郭謹瑋,蔡靜文,陳亞中,王 琪,崔 鵬
(合肥工業大學化學與化工學院,可控化學與材料化工安徽省重點實驗室,安徽合肥230009)
催化材料
硬模板法制備中孔LaMnO3+δ鈣鈦礦及其甲烷燃燒催化性能*
郭謹瑋,蔡靜文,陳亞中,王 琪,崔 鵬
(合肥工業大學化學與化工學院,可控化學與材料化工安徽省重點實驗室,安徽合肥230009)
利用三維有序結構SBA-15分子篩為硬模板劑,在其孔道內填充La3+、Mn3+檸檬酸絡合物,經過焙燒并去除模板劑得到中孔結構的LaMnO3+δ鈣鈦礦。采用低溫氮氣物理吸附、氧氣-程序升溫脫附(O2-TPD)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)對LaMnO3+δ進行表征,考察了LaMnO3+δ甲烷燃燒催化性能,并與溶膠-凝膠法制備的LaMnO3+δ進行比較。結果表明,硬模板法制備的LaMnO3+δ具有更高的比表面積(45.2m2/g),其甲烷起燃溫度(T10)和半轉化溫度(T50)分別為318℃和480℃,而溶膠-凝膠法制備的LaMnO3+δ的T10和T50分別為380℃和532℃。O2-TPD和XPS表征結果表明,硬模板法制備的LaMnO3+δ存在更多的Mn4+和表面吸附氧物種,其非化學計量比氧更高,使得催化劑具有更好的活性。
硬模板;SBA-15;LaMnO3+δ鈣鈦礦;甲烷燃燒;催化性能
天然氣以儲量豐富、使用方便、熱效率高、污染小以及含硫、氮量少等優點被認為是最清潔的能源之一。相當大一部分天然氣以低濃度形式存在,其高效利用成為一個難題,直接排放會造成資源浪費和溫室效應。甲烷催化燃燒能使甲烷在較低溫度下發生氧化反應,生成CO2、H2O并獲得能量,同時也避免了高溫燃燒時生成NOx。
甲烷燃燒催化劑主要包括貴金屬、六鋁酸鹽和鈣鈦礦催化劑。貴金屬活性較高,但價格昂貴、抗毒性較差。……