介孔鈣鈦礦型復(fù)合氧化物L(fēng)a-Mn-O體系的離子摻雜改性研究.pdf

1、La-Mn-O體系的鈣鈦礦型復(fù)合氧化物具有良好的汽車尾氣催化凈化性能，作為最有希望取代貴金屬的環(huán)保催化材料已受到國(guó)內(nèi)外許多研究者的關(guān)注。然而，傳統(tǒng)的制備方法所得到的催化劑比表面積較小，催化效率偏低，因此如何簡(jiǎn)單有效地制備出大比表面積的鈣鈦礦型催化劑是目前研究的熱點(diǎn)之一。
　　 與其他多孔材料相比，介孔材料不僅孔徑適中，具有較大的比表面積，并且具有較高的水熱穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。本文將介孔結(jié)構(gòu)引入鈣鈦礦型復(fù)合氧化物中，以檸檬酸為絡(luò)合劑

2、、不同硝酸鹽為無(wú)機(jī)源，將氯丙基功能化的SBA-15作為硬模板劑，采用硬模板濕法浸漬溶膠凝膠法制備了La-Mn-O體系的介孔鈣鈦礦型復(fù)合氧化物。此外，在A位摻雜Sr和Ce兩種元素，在B位摻雜Cu和Fe兩種元素，對(duì)催化劑進(jìn)行改性，通過(guò)XRD、SEM、BET、FT-IR等測(cè)試技術(shù)研究摻雜位置、摻雜元素種類、摻雜量對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)、顯微形貌和性能的影響。通過(guò)測(cè)試催化劑對(duì)CO催化轉(zhuǎn)化效率，評(píng)價(jià)催化劑的活性大小，探索摻雜對(duì)催化劑活性的影響。
　

3、　 研究結(jié)果顯示: SBA-15經(jīng)過(guò)氯丙基功能化后具有高度有序的二維六角結(jié)構(gòu)，通過(guò)N2吸附-脫附表征以及BET方程得到其比表面積為810m2/g，孔體積為1.07cm3/g，均大于SBA-15，說(shuō)明經(jīng)過(guò)氯丙基功能化后的SBA-15可以提高后續(xù)生成催化劑的催化性能。Ce和Sr在A位的摻雜都沒有改變催化劑的基本結(jié)構(gòu)，Ce在A位的摻雜能夠形成具有A位離子空穴的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，當(dāng)x=0.1時(shí)，催化活性最高，摻雜量過(guò)大時(shí)，比表面積減小，催化效率降低

4、;Sr在A位的摻雜幾乎沒有雜相生成，當(dāng)摻雜量x=0.2時(shí)，結(jié)晶度最大，催化活性最高，而當(dāng)x＞0.2時(shí)，由于摻雜過(guò)量導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，結(jié)晶度下降，催化活性相對(duì)降低。Fe和Cu在B位的摻雜同樣沒有改變催化劑的結(jié)構(gòu)，F(xiàn)e在B位的摻雜可以使催化活性得到較大程度的提高，且效果遠(yuǎn)勝于A位的摻雜，說(shuō)明B位離子在鈣鈦礦型氧化物催化劑中是活性中心，摻雜量x=0.3時(shí)，樣品的結(jié)晶度最大，催化活性最高，繼續(xù)增加摻雜量，結(jié)晶度有所減小，催化活性也有所降低;Cu在B

5、位的摻雜能夠產(chǎn)生晶格缺陷，提高樣品的催化活性，當(dāng)x=0.1時(shí)，生成的雜相最少，結(jié)晶度最大，樣品對(duì)CO的催化活性最高，比Fe在B位的摻雜效果更好。當(dāng)摻雜量增多時(shí)(x＞0.1)，樣品中的雜相也逐漸增多，催化效率也逐漸降低。
　　 與B位單摻雜Cu的情況相比，B位雙元素?fù)诫s并沒有提高樣品的結(jié)晶度。各種摻雜情況對(duì)CO催化活性順序?yàn)?LaMn0.9Cu0.1O3＞LaMn0.8Fe0.1Cu0.1O3＞LaMn0.9Fe0.1O3＞LaM

6、nO3。這說(shuō)明在摻雜適量的前提下，B位的復(fù)合摻雜并不一定能大幅度提高催化劑的催化活性。A/B位的復(fù)合摻雜研究表明:A位摻雜的Ce和B位摻雜的Cu都進(jìn)入了晶格，形成了單一的鈣鈦礦型氧化物，與B位單摻雜Cu有所區(qū)別的是直到y(tǒng)=0.4時(shí)，體系才開始出現(xiàn)雜相。表明A位摻雜的Ce起到了抑制雜相生成的作用，即穩(wěn)定鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的作用，也說(shuō)明了適量的復(fù)合摻雜比單摻雜的效果更好。當(dāng)y=0.2時(shí)，起燃溫度最低，催化活性最大，y＞0.2時(shí)，催化活性略有減小，因