LaMn 1-x-y Fe x Co y O 3-δ 钙钛矿载氧体用于化学链部分氧化
发布时间：2021-10-30 02:28
采用溶胶-凝胶法制备了B位Fe和Co共取代的LaMn1-x-yFexCoyO3-δ钙钛矿型复合氧化物,并用于化学链甲烷部分氧化制合成气。X射线衍射（XRD）结果表明Fe和Co均进入了LaMnO3的晶格形成钙钛矿晶相,活性和稳定性测试表明LaMn1/3Fe1/3Co1/3O3-δ载氧体具有最佳的化学链甲烷部分氧化性能。CH4程序升温还原（CH4-TPR）表征发现LaMn1/3Fe1/3Co1/3O3-δ具有比LaBO3（B=Co, Mn, Fe）更高的甲烷活化能力和晶格氧迁移性能。甲烷恒温脉冲反应（CH4-pulse reaction）进一步证实了B位离子的协同作用可以提高LaBO3（B=Co,Mn...
【文章来源】：化工学报. 2020,71(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
新鲜样品不同Co、Fe添加量的La Mn1-x-yFexCoy O3-δ载氧体XRD谱图
0 甲烷还原反应后La Mn1-x-yFex Coy O3-δ载氧体TPO测试结果
图1为新鲜La Mn1-x-yFexCoyO3-δ样品的XRD谱图，可以看出各样品均出现了钙钛矿结构的主要特征衍射峰。其中，La Mn O3是对应于立方晶系La1-xMn1-zO3(JCPDS 51-1516)的特征衍射峰；La Co O3可归属于六角晶系La Co O3(JCPDS 48-0123)的特征衍射峰；La Fe O3是对应于正交晶系La Fe O3(JCPDS37-1493)的特征衍射峰；对于La Mn1/3Fe1/3Co1/3O3-δ的谱图，其峰型与La Mn O3接近，整体向高角度偏移，且其上未检测到La Fe O3或La Co O3的特征衍射峰，表明Fe和Co成功掺入La Mn O3晶格中。基于XRD谱图，利用谢乐公式计算了样品的晶粒尺寸，以及对应的晶格常数，结果列于表1。从晶格常数计算结果可以看出，La Mn1/3Fe1/3Co1/3O3-δ晶格常数(0.3888 nm)相对于La Mn O3(0.3911 nm)的有所减小，这进一步说明Co3+、Fe3+进入La Mn O3晶格中，形成了La-Co-MnFe-O固溶体，该固溶体的形成有利于产生晶格畸变，增加晶体的缺陷量[23]。图2为新鲜样品不同Co、Fe添加量的La Mn1-x-yFexCoyO3-δ载氧体XRD谱图。从图2中可以看出，Co、Fe共同掺杂的La Mn1-x-yFexCoyO3-δ钙钛矿晶型都与La Mn O3相的特征衍射峰相似，说明不同比例的Co、Fe掺杂La Mn O3钙钛矿可以形成良好的固溶体，最强衍射峰的半峰宽变大，表明载氧体晶粒尺寸变小。所有共掺杂样品的(110)晶面对应的2θ相对于La Mn O3相逐渐向高角度轻微偏移，这是由于在La Mn O3的B位掺杂Co、Fe后，离子半径较小的Co3+(0.055 nm)、Fe3+(0.055 nm)部分取代B位离子半径较大的Mn3+(0.058 nm)，导致晶格畸变和点阵常数的减小[24-25]。2.2 固定床反应测试
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲烷化学链重整制合成气的研究进展[J]. 苏小平,王力,杨武,刘鹏,徐龙,马晓迅. 地下水. 2017(04)
[2]稀土在甲烷部分氧化制取合成气中的应用研究[J]. 方稳,李家德,余长林. 有色金属科学与工程. 2014(06)
[3]NiO/MgO整体式催化剂上甲烷部分氧化制备合成气[J]. 高亚娜. 工业催化. 2014(05)
[4]天然气部分氧化制合成气的研究进展[J]. 向文军,王佩怡. 河北化工. 2012(10)
[5]基于晶格氧的甲烷化学链重整制合成气[J]. 黄振,何方,赵坤,郑安庆,李海滨,赵增立. 化学进展. 2012(08)
[6]LaMO3纳米复合钙钛矿氧载体化学循环重整甲烷制合成气[J]. 代小平,余长春. 催化学报. 2011(08)
本文编号：3465864
【文章来源】：化工学报. 2020,71(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
新鲜样品不同Co、Fe添加量的La Mn1-x-yFexCoy O3-δ载氧体XRD谱图
0 甲烷还原反应后La Mn1-x-yFex Coy O3-δ载氧体TPO测试结果
图1为新鲜La Mn1-x-yFexCoyO3-δ样品的XRD谱图，可以看出各样品均出现了钙钛矿结构的主要特征衍射峰。其中，La Mn O3是对应于立方晶系La1-xMn1-zO3(JCPDS 51-1516)的特征衍射峰；La Co O3可归属于六角晶系La Co O3(JCPDS 48-0123)的特征衍射峰；La Fe O3是对应于正交晶系La Fe O3(JCPDS37-1493)的特征衍射峰；对于La Mn1/3Fe1/3Co1/3O3-δ的谱图，其峰型与La Mn O3接近，整体向高角度偏移，且其上未检测到La Fe O3或La Co O3的特征衍射峰，表明Fe和Co成功掺入La Mn O3晶格中。基于XRD谱图，利用谢乐公式计算了样品的晶粒尺寸，以及对应的晶格常数，结果列于表1。从晶格常数计算结果可以看出，La Mn1/3Fe1/3Co1/3O3-δ晶格常数(0.3888 nm)相对于La Mn O3(0.3911 nm)的有所减小，这进一步说明Co3+、Fe3+进入La Mn O3晶格中，形成了La-Co-MnFe-O固溶体，该固溶体的形成有利于产生晶格畸变，增加晶体的缺陷量[23]。图2为新鲜样品不同Co、Fe添加量的La Mn1-x-yFexCoyO3-δ载氧体XRD谱图。从图2中可以看出，Co、Fe共同掺杂的La Mn1-x-yFexCoyO3-δ钙钛矿晶型都与La Mn O3相的特征衍射峰相似，说明不同比例的Co、Fe掺杂La Mn O3钙钛矿可以形成良好的固溶体，最强衍射峰的半峰宽变大，表明载氧体晶粒尺寸变小。所有共掺杂样品的(110)晶面对应的2θ相对于La Mn O3相逐渐向高角度轻微偏移，这是由于在La Mn O3的B位掺杂Co、Fe后，离子半径较小的Co3+(0.055 nm)、Fe3+(0.055 nm)部分取代B位离子半径较大的Mn3+(0.058 nm)，导致晶格畸变和点阵常数的减小[24-25]。2.2 固定床反应测试
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲烷化学链重整制合成气的研究进展[J]. 苏小平,王力,杨武,刘鹏,徐龙,马晓迅. 地下水. 2017(04)
[2]稀土在甲烷部分氧化制取合成气中的应用研究[J]. 方稳,李家德,余长林. 有色金属科学与工程. 2014(06)
[3]NiO/MgO整体式催化剂上甲烷部分氧化制备合成气[J]. 高亚娜. 工业催化. 2014(05)
[4]天然气部分氧化制合成气的研究进展[J]. 向文军,王佩怡. 河北化工. 2012(10)
[5]基于晶格氧的甲烷化学链重整制合成气[J]. 黄振,何方,赵坤,郑安庆,李海滨,赵增立. 化学进展. 2012(08)
[6]LaMO3纳米复合钙钛矿氧载体化学循环重整甲烷制合成气[J]. 代小平,余长春. 催化学报. 2011(08)
本文编号：3465864
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