A位摻雜LaSrCoO-,4-復(fù)合氧化物的合成及性能研究.pdf

1、K<,2>NiF<,4>型稀土復(fù)合氧化物A<,2>BO<,4>比稀土鈣鈦礦型復(fù)合氧化物(ABO<,3>)具有更良好的晶體結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的電磁性質(zhì)、高溫穩(wěn)定性、二維導(dǎo)體、半導(dǎo)體一金屬轉(zhuǎn)移以及較高的氧化、還原等催化活性，已經(jīng)成為一種繼ABO<,3>之后更有發(fā)展前景的新型材料。研究表明，A2804化合物的性質(zhì)與A、B原子及摻雜原子的種類、過渡金屬B離子的價(jià)態(tài)及化合物的晶體結(jié)構(gòu)等有關(guān)。目前，文獻(xiàn)報(bào)道了A<,2>BO<,4>型的Cu系、Ni系稀土復(fù)合

2、氧化物的合成及性能的研究，對Co系稀土復(fù)合氧化物的研究僅限于LaSrCoO<,4>的少量報(bào)道，其它Co系稀土復(fù)合氧化物未見報(bào)道，對Co系稀土復(fù)合氧化物進(jìn)行系統(tǒng)的研究很有必要。 采用聚丙烯酰胺高分子凝膠法制備了LaSrCoO<,4>復(fù)合氧化物，以CO和C<,3>H<,8>的催化氧化為探針反應(yīng)，研究了不同稀土(Nd、Ce)和過渡金屬(Fe、Ni、Mn)的A位摻雜、不同制備方法和不同Nd和Ni的摻入量對LaSrCoO<,4>復(fù)合氧化物

3、結(jié)構(gòu)和催化性能的影響等均未見報(bào)道。本文還采用了XRD、IR、BET(N<,2>吸附)、H<,2>-TPR、O<,2>-TPD等技術(shù)對催化劑進(jìn)行了表征。 結(jié)果表明，聚丙烯酰胺溶膠．凝膠法制備的La<,0.7>Nd<,0.3>SrCOo<,4>和La<,0.7>Ce<,0.3>SrCoO<,4>催化劑都具有類鈣鈦礦A<,2>BO<,4>結(jié)構(gòu)，Nd的加入增加了Co<'3+>、化學(xué)吸附氧和晶格氧的數(shù)量，降低了CO催化氧化表觀活化能，提高

4、了LaSrCoO<,4>的CO和C<,3>Hg的氧化反應(yīng)活性，而Ce的加入?yún)s降低了LaSrCoO<,4>的氧化反應(yīng)活性。制備方法對催化劑的性能有較大影響，本文考察了聚丙烯酰胺溶膠．凝膠法、聚乙二醇法、蒸發(fā)分解法等不同制備方法對La<,0.7>Nd<,0.3>SrCoO<,4>催化劑性能的影響，其中聚丙烯酰胺．凝膠法是一種較好的制備方法，因?yàn)樵摲ㄖ苽涞拇呋瘎┍缺砻孑^大，粒徑較小，化學(xué)吸附氧和晶格氧含量多，且CO催化氧化的表觀活化能較低。不

5、同量(x=0.1-0.9)的Nd<,2>O<,3>摻入對La<,1-x>Nd<,x>SrCoO<,4>復(fù)合氧化物的催化性能的影響不同，適量Nd<,2>O<,3>的加入增加了LaSrCoO<,4>的催化活性，這可能是因?yàn)檫m量Nd<,2>O<,3>的加入使LaSrCoO<,4>催化劑晶粒度變小、晶格畸變率變大及晶格氧增多，同時(shí)與氧的結(jié)合能力減弱，化學(xué)吸附氧和晶格氧更易移動(dòng)，從而有利于CO和C<,3>H<,8>氧化活性的提高。鐵的摻入對LaS

6、rCoO<,4>催化劑的活性影響不大，鎳的摻入能大幅度提高LaSrCoO<,4>催化劑的催化活性，使LaSrCoO<,4>催化劑晶粒度變小、晶格畸變率變大，氧空穴處化學(xué)吸附氧和晶格氧增加，CO氧化反應(yīng)的表觀活化能降低。鎳的摻雜量對LaSrCO<,4>催化劑的性能有一定的影響，x=0.3時(shí)La<,1-x>Ni<,x>SrCoO<,4>催化劑的性能最好。適量Ni的加入增加了LaSrCoO<,4>的催化活性，催化劑晶粒度變小，晶格畸變率變大，