资源描述：
《2 钙钛矿型催化剂催化氧化碳黑活性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、◇高教论述◇2011年第09期钙钛矿型催化剂催化氧化碳黑的活性分析单文娟杨佳丽杨利花（辽宁师范大学化学化工学院功能材料所辽宁大连116029）【摘要】用柠檬酸配位燃烧法合成了La0.5K0.5BO3和La2-xKxCuO4系列钙钛矿氧化物催化剂，使用X射线粉末衍射（XRD）方法对催化剂结构进行表征，通过TG-DTA技术对这些催化剂对碳黑燃烧反应的活性评价。结果表明，钙钛矿B位金属元素不同或A位元素被部分取代后，催化剂仍然保持了完整的钙钛矿复合氧化物结构，这些催化剂对消除柴油机尾气中的碳黑颗粒具有良好的活性。当钙钛矿B位金属为Cu时，催化剂的活性最高。其中改变A位被
2、K取代的值时催化剂活性也有所改变，当x值为0.5时活性最高。【关键词】钙钛矿；催化剂；铜；钾；碳黑0.引言2.1La0.5K0.5BO3(B=Cu,Co,Mn,Ni)催化剂的XRD结果虽然柴油机具有良好的燃油经济性，但其排放的颗粒物浓度高，图1是La0.5K0.5BO3(B=Cu,Co,Mn,Ni)系列催化剂XRD谱图。从图中粒径小，污染范围广，富含多环芳烃等有机物[1-2]。碳黑中含有多环芳烃可看出当B=Co,Mn,Ni时催化剂都形成了ABO3钙钛矿型结构，等致癌物质，对人类健康危害极大。这些缺点限制了柴油机的推广应La0.5K0.5BO3催化剂中在12.5°和
3、25.2°周围有两个附加峰不属于钙钛矿结用。用过滤器收集碳黑颗粒使碳黑转化为CO2是减少其污染环境的有构，通过标准峰JCPDS16-0205比较它们可能归属于K2Mn4O8的生成效方法。但是碳黑颗粒在过滤器上的过度积累容易堵塞过滤器[3]。碳黑[10]。La0.5K0.5BO3图中在37°和66°周围有微弱的峰出现，根据JCPDS79-1970生成[11]，此系列催化剂都具有钙钛矿在没有催化剂存在的空气中燃烧温度在550-600℃，在实际情况下，文件对比说明有少量的Co3O4柴油机燃烧温度范围在200-400℃[4]，因此需要一种高活性的催化剂结构。La0.5K0
4、.5BO3中没有杂峰。而B位离子为Cu时，在本实验条件下合来降低碳黑颗粒的燃烧温度，使过滤器上的碳黑颗粒被氧化除去而再成的复合氧化物形成的是K2NiF4-type结构，其中La-Cu-0氧化物的主生。要物相为La2Cu04，Cu主要以+2价离子形式存在。通过与JCPDS79-近年来的研究表明，钙钛矿型[5,7]及尖晶石型[8,9]等复合氧化物可以0910标准文件对比得到在35.5°和38.7°有两个杂峰不属于此结构，与同时消除柴油机尾气中碳黑颗粒和NOx。在钙钛矿复合氧化物JCPDS01-1117标准文件对比表明其中有少量CuO存在。（ABO3）催化剂中，B位离子
5、直接起氧化还原和催化作用，而A位离子主要起到骨架和稳定作用。但可以通过A位离子的部分取代以调整B位离子的价态和氧化还原性，进而改善催化剂的性能。本文分别以Ni+部分取代A位La3+，采用，Mn，Cu，Co四种金属为B位离子，低价K柠檬酸络合法制备了La0.5K0.5BO3系列钙钛矿复合金属氧化物催化剂，优化B位离子，选定B位离子为Cu元素，改变A位K+取代量制备了催化剂La1-xKxCuO3(x=0.1,0.5,0.9)，并考察了两系列催化剂对碳黑燃烧的催化性能及K含量的变化对催化活性的影响。1.实验方法1.1催化剂的制备采用柠檬酸络合燃烧法制备两个系列样品La0
6、.5K0.5BO3(B=Cu,Co,Mn,Ni)和LaKCuO（x=0.75，0.25，0.5，0.9，0.1），按化学计量比准确称图1La0.5K0.5BO3(B=Cu,Co,Mn,Ni)催化剂的XRD图。2-xx4量一系列金属硝酸盐，分别将每组药品用去离子水溶解，形成无色透Fig.1XRDanalysisofthecatalystsLa0.5K0.5BO3(B=Cu,Co,Mn,Ni)明溶液。按照硝酸盐混合液中金属离子总摩尔数与柠檬酸分子摩尔数2.2La-K-B-O催化剂的活性测试结果之比为1：2，溶于溶液中，将溶液在磁力搅拌器上剧烈搅拌并加热，控La0.5K
7、0.5BO3系列催化对碳黑燃烧通过热重法检测，经归一化处理制温度在80-90℃。当溶液变稠将磁子取出，用玻璃棒搅拌至干，将固所得到的碳黑转化表1。表1给出了T10、T50、T90和△T特征温度。由表体转移到坩埚中，在马弗炉中焙烧，在800℃烧4小时。1可以看到在没有催化剂存在的情况下碳黑燃烧的起始温度和结束温度分别为515℃和603℃。而此系列钙钛矿催化剂使碳黑的燃烧温1.2催化剂表征度都有所下降，表明它们都具有催化碳黑燃烧的活性。其中B位为CuX射线衍射（XRD）实验在BrukerAXS公司生产的D8AdvanceX射的催化剂使碳黑燃烧温度降低最多，起始温度和结
8、束温度可以
