包頭混合輕稀土催化材料的制備及催化性能研究.pdf

1、本文用改進(jìn)沉淀法制備了包頭稀土催化劑，通過(guò)摻雜Y、Dy、Tb和Mn對(duì)該催化劑進(jìn)行改性處理。用X衍射儀、激光粒度儀、比表面積測(cè)試儀、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡等手段對(duì)所制備催化劑進(jìn)行了表征，并利用密度泛函的方法對(duì)催化劑摻雜前后進(jìn)行了機(jī)理計(jì)算。 通過(guò)測(cè)定催化劑的比表面積，研究了沉淀劑的濃度、稀土硝酸鹽濃度、反應(yīng)溫度、滴加速度及攪拌速度等沉淀?xiàng)l件對(duì)催化劑比表面積的影響，找出了制備該催化劑的最佳工藝條件。利用DTA/TG對(duì)催化劑樣品

2、前驅(qū)體的熱分解行為進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，結(jié)果表明其前驅(qū)體熱分解反應(yīng)符合D3模型，活化能為62.939kJ·mol-1，指前因子A=1.184×103S-1，動(dòng)力學(xué)方程為：da/dt=1.776×103exp[-62.939×103/(RT)]·(1-a)2/3[1-(1-a)1/3]-1。 由X射線衍射圖譜看出，摻雜改性前后包頭稀土催化劑基本屬于立方晶系，螢石結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)比表面積、粒度及透射電鏡照片分析，未摻雜改性的顆粒內(nèi)部分布大量

3、空隙，隨焙燒溫度增加，內(nèi)部空隙消失，顆粒大小有所增大，比表面積減小；摻雜Y、Dy、和Tb后粒度變小，比表面積增大，抗高溫老化性能，提高，H2-TPR還原溫度向低溫方向移動(dòng)，但摻雜Mn元素后，抗老化性能不好，催化性能改善不明顯。 依據(jù)平面波展開(kāi)的第一性原理贗勢(shì)法，研究了包頭稀土催化劑摻雜前后的電子結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明Zr摻雜LaCePrO后在高能帶中出現(xiàn)大量由Zr3d和O2p貢獻(xiàn)的自由載流子電子，增加了Ce離子變價(jià)的幾率，改善了催化環(huán)境