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钙钛矿型复合氧化物催化剂的制备方法及影响其活性因素

2020-03-18      243

目前,催化剂得到应用的一个重要环节就是它的制备方法。对于同样催化组分,要充分发挥其催化性能必须控制其物理结构性能。

 

催化粒子一般要求具有较高比表面、缺陷、超细,合理的活性物质的分布等。由于催化燃烧是一种表面反应,大比表面积有利于催化剂对气体的吸附,增强其催化活性。为保持高催化活性,催化粒子必须有较高比表面积,而获得超细粒子则是达到这一目的的有效途径。

超细离子的制备技术发展迅速,已基本实现了制备纳米级的催化剂。实验室微型喷雾干燥机干燥制备。

 

许多研究者通过纳米技术来合成钙钛矿型复合氧化物,以提高这类催化剂的比表面和催化活性。催化剂的活性与其中氧空位的数目、晶格中氧离子的活性以及比面面积都有很大关系,而这与制备方法密切相关,选择合适的制备方法是合成性能优良的钙钛矿型复合氧化物的关键,钙钛矿型复合氧化物的制备方法一般有机械法,共沉淀法,溶胶凝胶法,微乳液法等。

 

2干燥方法对催化材料性能的影响

不仅制备方法对催化剂的性能有影响,不同制备工艺中的制备条件如干燥方式、烧结温度,烧结时间等对催化剂的性能均有影响。

 

现在的催化剂粉体多制备成纳米级或微米级的颗粒,微粒的表面能大,在干燥过程中,颗粒与溶液之间存在界面经力,易产生孔的塌陷及颗粒聚集,因此在溶液反应制备催化剂粉体的过程中,干燥是极其关键步聚。

 

在催化剂制备过程中的干燥通常用于沉淀物干燥,成型后物料干燥及浸渍后产品干燥。干燥方法在制备催化剂制备及催化剂再生过程中具有重要的影响。利用喷雾干燥设备可以降低催化剂的粒径,提高比表面积,从而提高催化剂的催化活性。

 

不仅制备方法对催化剂的性能有影响,不同制备工艺中的制备条件如干燥方式、烧结温度,烧结时间等对催化剂的性能均有影响。

 

现在的催化剂粉体多制备成纳米级或微米级的颗粒,微粒的表面能大,在干燥过程中,颗粒与溶液之间存在界面经力,易产生孔的塌陷及颗粒聚集,因此在溶液反应制备催化剂粉体的过程中,干燥是极其关键步聚。

在催化剂制备过程中的干燥通常用于沉淀物干燥,成型后物料干燥及浸渍后产品干燥。干燥方法在制备催化剂制备及催化剂再生过程中具有重要的影响。利用喷雾干燥设备可以降低催化剂的粒径,提高比表面积,从而提高催化剂的催化活性。

 

2影响钙钛矿催化剂的活性的因素

钙钛矿型材料在催化剂中即可作为贵金属催化剂的载体,也可作为活性组分,在近几十年中得到广泛关注。原因是:

一是由于它具有多种优异的物理化学性能与催化性能;

二是由于它非氧化学计量,催化组分的可变性,使得可通过选择合适替代物来控制金属离子的价态。

 

另外,A位、B位的金属离子被其它离子各自部分替换所形成的多组分混合钙钛矿型化合有三种类型,其表面组成和体相组成会发生很大的改变,带来材料物性相应的变化。

 

那么影响钙钛矿催化剂的活性的因素有哪几种呢?

  1. 由于钙钛晶胞中不同的氧迁移而决定的结构缺陷。
  2. B位元素的电子结构影响金属与氧的键能。
  3. B位元素的化合价价态影响了其还原氧化性质,比如随着快速吸附释放氧而改变的正离子化合价态。
  4. A位或B位取代而影响了活性位的稳定性及分散尺度,进而影响到催化剂的催化活性。
  5. 比表面积。

 

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