整体构件型La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3催化剂的制备和催化燃烧特性

为了解不同整体构件钙钛矿催化剂的VOCs催化燃烧特性,以不锈钢316L丝网和堇青石蜂窝陶瓷为基材,通过电泳沉积和浸涂技术在基材表面均匀涂覆γ-Al_2O_3粘合层,再在涂层表面负载钙钛矿型2.0%(wt)的La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3活性组分.SEM表征发现100 nm左右的La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3颗粒可以均匀、牢固地分散在不锈钢丝网和蜂窝陶瓷表面,经过550℃焙烧后无龟裂现象.超声振荡30 min后,活性组分损失率均小于5.0%(wt).甲苯催化燃烧测试表明,金属丝网型、蜂窝陶瓷型和颗粒型La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3催化剂表现出相似的催化性能,但金属丝网具有更好的传质效果和热响应速率,更适合处理高空速、温度和浓度波动较大的有机废气.     

大孔SiO_2载体制备La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3及其对NO+CO的催化性能

以具有高比表面积的大孔SiO_2为载体,采用浸渍法,通过控制浸渍液浓度的不同原位制备不同负载率的稀土钙钛矿型复合氧化物La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3/SiO_2样品。利用X射线衍射、比表面积、扫描电镜和X射线光电子能谱等分析方法对样品进行表征,结果表明,载体表面均匀负载La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3,且随着负载率增加,样品比表面积下降。考察不同负载率的La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3/SiO_2样品对NO+CO的催化活性,结果表明,与比表面积和结晶度相比,负载率在该催化实验体系中是影响最大的因素,综合催化效果最好的样品负载La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3质量分数为50.47%。     

溶胶-凝胶法制备La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3涂层的研究

采用溶胶-凝胶法在氧化铝基体制备La0.8Sr0.2MnO3涂层。通过热重分析、差示扫描量热分析、X射线衍射分析、扫描电镜等手段对涂层制备工艺、相组成以及表面形貌进行了分析。结果表明,用溶胶-凝胶法可制备La0.8Sr0.2MnO3单相涂层;涂层表面致密性好,但有裂纹,且不平整;涂层均匀且与基体间界面不明锐,涂层厚度约为0.5μm;另外,随Sr含量增加,La1-xSrxMnO3涂层方块电阻减小,当x=0.3时达到最小值。     

过渡金属改性Ce-M-Ox(M=Cu,Co, Mn和Fe)催化剂在NH3-SCR反应研究

采用共沉淀法制备了CeO₂上负载不同过渡金属元素Ce-M(M=Fe、Mn、Cu、Co)催化剂,研究了不同金属负载对CeO₂基催化剂脱硝活性影响。CeO₂催化剂中加入适量的过渡金属可降低催化剂结晶度,提高催化剂的氧化还原性和表面酸性,从而影响催化剂在NH₃-SCR中的催化性能。Ce-Fe、Ce-Mn催化剂中Fe³⁺和Mn³⁺的大量存在可提高催化剂的Lewis和Br?nsted酸性位点,提升催化剂对NH₃的吸附与活化性能,从而提升其催化性能。Ce-Mn催化剂具有优越的低温活性,Ce-Fe展现了较好的中高温活性,这与其催化剂的表面酸性密切相关。     

多孔堇青石蜂窝陶瓷负载La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3性能的研究

采用真空浸渍法,对多孔蜂窝陶瓷负载稀土复合金属氧化物La0.8Sr0.2CoO3的性能进行研究。利用XRD和SEM对负载后载体的晶体结构和形貌进行表征分析。考察了浸渍时间、浸渍温度和浸渍次数对负载量的影响。实验结果表明:最佳的浸渍时间为60min;最佳浸渍温度为室温;浸渍次数越多负载量越大。     

La_(0.2)Sr_(0.8)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-z)钙钛矿型混合导电体透氧性能

以稳态法（ＳｔｅａｄｙＳｔａｔｅＰｅｒｍｅａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ）对Ｌａ０．２Ｓｒ０．８Ｃｏ０．８Ｆｅ０．２Ｏ３－ｚ（ＬＳＣＦ）混合导电体在８５０℃～７００℃间的透氧性能作了测试;同时,以暂态热重法（ＴｒａｎｓｉｅｎｔＴＧＡ）研究了ＬＳＣＦ在８１５℃Ｏ２→Ｎ２→Ｏ２交变气流中的脱氧、吸氧过程,并对其透氧性能作了估算。结果表明,ＬＳＣＦ是一种具有实际应用价值的致密透氧膜;在暂态热重测试条件下,ＬＳＣＦ的吸氧、脱氧过程是可逆的,且整个表面反应受氧脱附过程控制;由暂态热重数据估算出的材料透氧性能比稳态法的推算值低,其值分别为１．５６×１０－７ｍｏｌ／ｃｍ２·ｓ和６４０×１０－６ｍｏｌ／ｃｍ２·ｓ。     

M_(0.5)Co_(2.5)O_4(M=La,Ce,Pr,Nd)尖晶石型复合氧化物催化剂催化分解N_2O性能

采用共沉淀法制备了M_(0.5)Co_(2.5)O_4(M=La,Ce,Pr,Nd)钴基尖晶石型复合氧化物催化剂,运用XRD、SEM、H_2-TPR和O_2-TPD-TG等对催化剂物化性能进行表征,并在固定床微型反应器中评价催化剂催化分解N_2O性能。结果表明,稀土金属掺杂改性的钴基尖晶石型复合氧化物催化剂粒径明显减小,比表面积增加,氧化还原性能得到改善,催化分解N_2O活性提高,其中,M_(0.5)Co_(2.5)O_4催化剂催化分解N2O温度低,T10和T95分别为342℃和499℃。     

介孔CuCe/M/CuCe(M=Co,Mn,Zr)催化剂富H_2中优先氧化CO的催化性能

优先氧化是去除富H2中CO最有效的方法,铜铈催化剂是该领域的研究热点。以SBA-15为模板剂,采用纳米刻蚀法合成系列介孔Cu Ce/M/Cu Ce(M=Co,Mn,Zr)催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附、TEM、H2-TPR和O2-TPD对催化剂结构及形貌进行表征,并对其在富H2中CO优先氧化性能进行研究。结果表明,Mn有利于催化剂表面吸附氧的增加,有助于大量氧空位的产生,进而促进CO优先氧化性能的提高;Zr的加入抑制了Cu O的还原,且其表面氧脱附温度范围过宽,不利于催化剂催化氧化性能的释放。掺杂Co与Mn可以形成Ce-Cu-M-O固溶体,促进了催化剂表面氧和晶格氧之间的相互转化,最终有利于铜铈催化剂CO优先氧化性能的提高。     

负载型RuO_2/Me_xO_y(Me=La,Mg,Al)催化剂催化分解N_2O

采用共沉淀法制备LaMgAlO(简称Me_xO_y)复合金属氧化物,以Me-xO_y为载体,采用浸渍法制备系列负载型RuO_2/Me_xO_y催化剂,应用BET、TEM、XRF和SEM对代表性样品进行表征。结果表明,实验条件下,RuO_2负载质量分数2.0%时比较合适,在气体混合物中含有氧和少量水蒸汽条件下,催化剂具有较好的催化分解N_2O稳定性。     

Co-Cu-M(M=Fe,Mn,Ni,Zn,Ce)催化剂催化分解N_2O性能

采用等体积浸渍法制备了添加不同金属助剂的铜钴复合氧化物(Co/Cu质量比为0.6)催化剂,考察了其催化N_2O分解的活性。结果表明,稀土金属Ce以及过渡金属Fe对钴铜催化剂催化N_2O分解的活性有明显的促进作用。通过分析催化剂的X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)以及扫描电镜(SEM)等表征结果发现,助剂的添加并没有引起催化剂晶相结构的明显改变,但可以提高钴离子与铜离子的还原能力。尤其是添加Ce和Fe之后还原峰向低温区显著移动,从而提高了钴铜复合氧化物催化剂的活性。     

La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3的燃烧法制备及对HMX热分解的影响(英文)

Perovskite-type La0.8Sr0.2MnO3 was prepared by stearic acid gel combustion method. The obtained powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scaning electron micrograph (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques. The catalytic activity of La0.8Sr0.2MnO3 was investigated on thermal decomposition of octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine (HMX) by thermal gravity-differential scanning calorimetry (TG-DSC) techniques. The experimental results show that La0.8Sr0.2MnO3 is an effective catalyst for HMX thermal decomposition. The surface-adsorbed species such as H2O, OH&;#61485; and adsorbed oxygen (Oad) could result in an advance in the onset temperature of HMX thermal decompo-sition. The mixture system of Mn3+ and Mn4+ ions and lattice oxygen could play key roles for the increase of the decomposition heat of HMX because these exothermic reactions could be catalyzed by La0.8Sr0.2MnO3 between CO and NOx (from the thermal decom-position of HMX) and the oxidation reaction of CO. According to the previous researches and our results, perovskite-type La0.8Sr0.2MnO3 may be used as a novel catalyst or modifier for nitrate ester plasticized polyether (NEPE) propellant.     

溶胶凝胶法合成La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3影响因素的研究

以合成中温固体氧化物燃料电池阴极La0.7Sr0.3Fe0.8Co0.2O3(LSFC)粉体为研究对象,探讨了PVA改进的溶胶凝胶法合成粉体的影响因素,获得最优实验条件。当pH值=7,柠檬酸与金属离子摩尔比为1.6∶1;PVA与硝酸盐质量比为1∶4时,能够形成形态良好且透明澄清的溶胶,再经12 h的陈化形成凝胶,然后在155℃烘箱中使凝胶膨化制得LSFC前驱体。LSFC前躯体在900℃煅烧2 h后形成晶体结构稳定、粒径分布均匀、具有单一钙钛矿结构的粉体。     

La_(2-x)Ba_xCoO_4(x≤0.8)系列氧化物催化NO直接分解的性能

采用爆炸法合成了La2-xBaxCo O4(x≤0.8)系列催化剂,通过XRD、FT-IR等分析方法表征了其物相组成,并考察了该系列催化剂催化分解NO的性能。结果表明:Ba的掺入可以改变催化剂的物相组成,从而影响其催化性能。Ba掺杂的Co基钙钛矿型复合氧化催化NO直接的性能优于其类钙钛矿型复合氧化物的催化性能。     

Thermochemical expansion of mixed-conducting (Ba,Sr)Co0.8Fe0.2O3−δ ceramics

The thermal and chemical expansion of Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3−δ (BSCF) and SrCo_0.8Fe_0.2O_3−δ (SCF) mixed ionic-electronic conductors were studied in combination with oxygen nonstoichiometry (δ) at 298–1223 K and p(O₂) = 10⁻⁴ to 1.00 atm. In order to minimize the effects of phase separation or oxygen-vacancy ordering processes, the data were collected in dynamic cooling mode using dense ceramic samples. The procedure was justified by a very fast equilibration at given p(O₂) in high-temperature range demonstrated for ceramics samples with different specific surface area. The difference in nonstoichiometry of BSCF and SCF at temperatures ≥973 K was found to be ≤0.03 oxygen atoms per formula unit. BSCF demonstrates favorably smaller chemical expansion compared to SCF and many other mixed conductors, originating from smaller δ variations and larger unit cell less sensitive to temperature and nonstoichiometry changes. Excessive thermochemical expansion impedes however the use of BSCF in single-phase fuel cell cathodes and planar mixed-conducting membranes.     

多孔LaMO_3(M=Co,Fe)纳米催化剂的制备及一氧化碳催化氧化性能

钙钛矿型氧化物催化剂(ABO3)具有廉价易得、高热稳定性、催化活性高的优点,在催化一氧化碳(CO)低温脱除领域具有重要的理论研究意义和实际应用价值。本研究中,以聚苯乙烯(PS)微球、碳微球为模板,硝酸镧、硝酸钴、硝酸铁为金属源,柠檬酸为络合剂,通过溶胶-凝胶法制备了多孔LaCoO_3和多孔LaFeO_3催化剂。采用X射线衍射、热重-差热、扫描电镜、透射电镜和氮气吸附-脱附等手段对所得样品进行了系统表征分析。结果表明:所制备的催化剂具有高纯度和高热稳定性。加入11.12g PS微球所制备的多孔LaCoO_3催化剂平均颗粒粒径为13nm,加入0.5g碳微球制备的多孔LaFeO_3催化剂平均粒径为19nm,且具有介孔和微孔分级孔结构。催化性能测试结果表明:在同等条件下对CO转化率达到50%时,多孔LaCoO_3和多孔LaFeO_3使得催化温度分别降低了43℃和32℃;CO完全转化温度则分别降低了90℃和60℃。     

臭氧催化分解的研究

研究了多种单组分和双组分金属氧化物对臭氧催化分解的活性,单组分时催化分解活性次序为：Co＞Mn≈Ni＞Cr＞Fe＞Zn＞Mg＞Cu＞Ag＞Sn ＞Pb＞U＞Cd＞Al＞Si≈Bi≈Ce≈CaCO₃≈La＞Na。实验结果表明,几种双组分金属氧化物的催化分解活性主要由较高活性的金属氧化物所决定,并与两组分的比例有关。实验还表明,催化剂的催化分解活性与制备催化剂时的灼烧温度和时间有关,催化剂前驱体采用硝酸盐时比较合理的灼烧条件为：500 ℃,4 h。     

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3–δ)–Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)复合阴极的制备及性能表征

分别采用凝胶浇注法和甘氨酸–硝酸盐法制备La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3–δ(LSCF)粉体与Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)粉体,随后制备出不同比例的LSCF–SDC复合阴极。用X射线衍射分析粉体的化学稳定性,用扫描电子显微镜观察复合阴极的微观结构,在500～800℃范围内测量其热膨胀系数和电导率。采用丝网印刷法将LSCF–SDC涂覆在SDC电解质片上,在1100℃烧结4h。用交流阻抗法在600～800℃范围内测量不同成分的LSCF–SDC复合阴极和SDC电解质的交流阻抗谱。结果表明:LSCF和SDC粉体具有良好的化学相容性,烧结体具有多孔结构,LSCF–SDC复合阴极与SDC电解质可形成良好的接触界面。SDC的加入在降低阴极材料的热膨胀系数的同时还保持了其本身较高的电导率,在中温范围内,电导率达到500S/cm以上。复合阴极的极化电阻随着SDC的含量增加而减小,当SDC含量为30%时,复合阴极的极化电阻最小,在700℃空气中测试得到的界面电阻为0.32Ω·cm2。     

碱土金属修饰的Co/RPSA催化剂催化分解N2O

以RPSA分子筛为载体,采用浸渍法制备了一系列以Co为主活性组分和碱土金属为助剂的CoM/RPSA（M=Mg、Ca、Sr和Ba）催化剂,考察了含硫和含氧条件下直接催化分解N2O的性能。采用X射线衍射、热重-质谱联用系统、NH3-TPD和N2O-TPD等方法对催化剂进行了表征。XRD结果表明,Co物种主要以Co3O4尖晶石形态存在。NH3-TPD和N2O-TPD结果表明,碱土金属的种类影响催化剂酸性和对反应物N2O的吸附-脱附性能,催化剂活性与催化剂酸性及其对反应物N2O的吸附-脱附性能有关。催化剂活性评价结果显示,CoSr/RPSA催化剂的N2O分解活性较好,N2O转化率达到95%时的反应温度为471 ℃。     

Co_3O_4浸渍La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_3-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)复合阴极的制备及电化学性能

分别以固相反应法和甘氨酸法合成La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_3(LSCF)阴极粉体和Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)(SDC)电解质粉体。机械混合后,经压制烧结得到多孔LSCF-SDC复合阴极,通过水热法对多孔LSCF-SDC阴极浸渍Co_3O_4。研究Co_3O_4浸渍后的复合阴极的微观形貌和电化学性能。实验结果表明,对多孔LSCF-SDC阴极浸渍含Co盐溶液,经700℃焙烧后,在阴极表面形成针状Co_3O_4颗粒。浸渍处理使700℃下LSCF-SDC复合阴极的界面阻抗由0.49Ω·cm~2降低至0.19Ω·cm~2,阴极的氧还原反应活化能由1.52 eV降低至1.03 eV。此外,Co_3O_4浸渍阴极使700℃下单电池的功率密度由180 mW·cm~(-2)提高至260 mW·cm~(-2)。实验结果揭示,通过Co_3O_4浸渍,可有效提高LSCF-SDC复合阴极和燃料电池的电化学性能。     

火焰喷雾合成法制备La0.8Sr0.2Mn1-xCuxO3催化氧化CO性能研究

采用火焰喷雾合成法制备了Sr²⁺、Cu²⁺分别取代A、B位的La_0.8Sr_0.2Mn_1-xCu_xO₃ （x=0,0.1,0.2,0.3,0.4）钙钛矿催化剂,并用于CO催化氧化实验,研究了水蒸气和CO₂对催化剂CO氧化活性的影响。对不同取代量La_0.8Sr_0.2Mn_1-xCu_xO₃ 催化剂进行了XRD、SEM、EDS、BET、XPS、H₂-TPR和O₂-TPD等表征测试。结果表明,火焰喷雾合成法制备的钙钛矿催化剂具有良好的钙钛矿相、疏松多孔结构和催化氧化活性。其中,La_0.8Sr_0.2Mn_0.9Cu_0.1O₃分别在119.4℃和133.3℃实现50%和90%的CO转化率。掺杂水蒸气和CO₂会与CO在催化剂表面形成竞争吸附,导致5种催化剂性能衰减,但La_0.8Sr_0.2Mn_0.9Cu_0.1O₃仍能在150.2℃实现90%的CO催化转化,在连续稳定性催化氧化测试中,5种催化剂性能衰减不超过10%。结合上述CO催化氧化实验,火焰喷雾合成法制备的催化剂具有良好的稳定性和催化活性,适合制备高CO催化氧化活性的钙钛矿催化剂。