銅錳復(fù)合氧化物變換催化劑的沉淀法可控合成.pdf

1、本文采用沉淀法合成銅錳復(fù)合氧化物,運(yùn)用微反色譜、XRD、TPR、TG/DTA、TEM和BET等測(cè)試與表征技術(shù),研究加料方式對(duì)催化劑織構(gòu)和催化性能的影響,探討了催化劑化學(xué)組成、織構(gòu)及性能與合成方式及工藝參數(shù)控制之間的關(guān)系。正加法(堿液滴入母液中)的研究表明,在一定范圍內(nèi),較高的堿液濃度有利于晶體結(jié)構(gòu)的形成和長(zhǎng)大,隨著堿液濃度的提高,焙燒前后樣品結(jié)晶度均提高,焙燒后比表面積下降幅度降低,樣品的還原溫度升高,干燥后樣品的含水量降低,樣品中低價(jià)

2、銅錳離子保留的更多。適宜中和的沉淀溫度是制備高耐熱活性銅錳復(fù)合氧化物催化劑的關(guān)鍵,沉淀溫度過(guò)高過(guò)低都不能得到結(jié)構(gòu)和性能良好的催化劑。正加法優(yōu)化的堿液濃度為4mol/l、沉淀溫度為45℃時(shí)所制備催化劑的耐熱活性最好。反加法(母液滴入堿液中)的研究表明,母液銅錳比是決定銅錳復(fù)合氧化物催化劑的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)鍵因素,只有當(dāng)銅錳比在10.5之間,才能制備出耐熱活性好的銅錳復(fù)合氧化物催化劑,其物相主要由單一的Cu1.5Mn1.5O4組成。隨著沉淀反

3、應(yīng)時(shí)間的加長(zhǎng),樣品的結(jié)晶度提高,相應(yīng)的耐熱活性也提高。當(dāng)銅錳比<1時(shí),前驅(qū)體樣品中主要由Cu2+1O和Mn3O4兩種物相組成,但隨著銅錳比的減少,Mn3O4逐漸增強(qiáng),而Cu2+1O逐漸減少;當(dāng)銅錳比>1時(shí),所制備的催化劑樣品除了以上兩種物相外,還有Cu(OH)2物相存在,隨著銅錳比的提高,Cu2+1O和Mn3O4含量逐漸降低,當(dāng)銅錳比提高到2以上后,樣品以Cu(OH)2相為主。經(jīng)過(guò)焙燒,銅錳比<1時(shí)樣品由Cu1.5Mn

4、1.5O4和Mn3O4組成,隨著錳含量的增加Cu1.5Mn1.5O4含量降低;當(dāng)銅錳比>1時(shí),除了Cu1.5Mn1.5O4以外,樣品中出現(xiàn)了CuO和Cu0.451Mn0.549O2晶相,隨著銅錳比的提高,樣品氧化態(tài)中CuO含量逐漸增多。并流法(堿液與母液同時(shí)滴入沉淀反應(yīng)器)的研究表明,中和與前兩種方法相比該過(guò)程控制困難,并流過(guò)程沉淀體系的變化既受體系內(nèi)的影響,又受到所加母液及沉淀劑的影響,過(guò)多的影響因素使過(guò)程處于強(qiáng)制非穩(wěn)定狀態(tài),致