鑭錳鈣鈦礦型催化劑的制備及其催化甲烷燃燒性能的研究.pdf

1、甲烷催化燃燒技術能夠實現甲烷在較低溫下與氧氣發(fā)生反應生成CO2、 H2O并放出能量，既能提高甲烷利用效率，還能解決甲烷以傳統(tǒng)方式燃燒時的環(huán)境污染問題。LaMnO3+δ鈣鈦礦型催化劑在低濃度甲烷催化燃燒的應用中表現出了良好的活性和穩(wěn)定性。本文以LaMnO3+δ作為研究對象，考察了制備方法、焙燒溫度、檸檬酸用量以及Ca、Sr摻雜于A位時對催化劑的結構及其催化低濃度甲烷(1vol％)燃燒性能的影響，并用BET、XRD、H2—TPR、O2—TP

2、D、XPS對催化劑進行了表征。
　　1、研究了沉淀法、共沉淀法和檸檬酸絡合法對LaMnO3+δ鈣鈦礦型催化劑催化甲烷燃燒性能的影響。檸檬酸絡合法制備的催化劑具有晶相均一，比表面積大，鈣鈦礦結構穩(wěn)定等優(yōu)點，且其催化甲烷燃燒活性最好。在制備鑭錳鈣鈦礦型催化劑時，檸檬酸絡合法要優(yōu)于沉淀法和共沉淀法。
　　2、采用檸檬酸絡合法制備了LaMnO3+δ鈣鈦礦型催化劑，考察了焙燒溫度對催化劑的結構及其甲烷催化燃燒性能的影響。結果表明焙燒溫

3、度增加，催化劑中Mn4+含量增加，非化學計量比氧的含量相對減少，焙燒溫度增加有利于提高催化劑的熱穩(wěn)定性，焙燒溫度不大于700℃時，催化劑基本沒有燒結，當焙燒溫度大于700℃后，催化劑會發(fā)生一定程度的燒結。當焙燒溫度為700℃時催化劑催化甲烷燃燒活性最好，所以，檸檬酸絡合法制備鑭錳鈣鈦礦型催化劑時，700℃是最佳的焙燒溫度。
　　3、采用檸檬酸絡合法制備了LaMnO3+δ鈣鈦礦型催化劑，考擦了檸檬酸用量對催化劑的結構及其甲烷催化燃燒

4、性能的影響。結果表明檸檬酸用量的增加，催化劑的比表面積先下降然后再增加，催化劑的平均粒徑先增大，然后又減小，且隨著檸檬酸用量的增加催化劑的鈣鈦礦晶相的特征衍射峰在減弱，當檸檬酸用量大于等于1.5時，所制備的催化劑有雜相La2O3生成。當檸檬酸用量為1.25時所制備的鑭錳鈣鈦礦型催化劑晶相均一，結構比較穩(wěn)定，且催化甲烷燃燒活性最好，所以，檸檬酸絡合法制備鑭錳鈣鈦礦型催化劑時，檸檬酸最佳用量為1.25。
　　4、采用檸檬酸絡合法，70

5、0℃焙燒制備Ca、Sr摻雜的鑭錳鈣鈦礦型催化劑。當Ca、Sr的摩爾摻雜量不大于0.2時，Ca和Sr都可以摻雜進入鑭錳鈣鈦礦型催化劑的A位，并制得單一晶相的La1-xMxMnO3+δ(M=Ca，Sr)鈣鈦礦型催化劑，Ca、Sr的摻雜都能提高催化劑的活性。Ca的摩爾摻雜量為0.1時，制得的鑭錳鈣鈦礦型催化劑催化甲烷燃燒的活性最高，其T50和T90分別為467.2℃和586.9℃，Sr的最佳摩爾摻雜量為0.05，即當Sr的摻雜量為0.05時制