过渡金属氧化物在ZSM-5中分布形态研究(4)
La0.8Sr0.2CoO3催化剂在800℃时，NO生成N2的转化率可达72%；利用脉冲反应器考察过多种钙钦矿型氧化物的催化活性，发现YBa2Cu3O7-X也表现出分解NO的活性；报道称MgO上负载的YBa2Cu3O7-X具有比Pt系催化剂更高的活性，认为这是由于可变价的阳离子(Cu2+←→Cu+)和它们临近的氧缺位是NO活化的活性中心。有研究发现Nd2-XSrXNiO4(X=0-1.0)系催化剂对NO分解反应有较高的活性，他们认为氧空位在NO的催化分解反应中起着重要作用。NO分子首先吸附在Ni2+邻近的氧空位上，Ni2+将电子传给NO分子使N-O键弱化，从而使NO分解，氧空位的存在增大了晶格氧的活动性，利于活性位再生循环的进行。赵震等研究了La2-XSrXCuO4±λ系列催化剂对NO的分解性能，结果表明，在X=0.0-1.0范围内，所有样品都具有A2BO4结构，发现NO分解活性与氧空位的浓度有关，与不同价态Cu离子的含量之间无直接关系。同时其又用柠檬酸络合法合成了K2NiF4结构的LnSrNiO4-λ系列稀土取代类钙钛石型复合氧化物催化剂，并对其催化分解NO的性能进行了研究，结果发现，该系列复合氧化物催化剂对NO分解活性都很高，900℃时NO的转化率大于90%，有研究表明在钙钛矿La1-XSrXM1-yMyO3-5上NO催化分解反应，发现其催化活性要高于其它金属氧化物。据研究表明，以钴铝水滑石焙烧产物复合氧化物为催化剂直接分解NO，发现此催化剂以还原态存在时，其脉冲催化分解活性在450℃时为100%，加入少量Pt或Ag可以极大地提高催化剂的稳定性。
钙钛矿型复合氧化物的特点是热稳定性好和容易脱附氧，从而形成有氧空位、表面带负电的活性位。但是这类催化剂低温活性差，空速较高时活性较低，对SO2非常敏感、易中毒，而且由于其一般用高温烧结制备，催化剂的比表面较小，催化活性不高。
(3)分子筛催化剂
通过对SCR催化剂的大量研究，发现H-ZSM-5以及过渡金属离子交换的沸石分子筛材料是活性比较强的NOX还原催化剂，它们适用于较宽的温度范围，并且克服了矾类催化剂的缺点。20世纪70年代初，美孚公司首先开发出了ZSM-5沸石,它是一种具有独特的三文通道结构和酸强度分布的形状选择沸石，大多数孔径在0.55 nm左右，具有高硅铝比和亲油疏水的特性，同时热稳定性和催化活性很高，常应用于石油化工过程中改善催化裂化汽油质量和生产乙烯、丙烯等重要的化工原料。但由于其表面质子酸和非质子酸的不同，本身的催化作用有限，于是人们将各种活性组分负载到分子筛的孔道及表面上，形成杂原子分子筛，改变两种酸的比例，这样可以起到更好的催化效果，如以B、Fe、Ti、Cr、Ga等原子同晶取代骨架Si、Al元素合成杂原子ZSM-5分子筛催化剂[16]。
在1956年，Iwamoto[17]等人发现Cu-ZSM-5对NOX分解有较高的催化活性，具有直接将NO分解为N2和O2的能力，但随即人们又发现，尽管可以有所改进，但始终无法改变Cu-ZSM-5在水蒸气和二氧化硫存在时迅速失活的特性，而这两种气体在实际工作条件下是必然存在的，这导致了Cu-ZSM-5催化剂直接分解NO离实际应用相差很远。之后人们又再次发现，Fe-ZSM-5在较高浓度的H2O，NO，O2，SO2的存在下对N2O的直接催化分解具有高活性和稳定性[18]，同时由于Fe参与分子筛骨架的构成，可以调变其酸中心，在异构化、脱氢等反应中显示了优良的催化性能；而Fe/ZSM-5上α-site以及α-氧物种对甲烷氧化所表现出来的具有酶催化特性的高活性和选择性，对理论研究以及天然气的利用均具有重大意义，引发了科研人员对Fe-ZSM-5的研究热潮。
2. 分子筛催化剂Fe-ZSM-5
2.1 分子筛催化剂Fe-ZSM-5的合成方法
(1)水热合成法
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