负载型镧锰钙钛矿催化剂上甲烷催化燃烧的研究

研究了甲烷在负载型镧锰钙钛矿催化剂(LCFM／α-Al2O3)上的低温催化燃烧反应．考察了制备方法、焙烧温度列催化剂结构和活性的影响．并进行了100h稳定性实验．实验结果表明用浸渍法、焙烧温度高于800℃就能在载体上生成良好的钙钛矿结构，催化剂具有较低的起燃温度并且在高温条件下具有与非负载型镧锰钙钛矿催化剂相当的活性；100h稳定性实验表明LCFM／a-Al2O3催化剂经历了100h．800℃的连续高温燃烧反应，催化剂仍保持了原有结构和催化活性．并且没有明显积碳．     

钙钛矿型La0.8Sr0.2FeO3中的晶格氧用于甲烷选择氧化取合成气

用自燃烧法制备了钙钛矿型La0.8Sr0.2FeO3催化剂。用H2－TPR考察了催化剂表面的氧消耗过程，用程序升温表面反应（TPSR）研究了甲烷与催化剂表面氧物种的反应，用在线质谱脉冲反应和甲烷／氧切换反应研究了催化剂的晶格氧选择氧化甲烷制合成气。结果表明，催化剂上存在两种氧物种，无气相氧存在时，强氧化性氧物种首先将甲烷氧化为CO2和H2O；而后提供的氧化性较弱的晶格氧具有良好的甲烷部分氧化选择性，可将甲烷氧化为合成气CO和H2（选择性可达95％以上）。在900℃一的CH4／O2切换反应结果表明，甲烷能与La0.8Sr0.2FeO3中的晶格氧反应选择性地生成CO和H2，失去晶格氧的La0.8Sr0.2FeO3能与气相氧反应恢复其晶格氧。在合适的反应条件下，用La0.8Sr0.2FeO3催化剂的晶格氧化替分子氧按Redox模式实现甲烷选择氧化制合成气是可能的。     

La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3钙钛矿复合氧化物的柠檬酸盐法合成与导电性能

采用柠檬酸盐法合成出La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3钙钛矿复合氧化物超细粉料,考查了各种影响溶胶与凝胶的形成以及合成粉料晶体结构与颗粒形态的因素,并确定了最佳的合成条件。研究了烧成温度对La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3电导率的影响,发现1200℃是最合适的烧成温度。研究结果表明,在室温～900℃范围内,样品的电导率在600℃附近出现峰值(～103S·cm-1),在低温段样品的导电行为符合小极化子导电机制,不同烧成温度的样品的导电活化能基本一致(5.31～5.79kJ·mol-1)。与常规固相合成法相比,柠檬酸盐法合成的La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3具有更高的烧结活性和电导率。     

制备条件对Ru/Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_2催化剂上CO_2甲烷化反应性能的影响

采用均相法制得Ce0.8Zr0.2O2载体,并以其为载体等体积浸渍制得一系列负载型Ru催化剂。在0.1 MPa、GHSV为10000 h-1、H2/CO2为3.5(物质的量比)的条件下,对催化剂进行评价。借助TG-DSC、BET、H2-TPR等技术对所制备的载体和催化剂进行表征,结果表明,500℃焙烧的载体具有适中的比表面积和孔径并形成了Ce-Zr固溶体,与载体形成弱相互作用的Ru能够显著提高催化剂的活性,适宜的还原方式能促进活性组分的均匀分布。采用500℃焙烧的载体浸渍Ru Cl3溶液,干燥后在400℃焙烧,并使用水合肼和H2两次还原后的催化剂活性最高,在290℃时,H2转化率可达到93.57%。     

大比表面积La0.8Sr0.2CoO3的制备及甲烷催化燃烧性能研究

采用丙氨酸溶液燃烧法、丙烯酰胺-丙氨酸法、丙烯酰胺-氨基乙酸法和环氧丙烷法制备了大比表面积钙钛矿型La0.8Sr0.2CoO3复合氧化物,研究了制备方法对复合氧化物结构和性能的影响,考察了其CH4催化燃烧活性,并运用XRD,FI-TR,BET,TPR等进行了表征. 结果表明,制备方法对复合氧化物的性能有较大的影响,其中以丙氨酸溶液燃烧法制备的复合氧化物的比表面积较大(20.31 m2·g-1)和催化燃烧活性较好(T50和T100分别为470和550 ℃). 表征结果表明,该法所制复合氧化物的平均晶粒度较小,表面和氧空穴处的化学吸附氧更容易移动,表观活化能较低,这均有利于催化活性的提高.     

钙钛矿型复合氧化物在甲烷部分氧化反应中催化性能的研究

自 1 990年以来 ,由甲烷部分氧化制合成气 ( POM)的反应作为对传统甲烷水蒸气重整反应的一个重大改进而受到高度重视 [1] .目前 ,在 POM反应中 ,研究较多的催化剂体系大致可分为贵金属 ( Pt,Pd,Rh,Ru及 Ir) [2 ,3] 以及以 Ni和 Co为主的 B族过渡金属催化剂[4～ 6 ] .最近 ,Hayakawa等 [7,8] 报道了具有钙钛矿结构的复合氧化物 Ca1- x Srx Ti1- y My O3-δ( M=Cr,Fe,Co或 Ni)在甲烷部分氧化制合成气反应中具有一定的催化活性 .本文以本组开发的钙钛矿型复合氧化物 Ba0 .5Sr0 .5Co0 .8Fe0 .2 O3-δ(简称BSCFO)和 Ba0 .5Sr0 .5…     

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。     

Fe2O3/YSZ-γ-Al2O3催化剂在甲烷催化燃烧中的催化性能研究

以Fe2O3为活性组分，γ-Al2O3，ZrO2-γ—Al2O3及YSZ—γ—Al2O3(YSZ是用Y2O3稳定ZrO2的催化剂载体)为载体，制备了3种甲烷燃烧催化剂．其中以YSZ—γ—Al2O3为载体的催化剂催化性能最好．XPS检测发现．ZrO2和Y2O3的存在可以增加和稳定Fe2O3的表面浓度，同时也可减弱Fe2O3与γ—Al2O3之间的相互作用．Fe2O3质量分数为10％的Fe2O3／YSZ—γ—Al2O3催化剂具有最佳的催化活性．XRD测试结果表明．该催化剂的活性与Fe2O3在载体上的分散状况有关．     

负载型La0.8Sr0.2MnO3燃烧催化剂的载体效应

Combustion catalysts La0.8Sr0.2MnO3 supported on γ-Al2O3, α-Al2O3, cordierite (2MgO•2Al2O3•5SiO2) and ZrO2 were compared. Further investigation was focused on LSM/ γ-Al2O3 catalyst. It was observed that LSM/γ－Al2O3 catalyst loaded with 20% (mass fraction) LSM (La0.8Sr0.2MnO3 or corresponding oxides), heated at 750℃ or above, perovskite-type oxides were found by XRD examination, whereas, the same catalyst loaded with 10% or less LSM, perovskite oxides were absent, calcination temperature about 750℃ is necessary for the formation of perovskite structure in LSM/γ-Al2O3 catalysts. High activity of complete oxidation of xylen will be obtained when perovskite-type oxides.
Investigation of TPR showed that neat LSM or LSM/γ-Al2O3(20%) was reduced by H2-N2 mixed gas. Two degradation processes took place. In the first, reduced temperature peak was about 350 - 450℃. If reduction ended at 400℃, perovskite structure was retained, which may be due to the reduction of Mn3+to Mn2+ on the surface of LSM only. In the second process, perovskite structure was destroied, and La2O3, Mn2O3, Mn - Sr - O oxides could be obtained, which took place in the temperature range 685 - 750℃ and ended at 800℃. This was proved by TPR experiments (Fig. 3, 5) and XRD patterns (Fig. 4)
Catalysts LSM/γ-Al2O3(10% or 20%) heated at 500℃ have only one TPR peak, i. e. lower temperature peak. This is due to the absence of perovskite-type oxides in the catalysts. However, neat LSM or LSM/γ-Al2O3(20%) heated 750℃ or above, not only the first low temperature TPR peak but also the second peak, which is contributed by the perovskite-type oxides in these catalysts appeared. Therefore, the second TPR peak, i. e. the higher temperatue peak is a characteristic peak for perovskite-type oxides in the reduced process. When LSM/ γ-Al2O3 (10%) catalys is heated at 750℃, no perovskite-type oxides were detected by XRD, and the second reduction peak was absent also in TPR process. \
The order of the second reduction peak temperature(characteristic peak of perovskite - type ox- ides) is: neat LSM(750℃）> LSM/γ-Al2O3 20% (685-698℃) -deposited LSM/γ-Al2O3 (698℃) > LSM/γ-Al2O3 15% (677 - 680℃) >(LSM/γ-AL2O3 10% 620 - 630℃, for Mn - Al - O medium oxides on surface). It is correleted with the increasing of the effect of support sequentially.
When LSM/γ-Al2O3 catalysts were heated at 900℃, more stable phase, spinel MnAl2O4 appeared, which could be proved by TPR of model catalyst MnAl2O4/γ-Al2O3.     

无气相氧条件下La0.8Sr0.2Fe0.9Co0.1O3钙钛矿氧化物的氧物种直接氧化甲烷

以La0.8Sr0.2Fe0.9CO0.1O3钙钛矿氧化物作氧载体,采用连续流动反应和连续顺序Redox反应考察了氧物种氧化甲烷的反应性能.结果表明,连续流动反应中La0.8Sr0.2Fe0.9CO0.1O3氧化物的氧物种能选择氧化甲烷生成合成气.在适宜的再氧化条件下,通过连续顺序Redox反应实现了La0.8Sr0.2Fe0.9CO0.1O3氧化物的氧物种氧化甲烷连续生成合成气,消耗的氧物种可通过与气相氧反应而得到补充.但随着Redox反应的进行,氧化物的持续供氧性能下降,钙钛矿结构被破坏.     

Catalytic Oxidation of NO over La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3 Perovskite

Catalytic oxidation of NO by O2 over La0.8Sr0.2MnO3 was tested in a tubular reactor.The reaction temperature ranged from 373 to 473 K,space time from 0.090 to 0.720 s,inlet NO concentration from 300 to 2000μL/L, and O2 volume fraction from 3%to 9%.The steady-state conversion of NO was increased significantly with increasing reaction temperature and the space time,slightly with increasing the O2 concentration but decreased with increasing the inlet NO concentration at a lower temperature.Under the conditions of 0.720 s space time,500μL/L NO concentration, 5%O2 volume fraction and 473 K,NO conversion reached 90%.A kinetic model including a network of 12 elementary reactions with the desorption of NO2 as the rate-limiting step is established and fits the experimental data well.The activation energy of NO2 desorption from the catalyst surface is determined to be 101 kJ/mol.     

Partial Oxidation of Methane Over the Perovskite Oxides

Introduction The conversion of methane to syngas is a very appealing route for the conversion of the large reserves of natural gas1, from which a wide variety of valuable hydrocarbons and oxygenates, such as methanol and formaldehyde, can be synthesized. A great research effort is presently being carried out on the catalytic partial oxidation of methane to syngas2. In the present work, two oxides with the perovskite structure, Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3- and Ba0.5Sr0.5Co0.8Ti0.2O3-?were sys…     

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℃。     

有机燃料对合成大比表面积La0．8Sr0．2CoO3性能的影响

采用溶液燃烧合成法(solution com bustion synthesis,简称SCS)制备了La0.8Sr0.2CoO3钙钛矿复合氧化物,考察了丙氨酸、氨基乙酸和丙三醇等有机燃料对催化剂结构和CH4催化燃烧活性的影响,并运用XRD、FI-TR、BET、TPR等技术进行了表征。结果表明,不同有机燃料所制La0.8Sr0.2CoO3复合氧化物均具有较大比表面积,有机燃料对催化剂的结构和性能有较大的影响,其中以丙氨酸有机燃料制备的复合氧化物活性最好,其T50和T100分别为470℃和550℃。该法所制La0.8Sr0.2CoO3复合氧化物的平均晶粒度较小,比表面积和晶格畸变率较大,表面和氧空穴处的化学吸附氧较易移动,表观活化能较低。     

LaAl1-xFexO3/Al2O3/FeCrAl催化剂的制备及其对甲烷燃烧的催化性能

 以FeCrAl合金薄片为载体,以LaAl1-xFexO3为活性组分,以Al2O3为过渡层,制备了LaAl1-xFexO3/Al2O3/FeCrAl金属基整体式催化剂,并用XRD和SEM等方法对催化剂的物相和形貌进行了表征,对催化剂上甲烷催化燃烧活性进行了评价. 结果表明,催化剂物相中有LaAl1-xFexO3型钙钛矿及 α-Al2O3 和 γ-Al2O3; 催化剂的颗粒小于2 μm, 并且颗粒的尺寸及形貌与LaAl1-xFexO3中的Fe/Al摩尔比有关; 催化剂样品对甲烷催化燃烧活性的大小顺序为LaAl0.3Fe0.7O3/Al2O3/FeCrAl＞LaFeO3/Al2O3/FeCrAl＞LaAl0.5Fe0.5O3/Al2O3/FeCrAl＞LaAl0.7Fe0.3O3/Al2O3/FeCrAl＞LaAlO3/Al2O3/FeCrAl.     

锂离子蓄电池正极材料LiNi0.8 Co0.2 O2的制备及其电化学性能

用高温固相反应和氧化还原溶胶凝胶法制备了锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2,并对其进行了电化学性能考察。结果显示,氧化还原溶胶凝胶法制备的锂离子电池正极材料的综合性能较高温固相法好。     

负载型La0.8Sr0.2MnO3燃烧催化剂的载体效应

用浸渍法制备负载型Ｌａ_（０．８）Ｓｒ_（０．２）Ｍｎｏ_３燃烧催化剂,比较了γ－ＡＩ_２Ｏ_３、α－ＡＩ_２Ｏ_３、堇青石（２ＭｇＯ·２Ａｌ_２Ｏ_３、５ＳｉＯ_２）和ＺｒＯ_2四种载体的负载效果．用ＸＲＤ,ＤＰＲ着重研究了γ－Ａｌ_２Ｏ_３载体上由于负载量不同、焙烧温度不同引起的催化剂物相变化和二甲苯完全氧化的催化活性变化．