钙钛矿型稀土催化剂的制备及性能研究+文献综述(7)
2 将上述四组溶液分别加入0.4mmolCo(NO3)3,1.6mmolNi(NO3)3；0.6mmol Co(NO3)3,1.4mmolNi(NO3)3；1.4mmol Co(NO3)3,0.6mmolNi(NO3)3；1.0mmol Co(NO3)3,1.0 mmolNi(N03)3。放入85℃水浴中搅，蒸发水分。待上述溶液形成溶胶后，继续搅拌，使其继续蒸发水分，形成凝胶。将干凝胶放入马弗炉中，在600℃下预煅烧5小时。预煅烧完之后，将产品在研钵研磨15分钟。得到产品 LaCoxNi1-xO3 超细粉体。将样品装入瓶子中，并贴好标签。并将样品做x射线衍射分析和透射电镜分析，制得的样品分别标为样品10 – 13 （分别为LaCo0.2Ni0.8O3，LaCo0.3Ni0.7O3，LaCo0.5Ni0.5O3 ,LaCo0.7Ni0.3O2）。
4 催化剂的表征
4.1. X-射线衍射分析(XRD)
用X射线衍射仪(日本理学D/MAX-ⅢA型，Cu石墨单色器，λ为0.15418 nm)表征催化剂晶型。通过Scherer公式(D=Κλ/βCosθ)计算产物的晶粒尺寸.
4.2.扫描电镜分析X-射线衍射分析（SEM）
所制备样品的形貌用JEOL JXA-840型扫描电子显微镜进行表征。
4.3 低温N2 吸脱附等温线(BET)
样品的比表面积和孔分布是在Micromeritics ASAP-2020物理吸附仪上测试。测定前将样品在真空下250℃脱气约6 h，再在液氮温度(-196℃)下进行吸附，比表面积采用BET方程计算求得，由N2吸附等温线求得孔容和孔径分布等。
4.3 CO氧化反应催化活性的表征
采用小型固定床连续流动反应装置，反应管为不锈钢管，内径为Ø3.5 mm，长度为35 cm，放置于加热炉或冷阱内以便控制反应温度。由反应管出来的气体经流量计计量后放空，在反应管后有取样点[30]，尾气可经色谱热导检测器检查。
具体评价方法如下：称取制备好的催化剂0.05g(粒径为0.2～0.4 mm)装入反应管中，调节混合气(1%CO，10%O2，89%N2)流量为20 ml/min，所进行的反应为CO氧化反应，反应温度由低到高，每隔5～10℃取样分析，每个温度点停留15～20 min，直到CO完全转化。催化剂的活性采用使CO完全转化的最低温度点T100％来表示，此温度越低，表明CO越容易转化，表明催化剂的催化活性越好；或者以某温度下CO的转化率来表示。
使用FL9500型气相色谱仪在线分析反应混和气中CO的含量，桥电流为220mA，柱箱温度为80℃。反应产物通过吹冰通阀取样，用热导池(TCD)检测，采用碳分子筛色谱填充柱，CO最少可检测体积浓度为5.0×10-5(50 ppm)。实验反应如图2.1所示。
图2.1 催化活性侧试系统
5 催化剂的讨论与结果分析
5.1 不同量的PEG对催化剂活性的影响。
5.1.1 XRD 表征
图5-1 (不同量的PEG催化剂XRD表征)
图5-1为不同PEG含量的产物的X-射线衍射图。图中可以看出，当PEG含量较低的时候获得的产物的结构为纯的钙钛矿结构，而当PEG的含量为9和12克时，产物的XRD图出现多相，包括La(0H)3的峰以及LaCoO3的峰。因此我们可以推出以乙醇为溶剂，柠檬酸为络合剂，以PEG为分散剂，溶胶凝胶法自然法可以成功地制备出钙钛矿型LaCoO3。用这种方法可以降低钙钛矿结构形成的温度，以及成胶的时间。一般文献报道，用柠檬酸溶胶凝胶法成胶需要的时间要超过10小时[31]，而在本论文中涉及的成胶时间只需2个小时。节约了反应时间，另外由于大量的有机物的存在，有机物分解放出来的热量可以有效地降低晶型形成的温度。
5.1.2 SEM 表征
图5-2不同催化剂的SEM图
图5-2 A-D分别给出的是1-4号样品的未进行前处理的SEM图。
图5-2.A 是 PEG=3g 催化剂
图5-2.B 是 PEG=6g 催化剂
图5-2.C 是 PEG=9g 催化剂
图5-2.D 是 PEG=12g 催化剂
图5-2为不同PEG含量的产物的扫描电镜图。图中可以看出，得到的产物呈现分散的纳米颗粒形貌，由于焙烧温度较低，因此没有观察到明显的团聚现象。形成这种形貌的原因主要是因为我们采用了柠檬酸络合剂法形成的网状结构，另外添加了PEG作为分散剂，较低了颗粒团聚现象出现的几率[32]，有效地控制产物的尺寸以及形貌。由于实验条件的限制未能还清楚地观察到产物的具体颗粒大小。