開(kāi)發(fā)了涂覆在金屬絲網(wǎng)基體上的La_0.8Ca_0.2FeO₃/MgAl₂O₄復(fù)合整體催化劑,用于低濃度甲烷（0.5%,體積分?jǐn)?shù)）催化燃燒反應(yīng).首先用沉積-沉淀法制備了La_0.8Ca_0.2FO₃（LCF）鈣鈦礦與Mg Al₂O₄尖晶石復(fù)合的粉末催化劑LCF/Mg Al2O4,用程序升溫微反應(yīng)器（TPRS）測(cè)定了粉末活性,結(jié)合XRD、BET、SEM、TPR的表征結(jié)果,篩選出了最佳復(fù)合物質(zhì)的量比和最適焙燒溫度.當(dāng)LCF與Mg Al₂O₄復(fù)合后,抗燒結(jié)能力增強(qiáng),以擬一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)(k,L·g^-1·s^-1)計(jì)的活性提高了1倍左右.然后采用漿料涂覆法,在表面改性的金屬絲網(wǎng)蜂窩基體上分層涂覆了作為第二載體的MgAl₂O₄和LCF/Mg Al₂

【文章來(lái)源】：環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017,37(05)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

不同溫度焙燒后L4M的XＲD譜圖

5期段偉杰等:La0．8Ca0．2FeO3/MgAl2O4絲網(wǎng)整體催化劑用于低濃度甲烷催化燃燒圖5L4M-800℃的SEM圖Fig．5SEMimageofL4M-800℃為探索MgAl2O4對(duì)LCF氧化還原性質(zhì)的影響，用H2-TPＲ考察了經(jīng)800℃及1000℃焙燒后，LCF和L4M的氧化能力，如圖6和圖7所示．還原溫度從100℃到750℃，LCF主要有3個(gè)還原峰，800℃焙燒的峰最高點(diǎn)分別位于355．9、498．2℃和＞750℃，文獻(xiàn)(Barberoetal．，2006;Pecchietal．，2008;圖6不同溫度焙燒的LCF的H2-TPＲ曲線Fig．6H2-TPＲcurvesofLCFcalcinedatdifferenttemperatures圖7不同溫度焙燒的L4M的H2-TPＲ曲線Fig．7H2-TPＲcurveofL4McalcinedatdifferenttemperaturesJiménezetal．，2010)的TPＲ表征也呈現(xiàn)類(lèi)似的結(jié)果，但3個(gè)峰的位置有所差異，這可能受制備條件影響．文獻(xiàn)(Barberoetal．，2006;Pecchietal．，2008;Jiménezetal．，2010)對(duì)La1－xCaxFeO3(x=0～0．4)的TPＲ測(cè)試均表明，在x=0時(shí)，即LaFeO3鈣鈦礦，在700℃之前沒(méi)有TPＲ峰．隨Ca2+取代增多導(dǎo)致Fe4+增加，第一個(gè)峰的面積會(huì)變大，同時(shí)Ca2+取代也導(dǎo)致鈣鈦礦晶格不穩(wěn)定(Ciambellietal．，2001)，故第1個(gè)峰為鈣鈦礦中Fe4+還原為Fe3+;第2個(gè)峰，450～550℃之間的小峰是游離在晶格之外的小粒徑或無(wú)定型α-Fe2O3被還原為FeO(Ciambellietal．，2001;Jiménezetal．，2010);第3個(gè)峰推測(cè)為FeO還原為Fe，疊加鈣鈦礦中部分Fe3+被還原的過(guò)程(Ciambellietal．，2001)．相比LCF-800℃，L4M-800℃中的峰有所變化，原來(lái)的第1個(gè)峰分裂成了311．5℃和404．0℃2個(gè)峰，第2個(gè)峰位于494．1℃基本沒(méi)偏移，第3個(gè)峰則分裂出部分并向低溫移到了669．7℃．還原峰整體向低溫?

環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)37卷圖8L4M前驅(qū)體在不同溫度下焙燒后的活性Fig．8ActivityofL4Msampleswiththeprecursorcalcinedatdifferenttemperatures3．2．2第二載體涂覆量對(duì)活性的影響第二載體涂覆量的影響如表4和圖9所示．當(dāng)不涂覆第二載體時(shí)(即MgAl2O4涂覆量為0)，整體催化劑活性總體較差，但在低于500℃時(shí)活性好，可能是過(guò)渡層和L4M直接接觸時(shí)，生成了低溫活性較好的物種，但由于低溫下轉(zhuǎn)化率不高，而高溫時(shí)總體活性較低，沒(méi)有價(jià)值．第二載體涂覆量最佳值大概在0．1477～表4MgAl2O4涂覆量對(duì)活性的影響Table4EffectofMgAl2O4loadingonactivityMgAl2O4涂覆量/gL4M涂覆量/g甲烷轉(zhuǎn)化率X600k600/(L·g－1·s－1)00．19914．5%0．17540．14770．272616．9%0．51820．20930．288819．3%0．56210．25960．272716．8%0．51260．36700．276214．0%0．4132圖9MgAl2O4涂覆量對(duì)活性的影響Fig．9EffectofMgAl2O4loadingonactivity0．2596g，達(dá)到下限后活性明顯上升，而超過(guò)上限后則開(kāi)始下降．若以600℃的活性作為標(biāo)準(zhǔn)，涂覆量在0．2093g時(shí)，k600值最高，活性最好．涂覆量少時(shí)，第二載體涂層未能完全將過(guò)渡層覆蓋，未能起到隔離和均勻分散復(fù)合催化劑的作用;受總涂覆量限制，若第二載體涂層過(guò)厚，又會(huì)影響活性層的涂覆效果．3．2．3活性層涂覆量對(duì)活性的影響控制第二載體涂覆量在最佳值內(nèi)，改變活性催化劑的涂覆量，結(jié)果如表5和圖10所示．催化劑涂覆量從0．4955g增加到0．7263g時(shí)，但k值有所下降(圖10);在600℃下，甲烷轉(zhuǎn)化率(X600)從31．5%上升到43．2%(表5)，但k600值差別不大．當(dāng)涂覆量增加到1．1187g時(shí)，雖然X600能達(dá)到53．2%，但k值明顯下降．原因

【參考文獻(xiàn)】：
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