钙钛石型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)催化性能的研究——Ⅱ.催化剂中的活性氧种及其反应性能

用XPS、TPR和同位素交换等技术,研究了钙钛石型催化剂La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)中的活性氧种及其反应性能。在考虑晶格缺陷的基础上,认为以弱键和钙钛石中氧空位给合的α氧是这个催化体系中的活性氧种。当x值自0变化至1时,α氧量增加;当x>0.4时,α氧的反应性下降。在x<0.4的范围内,催化活性取决于α氧的浓度,而在x≥0.4的范围内,催化活性取决于α氧的反应性。此外,催化活性还同该体系分解气相氧的能力有关。     

钙钛石型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)催化性能的研究——Ⅲ.Fe离子的状态及其对催化活性的影响

用Mossbauer,IR等技术及对样品磁化率与电导率的测量,研究了钙钛石型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)体系中,活性金属铁离子在改变x时的价态和配位环境的变化及其对催化活性的影响。发现催化剂在0≤x<0.5～0.7范围内,其Fe—O键的相互作用较强,催化活性主要由催化剂的表面化学所控制;在0.7≤x≤1.0范围内,催化剂中Fe-O键相互作用减弱,氧空位出现有序化,在这一范围内,催化活性主要由催化剂的体相化学控制。     

纳米钙钛矿型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)晶格氧与催化甲烷完全氧化性能研究

纳米钙钛矿型复合氧化物Ｌａ１－ｘＳｒｘＦｅＯ３－λ晶格氧与催化甲烷完全氧化性能研究１）钟子宜２）陈立刚颜其洁３）傅献彩（南京大学化学系南京２１００９３）关键词钠米氧化物钙钛矿型复合氧化物甲烷完全氧化氧物种我们在前文［１］曾报导纳米钙钛矿型复合氧化物Ｌ...     

La_(1-x)Sr_xFeO_3光催化降解水溶性染料

用柠檬酸法合成了钙钛矿型复合氧化物 La Fe O3,并按不同比例进行掺杂 ,制备了L a1-x Srx Fe O3( x=0 .0 1、0 .0 2、0 .0 3、0 .0 4、0 .0 5) .以荧光汞灯为光源测定了样品对不同染料的光催化降解活性 ,根据红外、紫外、光声光谱等技术对催化剂的分析结果 ,讨论了光催化性能及掺杂Sr2 对其活性的影响 ,结果表明 ,掺杂后 L a Fe O3的光催化活性明显提高     

钙钛石型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)催化性能的研究——Ⅰ.固体结构以及缺陷性质与催化性能的关系

本文根据X光结构分析,发现La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)当x自0变化至1时,样品晶格中均存在氧的无序缺陷,随着Sr~(2+)的掺入,样品晶格发生畸变,进而有晶型上的变化。TG研究表明,x>0.5的样品在高温下有大量晶格氧逸出。对于La_(1-x)(Ca,Sr)_xMO_(3±λ)(M=Mn,Fe,Co)三个体系的实验结果进行对比后认为,固体缺陷的产生受几何因素的影响,催化剂的活性与氧缺陷浓度及有序化程度有关。     

在镍系钙钛石型催化剂上的氨氧化 Ⅰ.催化剂La_(1-x)Sr_xNiO_(3-λ)的结构与催化性能

研究了La_(1-x)Sr_xNiO_(3-λ)(0≤x≤1)系列催化剂的固态性质与催化氨氧化反应性能的关系。发现在LaNiO_3中掺入Sr~(2+),在x≤0.3的范围内,催化剂保持钙钛石结构不变,但晶格发生了较大的畸变,氧空位有序化程度提高;在X>0.3的范围内,钙钛石结构逐步被破坏,出现La_2NiO_4相。此系列催化剂用于氨氧化反应,Ni~(3+)是主要的活性离子,O~-或O_2~(2-)离子为主要活性氧种,反应遵循Redox机理。     

La_(1-x)Ce_xFeO_3钙钛石的制备及高变催化反应性能

根据变换反应机理及钙钛石型化合物的结构特征 ,对La1-xCexFeO3钙钛石无铬高变催化剂进行了设计和制备。DTA和XRD结果表明 :采用机械混合热分解法 ,La1-xCexFeO3钙钛石可在 730～ 76 0℃时生成。活性评价及耐热实验结果表明 :当x≤ 0 5时 ,La1-xCexFeO3(.K)具有较高的热稳定性 ;当x >0 5时 ,在高温变换反应条件下 ,La1-xCexFeO3(.K)将部分或全部转化为铈氧化物和铁氧化物 ,并使催化活性显著降低 ;对于x =0 5的情况 ,在 5 30℃时 ,CO的变换率可高达 6 8%。助剂钾能显著提高低温变换活性 ,同时使高温活性略有降低 ,但对热稳定性几乎没有影响。La0 .5Ce0 .5FeO3(.K)是有开发前景的无铬高变催化剂。     

在镍系钙钛石型催化剂上的氨氧化 Ⅰ.催化剂La_(1-1.333x)Th_xNiO_(3-λ)的结构与催化性能

研究了La_(1-1·333X)Th_XNiO_(3-λ)(0≤x≤0.75)催化剂的固态性质与催化氢氧化性能的关系。发现在LaNiO_3中掺入Th~(4+)能形成阳离子空位,稳定体系中Ni~(3+)浓度和降低氧空位的有序化程度,从而提高了催化剂的NO选择性。氨氧化制硝酸的主要活性氧种可能是定位在氧空位上的O~-离子。催化机理遵从Redox机理,阳离子空位的形成有利于Redox过程的进行。     

钙钛石型催化剂Ca_xLa_(1-x)MnO_(3 λ)中的缺陷及其在氨氧化中的作用

本文根据X-光结构分析,Ca_xLa_1-_xMnO_(3 λ)当x值自0变化至1时,样品的晶体结构并不改变,均成钙钛石型;非计量氧(λ值)以及Mn~(4 )含量均为x值的函数.ESR-分析说明,变更钙钛石晶格中A离子的取代数x值,可以同时调整B离子的价态,从而改变催化剂化学吸附氧的能力,达到提高催化剂活性的目的.根据实验结果,从固体的缺陷理论出发,对可能形成的缺陷类型作了理论上的分析,提出反应的活性种——O_2~-O~-系由氧阴离子缺陷和氧分子反应生成的假设,并得到了表面电子能谱数据的支持.在此基础上,讨论了氨在这类催化剂上的反应机理。     

La1-xCexFeO3钙钛石高变催化剂的XPS研究

采用X射线电子能谱(XPS)实验技术，对具有钙钛石结构的稀土铁复合氧化物高变催化剂进行了研究。结果表明：在La1-xCsxFeO3钙钛石结构中，铈的价态为正四，镧的价态为正三，而铁为正二、正三混合价态，三价铁和二价铁的摩尔比与稀土镧铈的摩尔比具有很好的一致性；在钙钛石ABO3结构中，A位镧、铈能有效控制B位铁的价态。铁具有混合价态是La1-xCexFeO3催化剂具有较高变换催化活性的主要原因。La1-xCexFeO3表面上存在α吸附氧和β晶格氧两类氧种，随铈含量的增加，表面吸附氧增加。     

甲醇水蒸气重整制氢CuO/La_(1-x)Ce_xCrO_3催化剂

采用溶胶凝胶法制备了负载型CuO/La_(1-x)Ce_xCrO_3催化剂,研究了A位中Ce元素掺杂量对CuO/La_(1-x)Ce_xCrO_3催化剂结构、性质及其催化甲醇水蒸气重整制氢性能的影响。结果表明,掺杂Ce元素影响了CuO的还原性能和钙钛矿载体与CuO之间的作用力,进而影响了CuO/La_(1-x)Ce_xCrO_3催化剂对甲醇水蒸气重整制氢反应的催化性能。其中,CuO/La_(0.8)Ce_(0.2)CrO_3具有较好的催化性能,在280℃、水醇物质的量比为1.2、甲醇气体空速为800 h~(-1)的条件下,甲醇转化率达到100%。     

PREPARATION OF NANOCRYSTALLINE MATERIALS OF PEROVSKITE-TYPE La_(1-x)Sr_xFeO_3 bY USINO GEL OF POLYVINYL ALCOHOL

Precursors of La_(1-x)Sr_xFeO_3(x=0.0,0.1,0.4 and 0.6)nanocrystalline materialswere prepared by the mixed salts dissolved in an aqueous solution ofpolyvinyl alcohol(PVA).XRD,DTA and TEM were used to characterize the samples.Well-nanocrystalline perovskite-type La_(1_x)Sr_xFeO_3 could be synthesized at thetemperatures as low as 400～550℃ for 2h by the calcination of these amorphousprecursors,and the calcination of wet LaFeO_3 gel was investigated at 300℃ forlh and 700℃ for 0.5h.     

用XPS对La_(1-x)Sr_xCoO_3的研究

本文用XPS对La_(1-x)Sr_xCoO_3进行了研究,发现在La_(1-x)Sr_xCoO_3中La 3d_(5/2)的伴峰与主峰之比可以做为La-O共价性的量度。此比值R定义为“共价性因子”。我们利用成键共价性和离子性这个概念解释了La在LaCoO_3中的表面偏析以及锶部分取代镧的位置后,阻止了La_(1-x)Sr_xCoO_3中镧的偏析,并且说明了随x增加钴还原温度升高的原因。     

STUDY OF CATALYTIC BEHAVIOR OF PEROVSKITE-TYPE MIXED OXIDES La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)(Ⅰ)——RELATIONS OF SOLID STRUCTURE AND DEFECT CHARACTER WITH CATALYTIC BEHAVIOR

According to X-ray structure analysis, it was found that there exist oxygen disordered defects in the crystal lattice of the samples without exception as x was changed from 0 to 1 in La_(1-x)Sr_xFeO_(3-x). With the doping of Sr~(2+), the crystal lattice was distorted extremely, even the crystal type varied. The results of TG showed a large amount of lattice oxygen released under high temperatures as x>0.5 in the samples. After comparison between the experiment results of the three systems La_(1-x)(Ca, Sr)_xMO_(3+x) (M=Mn, Fe and Co), it was concluded that the occurrence of solid defects is affected by the geometric factor and the catalytic activity is related to the concentration and the ordering extent of oxygen defects.     

La_(1-x)Ca_xMnO_(3+δ)钙钛矿催化剂制备及其甲烷催化燃烧性能研究

采用柠檬酸配合法制备了系列La1-xCaxMn O3+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.     

纳米晶粒钙钛矿型La_(1-x)Sr_xCoO_3催化剂的制备及其对VOCs催化燃烧的研究

以共沉淀法制备出了纳米晶粒钙钛矿型LaCoO3和La0.8Sr0.2CoO3催化剂,并考察了其对VOCs的催化燃烧性能,实验结果表明该类催化剂对单一VOC和混合VOCs均有很好的催化活性,而La0.8Sr0.2CoO3的催化活性要比LaCoO3的催化活性更好;在混合VOCs催化燃烧的试验中,三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低约40℃,同时催化剂100h稳定性试验和表征结果表明,La1-xSrxCoO3(x=0、0.2)钙钛矿型催化剂有着很好的结构稳定性.     

La_(1-x)Rb_xMnO_3钙钛矿催化剂同时消除NO和碳烟的催化性能

采用溶剂热法制备了La_(1-x)Rb_xM n O_3(x=0、0.1、0.2、0.3)钙钛矿型复合金属氧化物催化剂,通过XRD、FT-IR、SEM、XPS和H_2-TPR等手段对催化剂进行表征,在微型固定床反应器上评价了其同时消除NO和碳烟的催化性能。结果表明,La_(1-x)Rb_xM n O_3催化剂具有单一的钙钛矿结构,样品中Mn物种以Mn~(3+)和Mn~(4+)的形式存在。与LaMn O_3催化剂相比,Rb~+部分取代La~(3+),催化剂体系中形成较多的高价Mn~(4+)和氧空位,其氧化还原性能提高,催化性能得到改善。随着Rb~+取代量的增加,NO转化率升高,碳烟燃烧温度降低。当x=0.3时,La_(0.7)Rb_(0.3)M n O_3催化剂上CO_2浓度峰值温度t_(max)为430℃,CO_2的选择性为99.0%;反应温度为429℃,NO转化率达到最大,为59.7%。