还原反应后, La₂CoAlO₆样品XRD图中的所有衍射峰均向小角度方向发生了移动. 扫描电子显微镜的结果表明, 稀土双钙钛矿型催化剂La₂CoAlO₆表现出无规则的片状形貌及较强的抗烧结性. 此外还发现稀土双钙钛矿型催化剂La₂CoAlO₆的磁滞回线较为特殊.     

碳微球为模板制备LaCoxFe1-xO3催化剂及其催化甲烷燃烧性能研究

以水热法合成的碳微球为模板,制备LaCo_xFe_(1-x)O_3(x=0.1,0.2,0.3,0.6,0.9)催化剂。采用XRD、BET、H2-TPR和SEM等手段对其进行物理性能研究,并对其进行催化甲烷燃烧性能研究。结果表明,以碳微球为模板掺杂不同比例Co2+,经过400℃和700℃两次焙烧,可形成完整的钙钛矿晶型。随着Co~(2+)掺杂量增加,催化剂的比表面积逐渐增加;Co~(2+)掺杂量不同,所制备催化剂的结构和活性也不同,其中,LaCo_(0.2)Fe_(0.8)O_3催化甲烷燃烧活性最好,起燃温度T10%为448℃,完全转化温度T90%为640℃。     

焙烧温度对LaSrFeMo_(0.9)Co_(0.1)O_6催化甲烷燃烧性能的影响

采用溶胶凝胶法制备La Sr Fe Mo0.9Co0.1O6,以催化甲烷燃烧为目标反应,研究不同焙烧温度(600、700、800、900℃)对其催化甲烷燃烧性能的影响。通过XRD、BET、H2-TPR及SEM技术对其结构进行表征。结果表明,在不同的焙烧温度下均可形成完整的双钙钛矿晶型,且焙烧温度不同其催化活性不同,随着焙烧温度的升高其催化活性先升高后逐渐降低。当焙烧温度为800℃,样品比表面积为14 m2/g,起燃温度Tl0%为428℃,T90%为640℃。     

焙烧温度对LaSrFeMo0.9Co0.1O6催化剂催化甲烷燃烧性能的影响

采用溶胶凝胶法制备LaSrFeMo0.9Co0.1O6,以催化甲烷燃烧为目标反应,研究不同焙烧温度(600、700、800、900℃)对其催化甲烷燃烧性能的影响.通过XRD、BET、H2-TPR及SEM技术对其结构进行表征.结果表明,在不同的焙烧温度下均可形成完整的双钙钛矿晶型,且焙烧温度不同其催化活性不同,随着焙烧温度的升高其催化活性先升高后逐渐降低.当焙烧温度为800℃,样品比表面积为14 m2/g,起燃温度T10％为428℃,T90％为640℃.     

NO对LaMnO3与La0.8K0.2MnO3催化氧化碳烟活性影响

采用柠檬酸络合法制备LaMnO3和La0.8K0.2MnO3钙钛矿催化剂,运用程序升温氧化(TPO)考察在不同反应气氛下催化燃烧碳烟的活性,并通过XRD,O2-TPD,NO-TPD,XPS以及NO预处理后O2-TPD等技术对催化剂进行表征和分析。结果表明,NO的存在促进了碳烟的催化氧化,但是对LaMnO3和La0.8K0.2MnO3氧化碳烟的促进效果不同。这与催化剂表面氧空位和活性氧物种有密切联系。     

LaMO3(M=Co,Mn)钙钛矿型催化剂上VOCs催化燃烧的研究

研究了LaMO3(M=Co,Mn)钙钛矿型催化剂对VOCs的催化燃烧性能,该类催化剂对单一VOC和混合VOCs均有很好的催化活性,而LaMnO3的催化活性要比LaCoO3的催化活性更好,氧化还原滴定实验表明,LaMnO3催化剂中锰以Mn4 (大约35%)和Mn3 价态存在,而在LaCoO3催化剂中发现钴均以Co3 价态存在;在混合VOCs催化燃烧的试验中,3种有机物的易氧化性依次为正丙醇＞甲苯＞环己烷,达到99%的转化率时,环己烷的反应温度则比甲苯的反应温度要约低40℃.     

锶和铈对LaMnO_(3 λ)稀土纳米钙钛矿材料性能的影响

用柠檬酸溶胶 凝胶法制备LaMnO3 λ,La0 .6 Ce0 .4 MnO3 λ和La0 .6 Sr0 .4 MnO3 λ稀土纳米材料 ,并通过差热 -热重分析 (DTA TGA)、X射线衍射分析 (XRD)、透射电镜 (TEM)和Brunauer Emmett Teller(BET)比表面分析等方法研究了Ce和Sr对纳米钙钛矿材料结构和性能的影响。制备得到 60nm的LaMnO3 λ、10 0nm的La0 .6 Ce0 .4 MnO3 λ及 30nm的La0 .6 Sr0 .4 MnO3 λ。当Sr在LaMnO3 λ中部分取代La时 ,Sr进入了钙钛矿晶格 ,从而能降低钙钛矿形成温度 ,减小颗粒度 ,增大比表面 ;但对Ce而言 ,取代时很难进入钙钛矿晶格 ,主要以CeO2 形式存在 ,同时可提高钙钛矿形成温度 ,增大颗粒度 ,减小比表面。     

La_2NiBO_6催化剂的制备及其对甲烷燃烧反应的催化性能

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备了一系列双钙钛矿型催化剂La_2NiBO_6(B=Mn,Fe,Co,Cu,Ce),其结构经SEM,XRD,N2-BET和H2-TPR表征。以甲烷燃烧反应为模板反应,研究了La_2NiBO_6的催化性能。结果表明:La_2NiCeO_6催化性能最好,起燃温度T_(10%)为461℃,最终转化温度T_(90%)为565℃。     

钙钛矿型氧化物催化剂SrTiO3的甲烷氧化偶联反应性能的研究

碱土元素氧化物是一类具有较好催化活性和选择性的甲烷氧化偶联(OCM)催化剂[1,2]。Filkova[3]等研究了不同的碱土金属氧化物促进的Nd2O3催化剂的OCM催化性能,发现在所有碱土金属氧化物-Nd2O3催化剂中,SrO-Nd2O3催化剂具有最高的生成C2烃的选择性,这可能因为SrO较强的碱性以及Sr     

柴油机尾气碳颗粒燃烧中La-Mn-Fe-Cu/HZSM-5的催化性能

采用柠檬酸络合浸渍法制备分子筛负载钙钛矿型金属复合氧化物催化剂。采用XRD、SEM、XPS和H₂-TPR等手段对催化剂性能进行表征,并在微型固定床反应器中对催化剂进行活性评价。结果表明,B位离子由多种金属离子组成的催化剂,可使碳颗粒燃烧温度降低,生成CO₂的选择性高。B位离子种类及配比直接影响催化剂性能,Cu离子加入可提高生成CO₂的选择性,Co离子加入可降低碳颗粒燃烧温度,调节Fe/Mn离子摩尔比可以改善碳颗粒燃烧温度和生成CO₂的选择性。其中,LaMn_0.2Fe_0.7Cu_0.1O₃/HZSM-5催化剂性能较好,碳颗粒燃烧温度较低,T_ig、T_m和T_f分别为236.6、419.0和458.7 ℃,生成CO₂选择性较高,为88.3%。     

制备方法对LaMnO3上氯乙烯催化燃烧性能的影响

含氯挥发有机物(CVOCs)广泛用于化工原料以及有机溶剂,由于其毒性大,难降解,直接排放可引起严重的空气污染问题,采用催化燃烧的技术可以实现CVOCs高效净化,其关键在于高活性和高稳定性的催化剂.CVOCs净化催化剂主要有负载型贵金属催化剂、(复合)氧化物催化剂和复合分子筛催化剂.我们以具有高稳定性的LaMnO3钙钛矿为研究对象,主要考察了不同制备方法对于氯乙烯催化燃烧性能的影响;并通过XRD,Raman,N2-吸附脱附,O2-TPD,H2-TPR,ICP-AES,XPS等表征方法研究催化剂的结构和物化性能.性能评价结果表明,MnO2虽具有良好的催化性能,但LaMnO3催化剂则具有更好的循环稳定性.同时,制备方法对LaMnO3催化剂上氯乙烯催化燃烧的性能有显著的影响,其活性高低的顺序为:溶胶凝-胶法(SG)>共沉淀法(CP)>硬模版剂法(HT)>水热法(HM),其中LaMnO3-SG催化剂在182℃时氯乙烯的转化率即可达到90%.XPS结果表明,不同的制备方法导致LaMnO3催化剂表面La和Mn的富集程度不同,并显著影响了催化剂表面Mn离子的价态、分布和氧空穴的数量.其中,LaMnO3-SG催化剂具有最高的表面Mn4+浓度,其对应的氯乙烯催化燃烧活性最高.而对于LaMnO3-HM催化剂,La(OH)3的生成导致其具有最高的表面La/Mn比(2.29)和最低的表面Mn4+浓度.由XPS计算氧空穴浓度可知,LaMnO3-SG催化剂氧空穴浓度(1.03)远高于LaMnO3-HM催化剂表面的氧空穴浓度(0.07),进而LaMnO3-SG在O2-TPD中表现出更高的O2脱附量.进一步分析可知Mn4+离子浓度与氧空穴浓度成正相关的关系,即:Mn4+离子浓度越高,则表面氧空穴浓度越高.而催化剂表面氧空穴浓度越高,则有利于氧在催化剂表面的吸附和活化,从而使得催化剂表面氧物种的浓度增加,这与O2-TPD结果一致.同时,制备方法对催化剂氧化还原性能也有显著的影响,由H2-TPR所得催化剂的耗氢量顺序为:LaMnO3-SG>LaMnO3-CP>LaMnO3-HT>LaMnO3-HM,这与它们催化活性的顺序一致.结合XPS和H2-TPR结果可知,催化剂表面Mn4+/Mn3+比例高,则催化剂的氧化还原能力也越强.以上分析表明,LaMnO3催化剂的催化活性与催化剂表面Mn4+浓度和氧空穴数量相关.具有较高的Mn4+浓度有利于氯乙烯在催化剂表面吸附;而氧空穴数量的增加有利于氧在催化剂表面的吸附和活化,从而提高氯乙烯催化燃烧的反应性能.     

钙钛矿型氧化物A(Mg、Ca、Sr)TiO_3的结构及其光催化性能研究

钙钛矿型ABO_3复合氧化物具有良好的热稳定性、催化性能、磁性、导电性以及传感等性质~([1-5]).目前钙钛矿结构复合氧化物以其优异的性能已成为光催化领域的研究热点之一~([6-9]).在钙钛矿型ABO_3复合氧化物中,A位金属可以起到稳定结构的作用,而B位金属为活性位.但是,当B位金属相同A位金属不同的一类钙钛矿型氧化物作为催化剂时,影响其光催化活性的主要因素很少见文献报道.     

以钙钛矿型复合氧化物为前驱体构筑La-Ce氧化物修饰的Pt-Co纳米双金属催化剂及其对CO氧化的性能

利用钙钛矿型复合氧化物(PTO)可以将多种金属离子限域并均匀混合于钙钛矿晶格中的特点,提出了一种构筑氧化物修饰的纳米双金属催化剂团簇的新构想。以担载于大比表面积SiO_2上的钙钛矿型复合氧化物La_(1-y)Ce_yCo_(0.87)Pt_(0.13)O_3/SiO_2作为前驱体,将La、Ce、Co和Pt多种金属离子均匀混合并限域于PTO晶粒中,还原后得到Pt-Co/La-Ce-O/SiO_2催化剂;通过氮气吸附-脱附、XRD、H2-TPR和TEM等手段对Pt-Co/La-Ce-O/SiO_2催化剂进行了表征,考察了其对CO氧化的催化性能,研究了构效关系。结果发现,La-Ce-O-Pt-Co构成了纳米团簇,担载于SiO_2表面,形成了Pt-Co纳米双金属颗粒; Co修饰Pt提高了其催化活性,而添加Ce进一步改善了其催化性能。当Ce含量(y)为0.2时,催化剂La_(0.8)Ce_(0.2)Co_(0.87)Pt_(0.13)O_3/SiO_2的活性最佳,在120℃下即可实现CO完全转化,且在含体积分数15%H_2O及12.5%CO_2的气氛中仍具有较好的催化性能。稳定性测试表明,所制得的Pt-Co/La-Ce-O/SiO_2催化剂具有良好的稳定性和抗烧结性能。     

LaFeO3催化剂在木质素湿法氧化合成芳香醛反应中的活性与稳定性

利用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型复合氧化物LaFeO3, 利用X射线衍射、扫描电子显微镜、 X射线光电子能谱和N2吸附等表征手段考察了所制备样品的结构、形貌、表面物种和比表面积,并将其作为催化剂用于木质素湿法氧化合成芳香醛的反应中. 结果表明,该催化剂具有较高的活性和稳定性. 在适当的反应条件下, LaFeO3催化剂能显著提高木质素的转化率以及各芳香醛的产率,紫丁香醛的产率提高幅度大于香草醛和对羟基苯甲醛,紫丁香醛的最大产率是无催化剂反应时的1.85倍. 催化剂连续使用5次后仍能保持较高的活性,且体相结构没有发生明显的变化.     

CO2 Reforming of CH4 over Nickel and Cobalt Catalysts Prepared from La—Based Perovskite Precursors

Four perovskite-type complex oxides (LaNiO3, La2NiO4, LaCoO3 and La2CoO4) were successfully prepared using two sol-gel methods, the Pechini method (PC) and the citric acid complexing method (CC). The catalysts were characterized by XRD and TPR. After reduction, the activity of the catalysts in the CO2 reforming of methane was tested. Ni-based catalysts from La2NiO4 precursors were the most active and stable catalyst after calcination above 850 癈, which gave a methane conversion of 0.025 mmol/(g-s) for those prepared by the PC method and 0.020 mmol/(g-s) by the CC method. It was proposed that the well-defined structure and lower reducibility is responsible for the unusual catalytic behavior observed over the pre-reduced La2NiO4 catalyst.     

SOLID STATE CHEMISTRY OF La_(1-x)Li_(x)MnO_3 AND RELATED COMPOUND

A series of perovskite type oxides La_(1-x)A_(x)MnO_3(x=0.1 for A=Li,Na,K;x=0.1～0.5 for A=Li)have been prepared by impregnation.Experimental results showed that the substitution of La~(3 ) by Li~ inLaMnO_(3 ?) greatly increased the selectivity to ethane and ethylene for theoxidative coupling of methane.Temperature-programmed desorption of oxygenproved the presence of oxygen vacancies in the oxide lattice.The higher Mn~(4 )/Mn_t ratio in oxide made the formation of oxygen vacancies easier on the oxidesurface.The general formula of the oxides is La_(1-x)Li_(x)Mn＇V＇_(y)O_(3-y),V=vacancy.