钙钛矿型稀土催化剂的制备及性能研究+文献综述(8)
5.1.3CO氧化反应催化活性
样品1 样品2 样品3 样品4
T50 350 340 280 280
T100 430 410 380 380
表5-1 (不同量的PEG催化剂的CO氧化反应催化活性)
表5-1为四个样品在CO氧化反应中T50和T100的数据（50%的转化率的温度以及100%转化率的温度）。从表5-1可以看出样品3和样品4的T50和T100低，而样品1和样品2的T50和T100高，由此可以得出PEG含量多有利于LaCoO3的催化活性的增高，但是当PEG为9和12克时其活性相差不大。
5.2 A位掺杂离子对LaCoO3催化剂的影响
金属离子A本质上不直接参与反应，但是它会在某种程度上影响钙钛矿催化剂的结构和催化性能。A离子不但起到稳定钙钛矿结构的作用，而且通过异价离子部分掺杂等方法可以控制过度金属离子B的电子状态、B离子的分散状态以及晶体的氧键能，间接影响催化剂的催化性。因此选择适当的A位掺杂离子，通过导致钙钛矿型晶格畸变、晶格缺陷、元素非正常价态、扩大催化剂比表面积，从而提高催化剂的活性。本课题采用+2价的碱土金属离子以及相同化合价态的稀土离子（Ce3+ 、Y3+）作为A位离子的掺杂，考察不同掺杂离子的LaCoO3在CO氧化反应中的催化活性。
5.2.1 XRD表征
图5-3 (A位掺杂离子催化剂XRD表征)
图5-3为在A为掺杂少量离子的LaCoO3的X-射线衍射图。图5-3所示，XRD图谱中只检测到钙钛矿LaCoO3的衍射峰，没有其他杂相的形成，说明掺杂离子的含量较少，没有改变钙钛矿结构。
5.2.2 SEM表征
图5-4 不同催化剂（负载不同粒子）的SEM图
图5-4 B-1——B-5 分别给出的是5-9号样品 La0.5M0.5CoO3 的SEM图。
图5-4为不同掺杂离子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[33]，因此没有观察到明显的团聚现象。但是样品9和10的团聚现象比其他的样品的要严重。
5.2.3 CO氧化反应催化活性
La0.8Sr0.2CoO3 La0.3Ba0.2CoO3 La0.8Ca0.2CoO3 La0.8Ce0.2CoO3 La0.8Y0.2CoO3
T50 300 285 285 225 285
T100 330 320 320 290 310
表5-2 A位掺杂离子催化剂CO氧化反应催化活性
表5-2为样品5-10在CO氧化反应中T50和T100的数据（50%的转化率的温度以及100%转化率的温度）与纯的LaCoO3的催化剂相比（T50和T100分别为340和410相比）它们的转化温度要降低，说明掺杂离子之后其催化活性要增强。这是因为钙钛矿结构的LaCoO3中虽然掺杂了价态较低的M2+,但是没有改变钙钛矿稳定的晶体结构，并且表面增加了较多的氧空位和可变的Co3+/Co2+离子，增加了催化表面的催化活性中心，从而提高了催化剂的催化活性。其中5个样品中，以Ce3+掺杂的LaCoO3的催化剂的催化活性最好, T50和T100的温度为225和290，可见Ce掺杂对催化活性有很大的改善，主要是由于铈具有一定的储放氧功能，同时Ce掺杂对钙钛矿中A位进行替代，非化学计量平衡破坏使得氧空位及缺陷增加，亲电子氧物种增加，并对B位原子价态起到稳定的作用。因此在这种掺杂离子的LaCoO3催化剂中，La0.8Ce0.2CoO3样品其催化活性最活泼，转化温度最低。
5.3 B位掺杂离子的LaCoxNi1-xO3（x=0.2,0.3,0.5,0.7）的结果与分析
在ABO3型钙钛矿晶体结构中，B离子处于氧离子堆成的八面体空隙中，B离子不同必然导致它们与氧离子的键合程度不同，从而影响到它们的性能，如导电型、催化活性等。事实上，B位离子在钙钛矿型氧化物催化剂中是活性中心，它是催化活性的主要决定者，因此它的选择很重要。由多种B位元素组成的钙钛矿型氧化物，在许多情况下会产生协同效应，但其催化活性与B位简单氧化物之间并不存在加和关系。如B位掺杂的LaxSr1-xCo1-yFeyO3、LaxSr1-xB1-yByO3、（B:Mn, Fe; B：Fe, Cu）等，由于其B位元素间的协同效应导致了催化剂活性的提高，这是催化剂设计的一个有利的工具。但是关于B位以Co，Ni进行掺杂的研究较少,因此在本论文中选择Ni离子作为B位离子的掺杂，研究其催化活性。