钴基稀土复合材料应用研究

第一章 研究背景

1.1 催化材料概述

1.2 复合氧化物催化材料的催化性能

1.2.1 N2O的分解

1.2.2 汽车尾气催化技术

1.2.3 烟气还原脱硫

1.3 A2804复合氧化物催化材料的结构及催化性能

1.3.1 A2804复合氧化物材料的结构

1.3.2 A2804复合氧化物材料的催化性能

1.4 A2804复合氧化物催化材料的制备

1.4.1 柠檬酸络合法

1.4.2 蒸发分解法

1.4.3 固相反应法

1.4.4 聚乙二醇凝胶法

1.4.5 聚丙烯酰胺高分子凝胶法

1.4.6 DTPA络合法

1.5 催化材料的表征

1.5.1 X射线法

1.5.2 扩展X射线精细结构吸收谱

1.5.3 X射线光电子能谱

1.5.4 光谱法

1.5.5 透射电子显微镜／扫描隧道显微镜／原子力显微镜

1.5.6 有机质谱法

1.5.7 差热-热重

1.5.8 H2吸附法或氢氧滴定法

1.5.9 程序升温脱附、程序升温还原、程序升温氧化和程序升温表面反应

1.6 本书的研究目的和意义

1.7 本书的创新之处

第二章 实验方法与数据处理

2.1 实验仪器和药品

2.1.1 实验药品

2.1.2 实验气体

2.1.3 主要实验仪器

2.2 催化材料的制备

2.2.1 原料的制备

2.2.2 催化材料的制备

2.3 催化材料氧化活性评价

2.4 催化材料的结构表征

2.4.1 X射线衍射的测定

2.4.2 比表面积测定

2.4.3 透射电子显微镜

2.4.4 红外光谱

2.4.5 X光电子能谱

2.4.6 程序升温脱附(TPD)和程序升温还原(TPR)

2.4.7 碘量法标定Co3+实验

第三章 LnSrCoO4(Ln=La、Pr、Nd、Sm、Eu)催化材料结构与性能分析

3.1 LnSrCoO4(Ln=La、Pr、Nd、Sm、Eu)催化材料的物相分析

3.2 LnSrCoO4(Ln=La、Pr、Nd、Sm、Eu)催化材料的H2-TPR研究

3.3 LnSrCoO4(Ln=La、Pr、Nd、Sm、Eu)催化材料的脱附性能

3.4 LnSrCoO4(Ln=La、Pr、Nd、Sm、Eu)催化材料的催化活性比较

3.5 小结

第四章 La2-xSrxCoO4±λ(x=0.0～1.0)催化材料结构与性能的研究

4.1 La2-xSrxCoO4±λ(x=0.0～1.0)物相分析

4.2 La2-xSrxCoO4±λ(x=0.0～1.0)IR光谱研究

4.3 Co离子平均价态分析

4.4 La2-xSrxCoO4±λ(x=0.0～1.0)H2-TPR研究

4.5 La2-xSrxCoO4±λ(x=0.0～1.0)脱附性能

4.6 La2-xSrxCoO4±λ(x=0.0～1.0)XPS研究

4.7 La2-xSrxCoO4±λ(x=0.0～1.0)催化活性

4.8 小结

第五章 制备方法对LaSrCoO4催化材料结构与性能的影响

5.1 物相分析

5.2 LaSrCoO4的脱附性能

5.3 LaSrCoO4的催化活性比较

5.4 小结

第六章 掺杂、负载对LaSrCoO4催化材料结构与性能的影响

6.1 B位掺Pd的LaSrCo0.9Pd0.1O4与负载型Pd／LaSrCoO4催化材料的结构与性能

6.1.1 物相分析

6.1.2 LaSrCoO4与LaSrCo0.9Pd0.1O4的IR光谱研究

6.1.3 LaSrCoO4，LaSrCo0.9Pd0.1O4与Pd／LaSrCoO4的脱附性能

6.1.4 Pd的掺入对LaSrCoO4催化材料元素价态与表面含量的影响

6.1.5 LaSrCoO4，LaSrCo0.9Pd0.1O4与Pd／LaSrCoO4的催化活性

6.2 B位掺Cu对LaSrCoO4催化材料结构与性能的影响

6.2.1 物相分析

6.2.2 LaSrCo0.6Cu0.4O4的脱附性能

6.2.3 Cu的掺入对LaSrCoO4催化材料元素价态与表面含量的影响

6.2.4 LaSrCo0.6Cu0.4O4的催化活性

6.3 O位掺F对LaSrCoO4催化材料结构与性能的影响

6.3.1 物相分析

6.3.2 LaSrCoO4与LaSrCo0.6Cu0.4O4复合氧化物的脱附性能

6.3.3 F的掺入对LaSrCoO4催化材料元素价态与表面含量的影响

6.3.4 F-离子的位置

6.3.5 LaSrCoO4与LaSrCoO3.6F0.4复合氧化物的催化活性

6.4 载体γ-Al2O3对LaSrCoO4催化材料结构与性能的影响

6.4.1 LaSrCoO4与LaSrCoO4／γ-Al2O3复合氧化物的脱附性能

6.4.2 LaSrCoO4与LaSrCoO4／γ-Al2O3复合氧化物的催化活性

6.5 小结

第七章 结论

目前科学界对LnSrCoO4的研究仅限于K2NiF4型结构的LaSrCoO4、DySrCoO4的合成及LaSrBO4(B为Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等)中B位离子对CO氧化反应催化活性影响，对LnSrCoO4并未进行深入、系统的研究，特别是对纳米LnSrCoO4材料未见报道。Co是一种催化活性较高的元素，在许多催化反应中被广泛的应用，因此对LnSrCoO4复合氧化物这种新型材料的研究就显得很有必要。杨小毛所著的《钴基稀土复合材料应用研究》即是对这一领域展开研究讨论。《钴基稀土复合材料应用研究》采用聚乙二醇凝胶法在焙烧温度为1050℃的条件下，首次制备了LnSrCoO4(Ln=La、Pr、Nd、Sm、Eu)复合氧化物，研究了不同稀土对LnSrCo04催化材料结构与性能的影响；采用聚乙二醇凝胶法在焙烧温度为850。C的条件下制备了La2-xSrxCoO4±λ(x=0.0～1.0)复合氧化物，研究了系数x对La2-xSrxCoO4+λ催化材料的结构和性能的影响。首次采用明胶法(焙烧温度950℃)、聚乙二醇凝胶法(焙烧温度950℃)、聚丙烯酰胺-法(焙烧温度950℃、850℃、750℃)制备了LaSrCoO4复合氧化物，研究了不同制备方法对LaSrCoO4催化材料的结构和性能的影响；采用改进的聚丙烯酰胺法(于流动的空气下，以2℃／min的升温速率，焙烧温度700℃)和聚乙二醇凝胶法(空气氛下900℃焙烧14 h，流动的N2气氛下890℃焙烧14h)首次制备了B位掺Pd。掺Cu，O位掺F及Pd、γ-Al2O3负载的Co基A2BO4复合氧化物催化材料，研究了B位掺Pd、掺Cu，O位掺F及Pd、γ-Al2O3负载对LaSrCoO4催化材料的结构和性能的影响。选择CO与C3H8的氧化为探针反应对催化材料进行活性评价，通过XRD、TEM、BET、IR、TPD、TPR、XPS和碘量法等多种手段表征了催化材料的物理化学性质和结构，并与活性相关联，探讨了催化材料活性一组成一结构之间的相互关系。《钴基稀土复合材料应用研究》由杨小毛所著。