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钙钛矿型催化剂La1-xCexCoO3对一氧化氮的氧化催化研究 摘要 本文介绍了在钙钛矿氧化物中的NO的氧化性能的研究La1-xCexCoO3 (x = 0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)通过柠檬酸盐法合成钙钛矿型氧化物并以 XRD, BETand XPS为特征 。当使用铈替代催化剂时催化活性显著增强，并取得了当x=0.2时活性最大 ，但X越大活性会降低。分析表明，表面上吸附的氧对NO氧化成NO2起着重要的作用。在室温下，NO和O2共吸附层之下的表面化合物，通过红外光谱和TPD实验进行了研究。有三个品种形成在表明上分别是：桥接硝酸盐，次硝酸和单齿硝酸盐。热稳定性的顺序为：单齿硝酸盐 次硝酸 桥接硝酸盐。其中，仅单齿硝酸盐在300摄氏度以上会分解，解除吸附变为NO2进入气相。当Ce的加入，单齿硝酸盐解脱吸附的温度变低，另外两个品种的吸附减少。这可能与表面上的钴的氧化状态有关。通过对表征结果和催化活性的数据的结合分析显示，大量吸附的氧，表面上少量的非活性化合物和较低的NO2接触吸附温度会有利于NO的氧化。 ＃ 2007爱思唯尔B.V.保留所有权利。 1 介绍 对NOx催化消除的广泛研究已进行了多年。然而，除去柴油发动机和过量氧气贫燃条件下的汽油发动机中的NOx仍然是一个挑战。在研制的几个NOX氧化环境转化的过程中NO2总是比NO更加受宠，例如NOx的储存和还原技术（NSR）[1]，为去除氮氧化物和烟尘的连续再生陷阱技术（CRT）[2]，选择性催化还原氮氧化物（SCR），尤其是某些N-所含物种如氨或尿素。[3-5]我们还发现，形成二氧化氮是在NO的SCR的碳氢化合物机制的重要一步[6.7]。一些研究人员也开发了几种更复杂的系统，例如VHRO系统（V= 对NO到NO2的氧化催化剂，H =水解催化剂，R = SCR催化剂，O =对NH3的氧化催化剂）[5]和IAR法（在氧化和还原剂的还原催化剂之间加入）[8]。在这些系统中，它们都在NO的氧化添加还原剂之前设置一个预催化剂，使还原剂的效率得到显著改善。总之，在一氧化氮氧化为二氧化碳的过程中放置催化剂是使人非常感兴趣的。 铂基催化剂是现在最常用于NO氧化的催化剂。Despre′s Joe¨l等，观察到铂/二氧化硅（2.5重量％）可在300摄氏度时转换约80％的NO为NO2[9]。并且当铂颗粒更大并且负载更高时可以观察到NO的氧化率更高 by Xue Et al.[10]。然而，贵金属高成本限制了它的应用。 钙钛矿型复合氧化物（通式：ABO3）催化应用已经从1970年开始广泛研究。许多优秀的元素都可以参与ABO3型晶体结构，它们具有较高的热稳定性。通过对A位离子和/或B位离子的部分取代，可以调节结构缺陷的数量和材料中的B位离子的价数分布。钙钛矿型氧化物的这些优良特性使的它们适合催化许多反应，例如CO或烃类的氧化，分解氮氧化物，氢化反应等[11.12]。不过，据我们所知，它们在NO氧化中的应用从未被发表。在这项研究中，一系列的La1-xCexCoO3钙钛矿型催化剂进行合成，其中x的范围从0到0.4。我们观察到他们对NO的氧化的高活性以及通过XRD和TPD所做的特性研究在这里被提出。与贵金属催化剂相比，该钙钛矿催化剂以其低成本，高催化活性和高热稳定性吸引了更多的关注。 2 实验 2.1 催化剂的制备 钙钛矿型La1-xCexCoO3(x = 0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)是由柠檬酸盐方法制备。La(NO3)3·6H2O, Ce(NO3)3·6H2O, Co(NO3)2·6H2O以适当的量分别溶解在蒸馏水中。柠檬酸一水合物以10%的重量过量加入到混合物中，以确保金属离子的络合。放入旋转蒸发仪升至80摄氏度除去水，直至形成粘稠的凝胶。将凝胶放入真空烘箱中设置在100°C干燥一夜，得到海绵状，高吸湿性，无定形前体。取前体研磨并在空气中以700摄氏度煅烧两小时，得到的钙钛矿型氧化物。对样品进行挤压，压碎并筛分至20-40目，以获得合适的颗粒进行实验。 2.2催化剂的表征 对新鲜催化剂的相进行鉴定，使用计算机化的日本理学D / MAX-RB型X射线衍射仪（日本，铜Kα辐射，0.154056 nm）进行了X射线衍射测定。衍射图录得以0.02度为一步的15度和75度之间的2θ的扫描。通过与JCPDS文件比较识别相位。我们使用Micromeritics ASAP的2100自动化设备在-196摄氏度得到了覆盖了相对压力的整个范围的氮吸附 - 脱附等温线。比表面积从这些等温线通过施加BET法进行计算。X射线光电子能谱（XPS）分析在MKII（赛默VG Scientific）中进行了单色化微聚焦的Al的X射线源。该分析仪通过能量为50eV。该光谱在真空中测定，优于10-