钙钛矿型稀土催化剂的制备及性能研究+文献综述(5)
共沉淀法仅需2h，而溶胶凝胶法需要4h才能保证钙钛矿的充分形成。另一方面，凝胶化和干燥过程蒸发大量溶剂所带来的高能耗限制了其在工业上的发展。不过近年来，超临界流体干燥、冷冻干燥以及微波干燥等干燥技术的发展[23]，又重新使这一方法获得推广。
在所有干燥方法中，溶剂置换是对湿凝胶干燥的一个很好方法，即采取一定的措施，置换出液相法制备纳米粉体过程中残留的水，如使用溶剂置换超临界有机溶剂干燥、溶剂置换超临界二氧化碳萃取干燥等。目前，对湿凝胶的溶剂置换干燥方法，王宝和、张伟等对其进行了系统的研究，其中包括：1)溶剂置换自然干燥，2)溶剂置换箱式干燥，3)溶剂置换冷冻干燥，4)溶剂置换超临界干燥，5)溶剂置换固定床干燥，6)共沸蒸馏干燥，7)溶剂置换微波干燥。本研究拟利用溶剂置换共沸蒸馏方法进行柠檬酸溶胶一凝胶法制备LaCoO3．超细粉体时湿凝胶的干燥，并与单纯的真空干燥方法相比，探索最佳的制备及干燥条件。
共沸蒸馏干燥是溶剂置换的1种，所生成的湿凝胶[24]，除了用有机溶剂洗涤置换自由水以外，还可以采用共沸蒸馏有效地除去自由水。在湿凝胶中加入合适的醇类有机物，混合后进行共沸蒸馏，可消除氢键作用的可能，并且取代羟基的有机长链分子能产生很强的空间位阻效应，使化学键合的可能性降低，因而可以防止团聚体的形成。
综合考虑以上各种方法，本课题首先采用柠檬酸溶胶凝胶法合成LaCoO3超细粉末，主要对其湿凝胶的干燥脱水问题做初步的研究，以防止预煅烧及煅烧阶段发生团聚，从而制备出分布均匀的超细粉体[25]。1)采用共沸蒸馏方法，将湿凝胶中的水分去除，并与真空干燥比较干燥效果；2)制备出分散性好的超细的钙钛矿型钴酸镧，并与真空干燥方法比较所得产品的粒度大小。
1.5本文的选题和研究内容
1.5.1本文的选题
本课题主要研究系列稀土复合氧化物LaCoO3，以及其他碱土金属离子及稀土离子A位掺杂，Ni离子B位掺杂的物性对催化剂催化氧化CO活性的影响。钙钛矿复合氧化物LaCoO3由于在催化方面具有十分重要的应用价值和广泛的应用前景[26]，对降低燃气的红外衰减具有突出的作用[27]。在含NO2、CO及碳氢化合物的汽车尾气处理中，与其他过渡元素的复合体系具有优越的催化性能。目前，关于钙钛矿复合氧化物研究的范围很广泛，也较深刻，发表了大量研究报告，有关制备和应用的专利也较多。但是实际应用却存在许多困难。目前钙钛矿金属氧化物在很多方面还存在着不足，如：催化氧化活性方面，促进完全燃烧速度比不上贵金属；由于硫中毒原因，其寿命较短，这些等等都阻碍了钙钛矿金属复合氧化催化剂在工业上的实际应用。因此，对于钙钛矿复合氧化物催化剂的研究，不论是在催化剂的制备方法[28]，还是在催化的机理研究、物理化学性质等方面都还有很多的工作要做。本课题正式基于此探索制备方法合成钙钛矿型的稀土催化剂，并设计出性能较为优良的催化剂。
1.5.2 本文的主要研究内容
（1）优化溶胶凝胶法，以乙醇为溶剂，PEG为分散剂，柠檬酸溶胶凝胶法合成LaCoO3纳米材料;
（2）以最佳条件，采用溶胶凝胶法合成A位离子掺杂的LaCoO3化学式为 LaxM1-xCoO3(M = Ba, Sr, Ca, Ce, Y)；
（3）以最佳条件，采用溶胶凝胶法合成B位离子掺杂的LaCoO3化学式为LaNi1-xCoxO3
（4）以CO氧化为目标反应，考察制备条件对形貌-结构-性能的相互关系，另外，研究不同掺杂离子对LaCoO3催化剂的结构及催化活性的影响[29]，创制高性能的稳定性好的催化新材料。