钙钛矿型La1-xCaxMnO3 δ催化剂制备及其甲烷催化燃烧性能研究

采用柠檬酸络合法制备了系列La1-xCaxMnO3+δ（x=0, 0.03, 0.05, 0.07, 0.1, 0.15, 0.2）催化剂，采用低温N2物理吸附，氢程序升温还原（H2-TPR）、氧程序升温脱附（O2-TPD），X-射线衍射（XRD）和X-射线光电子能谱（XPS）研究了其物理化学性质，并考察了甲烷催化燃烧活性。结果表明，当Ca摩尔掺杂量为0.1时，催化活性最好。XRD和BET表征结果表明Ca可以进入钙钛矿结构中，Ca掺杂对催化剂的比表面积无显著影响。H2-TPR 和XPS表征结果表明Ca掺杂增加了Mn4+的含量。O2-TPD表征结果表明适量Ca掺杂可以降低晶格氧脱出温度。Mn4+具有较强氧化性，因此提高了催化活性，但随着Ca掺杂量增加，催化剂表面吸附氧含量有所减少，表明气相中氧难以迅速补充消耗的晶格氧，Ca掺杂量继续增加又会使催化活性有所下降。依据反应机理，Ca掺杂一方面可以促进Mn4+含量增加，有利于催化活性；另一方面会使催化剂表面吸附氧含量有所下降，降低了催化活性。