论文部分内容阅读
大多数来自工业和交通运输等行业排放的挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是一种毒性大、污染严重的有机物，严重危害着人身健康。催化燃烧法被认为是一种消除VOCs的有效方法之一，其关键是在于获得高效的催化剂。钙钛矿型氧化物催化剂由于其低廉的价格而引起了专家学者广泛的关注。熔融盐法是一种制备纳米材料的新方法，具有环境友好、工艺简单和易于实现工业化生产等优点。在本文中，采用熔融盐法，在NaNO3和KNO3熔融盐体系中，通过调整熔融盐含量、熔融温度和保温时间等条件，成功制得纳米立方块状规则形貌的LaMnO3.15催化剂粉末;然后采用熔融盐法制备La1-xSrxMnO3±δ(x=0～0.5)纳米粒子，并利用XRD、BET、H2-TPR和XPS等多种技术手段来表征催化剂的物理化学性质，探究在熔盐中A位掺杂Sr2+离子对钙钛矿结构和催化性能的影响。论文取得了以下研究成果: 以La(NO3)3·4H2O和MnSO4·H2O为反应原料，NaNO3-KNO3为熔融盐，熔盐与反应物的质量比为4∶1，采用熔盐法于600℃保温6h后合成形貌规则、大小均匀的LaMnO3.15纳米粉体，并且在甲苯浓度为1000ppm、空速20000mL/(g h)以及甲苯/O2的摩尔比为1/200时，甲苯转化率达到50％和90％时所需要温度分别为210℃和255℃，表现出优异的催化活性。 熔盐法制备钙钛矿型复合氧化物La1-xSrxMnO3±δ(x=0～0.5)时，Sr2+离子的掺杂会改变锰酸镧的钙钛矿晶型结构，并随着掺杂量的增多，产物结构由正交晶型(x＜0.2)转变为六方晶型(0.2≤x≤0.4)，后又转变为四方晶型的结构(x=0.5)。在甲苯浓度为1000ppm、空速20000mL/(g h)以及甲苯/O2的摩尔比为1/200时，熔盐法制备的La1-xSrxMnO3±δ(x=0～0.5)催化剂的催化活性顺序依次为La0.7Sr0.3MnO3＞La0.63Sr0.37MnO3＞La0.5Sr0.5MnO3＞La0.78Sr0.22MnO3＞La0.875Sr0.125MnO3＞LaMnO3±δ，这与其吸附氧浓度和低温度还原性的顺序相一致。当x≤0.3时，La1-xSrxMnO3钙钛矿复合氧化物的催化活性随着Sr2+离子的浓度的增高而增强;当x＞0.3时，La1-xSrxMnO3钙钛矿复合氧化物的催化活性随着Sr2+离子的浓度的增高而减弱;当x=0.3时，催化剂的催化活性最高，其T50％和T90％分别为155℃、195℃。我们认为物相组成、表面晶格缺陷、良好的低温还原能力以及较高的比表面积是促使La0.7Sr0.3MnO3表现出优异催化性能的主要原因。