電熱整體催化劑的制備及甲烷催化燃燒性能.pdf

1、催化燃燒較傳統(tǒng)火焰燃燒具有起燃溫度低、燃燒溫和、適應(yīng)甲烷濃度范圍大以及無NOx排放，無二次污染等特點，備受國內(nèi)外關(guān)注。整體催化劑具有的床層壓降低、傳質(zhì)和傳熱效果好等特點，被廣泛應(yīng)用于甲烷催化燃燒。本文針對低濃度甲烷催化燃燒，以FeCrAl合金作為金屬基體，氧化鋁作為過渡涂層，鈣鈦礦為活性組分制備金屬整體催化劑。采用XRD、SEM和BET分析催化劑的晶型，金屬整體催化劑的表面形貌以及分子篩負(fù)載La0.7Sr0.3MnO3后的比表面積。

2、r>　　為提高活性組分負(fù)載量以及粘結(jié)穩(wěn)定性，利用電泳沉積法在金屬基體表面制備了氧化鋁過渡涂層。結(jié)果表明，在沉積電壓15V，沉積時間13 min，聚丙烯酸為6×10-5 ml/ml時，能夠形成均勻的氧化鋁涂層;采用高溫煅燒-水蒸汽法處理金屬基體，異丙醇鋁的濃度為3.2×10-3 mol/L，鋁粉添加量為0.4 wt％，500℃焙燒6h時，所得的氧化鋁涂層與金屬基體連接緊密，超聲時間25 min后，涂層脫落率低于60％。LaxSr1-xMn

3、O3活性組分以及負(fù)載型La0.7Sr0.3MnO3活性組分與沉積過渡涂層的金屬基體具有較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度，當(dāng)超聲時間為25 min時，金屬整體催化劑的脫落率為30.15％和24.38％。
　　制備了一系列A位取代的LaxSr1-xMnO3金屬整體催化劑，結(jié)果表明:不同空速下LaxSr1-xMnO3金屬整體催化劑的甲烷催化燃燒活性與LaxSr1-xMnO3中Sr的取代量有關(guān)。LaxSr1-xMnO3金屬整體催化劑的甲烷催化燃燒活性順序是

4、:La0.7Sr0.3MnO3＞LaMnO3＞La0.9Sr0.1MnO3＞La0.8Sr0.2MnO3，當(dāng)x=0.7時，即La0.7Sr0.3MnO3金屬整體催化劑的甲烷催化燃燒活性最高，T90（甲烷轉(zhuǎn)化率90％的溫度）為642℃。
　　為了提高比表面積，將La0.7Sr0.3MnO3負(fù)載到多孔材料中，得到負(fù)載型鈣鈦礦復(fù)合氧化物。結(jié)果表明，負(fù)載型鈣鈦礦復(fù)合氧化物的比表面積增加;隨著負(fù)載量增加，催化活性提高。當(dāng)載體活性組分負(fù)載量達(dá)

5、到40％時，Ti-MCM41載體負(fù)載活性組分的金屬整體催化劑的T90為617℃，β分子篩負(fù)載活性組分的金屬整體催化劑的T90為635℃，MCM41載體負(fù)載活性組分的金屬整體催化劑的T90為649℃。由于β分子篩的水熱穩(wěn)定性要高于Ti-MCM41分子篩，所以我們選用La0.7 Sr0.3MnO3/β金屬整體催化劑。
　　La0.7Sr0.3MnO3/β金屬整體催化劑及陶瓷載體內(nèi)部涂覆活性組分La0.7Sr0.3MnO3/β的金屬整體