負載型鈣鈦礦催化劑消除CO和N-,2-O的研究.pdf

1、汽車排氣中含有大量的CO和一定量的N<,2>O.該文采用28~50mesh的莫來石顆粒為載體,以檸檬酸鹽法制備了一系列負載型La<,2-x>Sr<,x>CuO<,4>和La<,2-x>Sr<,x>NiO<,4>復(fù)合金屬氧化物催化劑,XRD和SEM表征了它們的結(jié)構(gòu),并在CO氧化和N<,2>O分解的反應(yīng)中進行了活性和動力學(xué)的研究.負載在莫來石上的La<,2-x>Sr<,x>CuO<,4>催化劑用于CO氧化時,在低于300℃的溫度范圍內(nèi)都可以

2、達到很高的CO轉(zhuǎn)化率,在400℃都完全轉(zhuǎn)化;隨著x的值的增大,催化活性也增大;x為0.8與1.0時的兩種催化劑的性能接近且好于其它配方,當(dāng)用于FCC再生過程的助燃劑時,以配方為x=0.8時最好.SEM的表征表明在x=0.8和1.0時,負載在莫來石上的La<,2-x>Sr<,x>CuO<,4>呈小粒狀,分散度高,有明顯的晶體形態(tài)和光澤,為解釋其較高的活性提供了依據(jù).XRD的表征表明,實驗所用催化劑為K<,2>NiF<,4>型鈣鈦礦復(fù)合氧化

3、物.特征峰的強度隨著x值的增加有不同程度的增強,特征峰強度的變化為后面解釋催化劑活性的變化提供了結(jié)構(gòu)上依據(jù).負載在莫來石上的La<,2-x>Sr<,x>CuO<,4>催化劑用于N<,2>O分解時,隨著x的值的增大,催化活性也增大.反應(yīng)的宏觀動力學(xué)的研究表明,這一系列的復(fù)合氧化物對于N<,2>O的分解反應(yīng)是一級反應(yīng).對于反應(yīng)的機理,在0≤x≤0.4時,隨著x的增加,Cu<'3+>的含量增加很快而催化活性增加較慢;在0.6≤x≤1.0時,隨

4、著x的增加,氧空位的含量和催化活性都增加很快,所以認為N<,2>O的分解反應(yīng)主要和氧空位密切相關(guān).負載在莫來石上的La<,2-x>Sr<,x>NiO<,4>催化劑用于N<,2>O分解時,除了x=0之外的情況,在相同溫度下,隨著x值的增大,催化活性也增大,當(dāng)x=1.0時,催化活性最好.N<,2>O的轉(zhuǎn)化率和Ni<'3+>的含量都隨著x的增加而增加,所以Ni<'3+>是La<,2-x>Sr<,x>NiO<,4>系列催化劑用于N<,2>O分解

5、的活性離子.La<,2-x>Sr<,x>NiO<,4>摻入Sr<'2+>越多,形成氧缺陷越多,穩(wěn)定Ni<'3+>越多,晶格氧的數(shù)量也越多,從而提高催化劑的氧化還原能力,提高催化劑分解N<,2>O的轉(zhuǎn)化率.XRD實驗表明,La<,2-x>Sr<,x>NiO<,4>(0≤x≤1)都能保持單相的K<,2>NiF<,4>鈣鈦礦結(jié)構(gòu).動力學(xué)實驗表明該反應(yīng)對于N<,2>O是一級反應(yīng).將所得的活化能值對與之對應(yīng)的lgk<,0>作圖,得到很好的反應(yīng)活性