超细镧-钴混合氧化物制备和表征.pdf

第 40卷 第 1期 化 工 技 术 与 开 发 、，01．40 NO．1 2011年 1月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Jan-2011 超细镧．钴混合氧化物的制备与表征 付霞1,2，余高奇 2，陈阳2，张侃 2，圈 ，张光德 (1．武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地，湖北 武汉 430081；2．武汉科技大学化学3-程与技术学院， 湖北 武汉 430081；3．武汉科技大学汽车与交通工程学院，湖北 武汉 430081) 摘 要：以La2O3和 Co(NO3)2-6H2O为主要原料，用 超‘‘临界流体干燥”技术结合 “溶胶一凝胶”法制各超细镧。钻混合氧化 物。采用 TG．DTA、XRD、FT-IR 、TEM 等手段进行表征：考察了超临界流体干燥技术对混合氧化物晶态和形貌的影响； 并通过 “2NO+2CO=N2+2CO2的反应测试混合氧化物的催化活性。结果显示，260~C时，经超临界流体干燥得到的镧一钴混合 氧化物为疏松、絮状且有较好分散性的棕色粉末，由大量直径小于 10rim 的球形小颗粒组成：850~C热处理后，镧一钴混合氧 化物主要由晶态的LaCoO3、La203和非晶态的Co203组成；球形颗粒出现一定程度的团聚，粒径介于 15~35nm；稀土镧影 响了镧．钴混合氧化物中钴氧化物的晶化。 关键词：超临界流体干燥；LaCoO：催化；汽车尾气；稀土 中图分类号：TQ133．3 文献标识码：A 文章编号：1671．9905(201I)OI-0004—05 汽车尾气是当今世界环境污染的主要来源之 所需的纳米材料。同其它方法相比，溶胶一凝胶法具 一 ， 使用汽车尾气净化催化剂 1【】是控制汽车尾气 有反应物种多、各组分混合均匀性高，合成温度低， 排放、减少大气污染的最有效手段。一直 以来，含 成分、粒度可控 ，便于掺杂，同时制得的粉体材料 稀土的汽车尾气净化催化剂是以Pt、Pd、Rh等贵 表面活性高等优点，是制备钙钛矿型稀土复合氧化 金属为活性组分，但 由于贵金属资源短缺，价格 昂 物最经典的方法之一。该方法最大的不足是在后期 贵，故人们开始关注非贵金属催化剂。诸多研究表 的热处理过程中材料易 “团聚”。 明p ，以稀土和其他过渡金属为主要成分的超细 本文采用溶胶一凝胶法结合超临界流体干燥技 钙钛矿型稀土复合氧化物是一种具有独特物理和 术，试图从根本上解决超细 LaCoO3在制备过程 中 化学性质的新型无机非金属材料，在汽车尾气净化 的 “团聚”问题，并期望取得较好的催化效果。 催化领域有着广阔的应用前景。 l 实验 LaCoO3是一种重要的钙钛矿型稀土复合氧化 物，在汽车尾气净化催化剂上有广泛的应用。传统 1．1 醇凝胶的制备 的超细钙钛矿型复合氧化物的制备方法有柠檬酸 用浓硝酸(AR，63％)溶解氧化镧配制成一定浓 络合法、共沉淀法、溶胶一凝胶法 [6-8】等。柠檬酸法 度 的硝酸镧水溶液；并配制一定浓度的硝酸钴溶 对于某些钙钛矿的高温固相合成需要较高的温度 ， 液；将硝酸镧、硝酸钻溶液按摩尔计量 比1：1混合； 不易获得单相产物，且煅烧产物易团聚；共沉淀法 在高速搅拌下，将稀氨水缓慢滴加到该混合溶液 所得的产物有较小的粒径，但其均匀性不如柠檬酸 中，调节溶液pH值，制得镧一钻水溶胶；经高速离 络合法，易出现沉淀颗粒粗细不一，带入杂质等； 心机分离镧一钴水溶胶 ，用无水乙醇多次洗涤镧．钴 溶胶．凝胶法是制备纳米材料最经典的方法之 它 水凝胶至上清液为中性，制得镧一钴醇凝胶。 是以无机盐或金属醇