檸檬酸濃度對鈣鈦礦型催化劑結構及其催化性能的影響研究

趙德峻, 王 瑋,吳夢龍, 吳 凱, 鄭建東

(滁州學院 材料與化學工程學院,安徽 滁州 239000)

隨著工業發展,能源大量消耗,能源危機與環境保護成為全球熱點話題。天然氣主要成份為甲烷,其作為一種優質的清潔能源逐漸走進了大眾視野。甲烷化學性質較為穩定,傳統火焰燃燒溫度較高,高溫下會產生大量的 NOx和燃燒不完全的產物,對大氣嚴重污染,而且傳統燃燒有能耗大、低效率的缺點。與傳統燃燒相比,催化燃燒具有較為明顯的優勢,可以降低燃燒溫度,提高能量轉換效率、減少NOx等污染物的排放以及提高反應過程的安全性。改良催化燃燒的核心是尋求具有高熱穩定性和高活性的催化劑[1-2]。

鈣鈦礦的通式為ABO3,通常A位是離子半徑較大的稀土金屬或堿土金屬元素,B位是離子半徑較小的過渡金屬元素,屬于立方晶系化合物。鈣鈦礦結構具有易調節性,A 位或B位陽離子取代是調整鈣鈦礦催化劑催化活性的廣泛采用的策略。景志剛等[3]利用共沉淀法制備了LaFeO3催化劑并探究Co的摻雜對催化劑活性的影響。解亞瓊等[4]利用溶膠凝膠法制備了LaNi1-xCoxO3系列催化劑,研究Co的摻雜對鈣鈦礦LaNiO3催化甲烷燃燒性能的影響。姚儒林等[5]以碳微球為模板制備LaCoxFe1-xO3系列催化劑,結果表明LaCo0.2Fe0.8O3催化甲烷燃燒活性最好。但是,針對考察制備過程來提高鈣鈦礦催化活性的文獻鮮有報道。溶膠凝膠法是一種常見的制備鈣鈦礦型催化劑的方法,具有高純度、低溫反應及反應均勻等優點。王曼等[6-7]將溶膠凝膠法與水熱法聯用起來制備鈣鈦礦型催化劑,與單一采用溶膠凝膠法所制備的催化劑相比,發現催化劑粒徑減少、孔徑分布更多元化、可吸附比表面積更大、催化活性也有所提升。……