一种双钙钛矿金属氧化物催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种双钙钛矿金属氧化物催化剂，所述双钙钛矿金属氧化物催化剂通式为LaSrFeMo1-xCoxO6，其中，0.1≤x≤1。本发明专利技术中一共提出了共沉淀法、溶胶凝胶法、反相微乳液法、硬模板法四种方法制备了一系列双钙钛矿金属氧化物催化剂，通过采用一些硝酸盐、碳酸铵、柠檬酸及葡萄糖等作为原料，原料来源广，容易获取，成本低；在特定的反应步骤和工艺参数条件下，经特定高温焙烧形成了完整的双钙钛矿晶型，整个制备方法简单，且产率较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及催化剂
，尤其涉及一种双钙钛矿金属氧化物催化剂及其制备 方法。
技术介绍
天然气由于其储量丰富、价格低廉、污染小等特点被称为新一代"清洁能源"，我国 天然气储量丰富，主要成分甲烷体积含量常达80-90 %或更高。甲烷结构稳定，其燃烧比其 他烃类需要更高的火焰温度，高温燃烧易造成氮氧化物的生成。天然气的催化燃烧是一种 可控反应，起燃温度低，能在过量空气中燃烧较完全，不但热效率高，而且可以有效消除NOx 和CO排放，具有节能和环保优点，可以应用于能源利用和废气处理等众多产业。开发适合 CH4催化燃烧的催化剂逐渐成为人们研宄的重点。 目前应用于甲烷催化燃烧的催化剂有贵金属和复合氧化物催化剂。贵金属催化剂 活性高，但其价格昂贵，且在高温下易积碳，没有得到广泛的应用。由于双钙钛矿骨架结构 中的阳离子具有一定的可取代性，会产生氧空穴或过渡金属氧化物价态变化而形成缺陷， 由此可以改变氧的吸脱附性质，提高催化性能。钙钛矿催化剂由于具有高的活性和稳定性 吸引了广大学者的关注。早在20世纪70年代初，Iibby等首先开辟了应用钙钛矿型氧化 物催化碳氢化合物的工作，其中钙钛矿型氧化物LaC 0OJi甲烷表现出很高的催化活性，在 LahSrxMO3 (0〈x〈0. 4)催化剂上，当M为Mn、Co和Fe时，有较高的甲烷燃烧活性，但是对于 双层钙钛矿型氧化物在此方面的研宄和报道却很少。2004年，研宄人员首次发现了利用柠 檬酸分解法合成了 31^成〇06并作为甲烷高温燃烧的催化剂，显示出较好的应用背景。但 是到目前为止，把其他双层钙钛矿型复合氧化物应用于催化甲烷燃烧还未见报道，而且稀 土双层钙钛矿型作为甲烷燃烧催化剂则更为少见。在双层钙钛矿型复合氧化物制备方法中 多采用固相法、水热合成法、溶胶凝胶法等，这些方法制备的产品具有纯度高、粒度均匀细 小等特点，一直以来也普遍受到人们关注。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种双钙钛矿金属氧化物催化剂及 其制备方法。所述催化剂是一种热稳定好、活性高、适用于工业化应用的双钙钛矿型金属氧 化物催化剂，且能在较低温度下将甲烷完全催化燃烧。 本专利技术提出的一种双钙钛矿金属氧化物催化剂，所述双钙钛矿金属氧化物催化剂 通式为 LaSrFeMohCoxO6，其中，0· 1<χ<1。其中，χ = 0· 3 或 χ = 0· 5 或 χ = 0· 7 或 X = 0· 9 〇 本专利技术还提出了一种所述双钙钛矿金属氧化物催化剂的制备方法，包括如下步 骤： Sl、将 La(NO3)3 · 6H20、Sr (NO3) 2、Fe(NO3)3 · 9H20 和 Co(NO3)2 · 6H20 溶于去离子水 中得到第一溶液；将MoO3溶于氨水中得到第二溶液； S2、将SI得到的第一溶液、第二溶液和（NH4)2C03溶液加入反应器中搅拌并搅拌得 到反应液； S3、将S2得到的反应液静置后，抽滤，洗涤，干燥得到物料A ; S4、将S3得到的物料A研磨后置于马氟炉中焙烧，再进行压片，过筛得到双钙钛矿 金属氧化物催化剂。 优选地，所述双钙钛矿金属氧化物催化剂的制备方法，包括如下步骤： 51、按摩尔份将1份1^(勵3)3.6!120、1份51'(勵 3)2、1份？6(勵3)3.9!120和11份 Co (NO3) 2 · 6H20溶于去离子水中得到第一溶液，溶液浓度为0. 25-0. 6mol/L，将X份此03加 入氨水中，完全溶解后得到第二溶液，其中〇. I < X < 1 ; S2、将Sl得到的第一溶液、第二溶液和浓度为0. 4-0. 6mol/L的（NH4)2CO3溶液加 入反应器中加热并搅拌得到反应液，加热温度为50-70°C，搅拌时间为l_2h，搅拌过程中反 应液的pH值为6. 5-9 ; S3、将S2得到的反应液静置2-4h后，真空抽滤，洗涤，干燥得到物料A，其中干燥温 度为100-140°C，干燥时间IO-Hh ; S4、将S3得到的物料A研磨后置于马氟炉中焙烧，焙烧温度为700-900°C，焙烧时 间为3-5h，再进行压片，压片压力为20~30MPa，接着过40-60目筛得到双钙钛矿金属氧化 物催化剂。 优选地，在Sl中，第一溶液的浓度可以为0· 3mol/L、0. 33mol/L、0. 35mol/L， 0. 39mol/L、0. 43mol/L、0. 47mol/L、0. 50mol/L、0. 52mol/L、0. 55mol/L、0. 57mol/L。 优选地，在SI中，氨水的浓度为25_28wt% ; 优选地，在 S2 中，加热温度为 52°C、54°C、55°C、57°C、62°C、63°C、65°C、66°C、 67°C、68°C ;搅拌时间为 I. 2h、l. 3h、l. 4h、l. 5h、l. 6h、l. 7h、l. 8h、l. 9h ;搅拌过程中反应液 的 pH 值为 6· 8、7· 0、7· 2、7· 5、8· 0、8· 2、8· 5、8· 7、8· 9。 优选地，在 S3 中，干燥温度为 105°C、110°C、115°C、120°C、125°C、130°C、135°C ;干 燥时间为 10. 5h、llh、ll. 5h、12h、12. 5h、13h、13. 5h。 优选地，在 S4 中，焙烧温度为 720°C、740°C、760°C、800°C、820°C、830°C、860°C、 880°C ;焙烧时间为 3. 2h、3. 4h、3. 6h、3. 8h、4. 0h、4. 3h、4. 6h、4. 8h。 本专利技术还提出了一种双钙钛矿金属氧化物催化剂的制备方法，包括如下步骤： 51、将1^(勵3)3.6!120、51'(勵 3)2、卩6(勵3)3.9!120和(：〇(勵 3)2.6!120溶于去离子水 中得到第一溶液；将MoO3溶于氨水中得到第二溶液；将柠檬酸或者纤维素溶于去离子水中 得到第三溶液； S2、将Sl得到的第一溶液、第二溶液、第三溶液加入反应器中加热并搅拌得到凝 胶前驱体； S3、将S2得到的凝胶前驱体先干燥，研磨，再置于马氟炉中焙烧，然后压片，过筛 得到双钙钛矿金属氧化物催化剂。 优选地，所述双钙钛矿金属氧化物催化剂的制备方法，包括如下步骤： S1、按摩尔份将 1 份 La(NO3)3 · 6H20、1 份 Sr(N03)2、l 份 Fe(NO3)3 · 9H20 和 1-x 份 Co(NO3)2 · 6H20溶于去离子水中得到第一溶液，溶液浓度为0. 25-0. 6mol/L ;将X份MoO3 加入氨水中，完全溶解后得到第二溶液；将柠檬酸或者纤维素溶于去离子水中得到第三 溶液，其中柠檬酸或者纤维素的物质的量是总金属离子的I. 2-1. 5倍，第三溶液浓度为 0. 6-1. Omol/L ； S2、将SI得到的第一溶液、第二溶液、第三溶液加入反应器中进行加热并搅拌反 应得到凝胶前驱体，加热温度为50-70°C，搅拌过程中反应液的pH值为6. 5-9,搅拌时间为 1-2h ； S3、将S2得到的凝胶前驱体先干燥，干燥温度为110-130°C，干燥时间为10_14h， 接着研磨，再置于马氟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双钙钛矿金属氧化物催化剂，其特征在于，所述双钙钛矿金属氧化物催化剂通式为LaSrFeMo1‑xCoxO6，其中，0.1≤x≤1。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑建东，侯金松，冯建华，
申请(专利权)人：滁州学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34