采用溶膠-凝膠法制備了B位Fe和Co共取代的LaMn_1-x-yFe_xCo_yO_3-δ鈣鈦礦型復合氧化物,并用于化學鏈甲烷部分氧化制合成氣。X射線衍射（XRD）結(jié)果表明Fe和Co均進入了LaMnO₃的晶格形成鈣鈦礦晶相,活性和穩(wěn)定性測試表明LaMn_1/3Fe_1/3Co_1/3O_3-δ載氧體具有最佳的化學鏈甲烷部分氧化性能。CH₄程序升溫還原（CH₄-TPR）表征發(fā)現(xiàn)LaMn_1/3Fe_1/3Co_1/3O_3-δ具有比LaBO₃（B=Co, Mn, Fe）更高的甲烷活化能力和晶格氧遷移性能。甲烷恒溫脈沖反應(yīng)（CH₄-pulse reaction）進一步證實了B位離子的協(xié)同作用可以提高LaBO₃（B=Co,Mn... 

【文章來源】：化工學報. 2020,71(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

新鮮樣品不同Co、Fe添加量的La Mn1-x-yFexCoy O3-δ載氧體XRD譜圖

0 甲烷還原反應(yīng)后La Mn1-x-yFex Coy O3-δ載氧體TPO測試結(jié)果

圖1為新鮮La Mn1-x-yFexCoyO3-δ樣品的XRD譜圖，可以看出各樣品均出現(xiàn)了鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的主要特征衍射峰。其中，La Mn O3是對應(yīng)于立方晶系La1-xMn1-zO3(JCPDS 51-1516)的特征衍射峰；La Co O3可歸屬于六角晶系La Co O3(JCPDS 48-0123)的特征衍射峰；La Fe O3是對應(yīng)于正交晶系La Fe O3(JCPDS37-1493)的特征衍射峰；對于La Mn1/3Fe1/3Co1/3O3-δ的譜圖，其峰型與La Mn O3接近，整體向高角度偏移，且其上未檢測到La Fe O3或La Co O3的特征衍射峰，表明Fe和Co成功摻入La Mn O3晶格中�；赬RD譜圖，利用謝樂公式計算了樣品的晶粒尺寸，以及對應(yīng)的晶格常數(shù)，結(jié)果列于表1。從晶格常數(shù)計算結(jié)果可以看出，La Mn1/3Fe1/3Co1/3O3-δ晶格常數(shù)(0.3888 nm)相對于La Mn O3(0.3911 nm)的有所減小，這進一步說明Co3+、Fe3+進入La Mn O3晶格中，形成了La-Co-MnFe-O固溶體，該固溶體的形成有利于產(chǎn)生晶格畸變，增加晶體的缺陷量[23]。圖2為新鮮樣品不同Co、Fe添加量的La Mn1-x-yFexCoyO3-δ載氧體XRD譜圖。從圖2中可以看出，Co、Fe共同摻雜的La Mn1-x-yFexCoyO3-δ鈣鈦礦晶型都與La Mn O3相的特征衍射峰相似，說明不同比例的Co、Fe摻雜La Mn O3鈣鈦礦可以形成良好的固溶體，最強衍射峰的半峰寬變大，表明載氧體晶粒尺寸變小。所有共摻雜樣品的(110)晶面對應(yīng)的2θ相對于La Mn O3相逐漸向高角度輕微偏移，這是由于在La Mn O3的B位摻雜Co、Fe后，離子半徑較小的Co3+(0.055 nm)、Fe3+(0.055 nm)部分取代B位離子半徑較大的Mn3+(0.058 nm)，導致晶格畸變和點陣常數(shù)的減小[24-25]。2.2 固定床反應(yīng)測試

【參考文獻】：
期刊論文
[1]甲烷化學鏈重整制合成氣的研究進展[J]. 蘇小平,王力,楊武,劉鵬,徐龍,馬曉迅.  地下水. 2017(04)
[2]稀土在甲烷部分氧化制取合成氣中的應(yīng)用研究[J]. 方穩(wěn),李家德,余長林.  有色金屬科學與工程. 2014(06)
[3]NiO/MgO整體式催化劑上甲烷部分氧化制備合成氣[J]. 高亞娜.  工業(yè)催化. 2014(05)
[4]天然氣部分氧化制合成氣的研究進展[J]. 向文軍,王佩怡.  河北化工. 2012(10)
[5]基于晶格氧的甲烷化學鏈重整制合成氣[J]. 黃振,何方,趙坤,鄭安慶,李海濱,趙增立.  化學進展. 2012(08)
[6]LaMO3納米復合鈣鈦礦氧載體化學循環(huán)重整甲烷制合成氣[J]. 代小平,余長春.  催化學報. 2011(08)



本文編號：3465864