鈣鈦礦儲氧材料導(dǎo)電行為的研究.pdf

1、近年來各國政府出臺的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格和苛刻，是因為汽車數(shù)量的逐年增加，環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，人們對環(huán)保意識不斷加強(qiáng)。尾氣催化在防治尾氣污染方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，現(xiàn)在國際社會通用的鈰氧化物及其復(fù)合氧化物儲氧材料始終存在著一個無法解決的弊端：熱穩(wěn)定定性能差中，高溫下易燒結(jié)發(fā)生聚集現(xiàn)象以及儲入氧性能較低。為了降低三元催化劑對汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化的起燃溫度、提高其儲氧量、催化活性和高溫耐久性，國內(nèi)外科學(xué)工作者對三元催化技術(shù)與儲氧材料開展了

2、大量的研究工作，發(fā)現(xiàn)有諸多因素影響三元催化劑催化效果，固溶體儲氧材料的儲氧性能和氧化還原性能與固溶體的氧空位濃度、氧空位的遷移率、表面積的大小以及陰離子缺陷的形成等都與催化劑的催化性能有著十分密切的關(guān)系。所以增加固溶體的結(jié)構(gòu)缺陷，對于改善儲氧材料的儲氧性能和熱穩(wěn)定性有很大的作用。
　　本實驗采用尿素分解法制備鈣鈦礦型儲氧材料La1-xSrxMnO3（x=0，0.2），La1-xSrxCoO3（x=0，0.2），La1-xCoxMn

3、O3（x=0，0.2）試樣。通過交流阻抗技術(shù)對儲氧材料進(jìn)行全面的測定，研究其導(dǎo)電機(jī)制和規(guī)律與非化學(xué)計量比以及催化性能之間的關(guān)系，并采用TG/DSC、XRD、TEM和SEM技術(shù)對儲氧材料進(jìn)行性能表征，從而研究儲氧材料儲放氧性能與氧傳輸（擴(kuò)散、電導(dǎo)）性能關(guān)系和機(jī)理。
　　研究表明：通過尿素分解法制備的儲氧材料具有完整的鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)，并且所制備試樣的平均粒徑較小，沒有發(fā)生嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象，具備納米材料的優(yōu)異性能；與純LaCoO3和LaM

4、nO3相比，摻雜Sr2+后試樣晶胞參數(shù)a0均有微量的增大。以La0.8Sr0.2MnO3和LaMnO3為研究對象，我們可以發(fā)現(xiàn)，由于Sr2+取代了LaMnO3結(jié)構(gòu)中部分La3+，為了保持電中性，Mn由Mn3+變?yōu)镸n4+進(jìn)行補(bǔ)償，因此造成晶胞體積增加，并導(dǎo)致晶格缺陷產(chǎn)生；對儲氧材料LaCoO3、LaMnO3、La0.8Co0.2MnO3、La0.8Sr0.2CoO3和La0.8Sr0.2MnO3試樣進(jìn)行綜合熱分析結(jié)果表明，試樣放養(yǎng)量從高

5、到低排序為La0.8Sr0.2CoO3>La0.8Sr0.2MnO3>LaCoO3>La0.8Co0.2—MnO3>LaMnO3；在氧氣和氫氣氣氛下儲氧材料La0.8Sr0.2MnO3的阻抗隨溫度的升高逐漸減小，而且隨著氧氣→氫氣氣氛的變化，儲氧材料La0.8Sr0.2MnO3的阻抗有減小的特征。即隨著氧分壓的增加，交流阻抗值逐漸增加；LaMnO3在氧氣氣氛下測得的電導(dǎo)具有兩個平臺，而在氫氣氣氛中，400℃以上，試樣的電導(dǎo)隨著頻率的改變