CN101293200A - 一种含钛双钙钛矿型甲烷燃烧催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含钛双钙钛矿型甲烷燃烧催化剂的制备方法，其过程是将一定量的钛酸丁酯加入到乙醇中，产生白色沉淀，向其中滴加浓硝酸，直到沉淀完全溶解，得到透明的溶液；称取硝酸镧和硝酸镁，将硝酸盐溶于去离子水中，再加入适量的葡萄糖，使其充分形成配合物溶液，然后恒温搅拌，蒸发水分成凝胶，将所得胶体干燥，在500℃、800℃和1100℃空气中焙烧3h后得催化剂La2MgTiO6。本发明的特点是采用以葡萄糖为络合剂的溶胶－凝胶法制备，并在较低温度下制得单相的双层钙钛矿型复合氧化物催化剂La2MgTiO6。本制备方法简单、成本低廉。该催化剂用于甲烷催化燃烧反应具有起燃温度、完全转化温度低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种甲烷燃烧催化剂的制备方法，特别指一种含钛双钙钛矿型甲烷燃烧催化剂的制备方法。
背景技术
目前，全国已探明多座储量丰厚的大型天然气田，其中超千亿立方米储量的就有五座。研究和开发利用天然气作为燃料燃烧的新技术、新工艺已成为人们关注的焦点。而现在天然气作为燃料燃烧的主要方式是火焰燃烧，火焰燃烧存在很多缺点，如能效利用率低、产生大量的氮氧化物污染环境等。所以，催化燃烧被认为是解决这一问题最有效的途径。催化燃烧反应与传统的火焰燃烧反应相比，有起燃温度低、能源利用率高、环境友好等特点。因此，近年来开展甲烷燃烧催化剂的研究引起了国内外学者的广泛关注。
早在20世纪70年代初，Libby等首先开辟了应用钙钛矿型氧化物来催化碳氢化合物的工作，其中钙钛矿型氧化物LaCoO3对甲烷燃烧表现出很高的催化活性。在La1-xSrxMO3(0＜x＜0.4)催化剂上，当M为Mn、Co和Fe时，有较高的甲烷燃烧活性，几乎与0.5wt.％Pt/Al2O3的活性相媲美。但是对于双层钙钛矿型氧化物在此方面的研究和报道却很少。2004年，H.Falcon，Fierro等人首次报道了利用柠檬酸分解法合成了Sr2FeMoO6并作为甲烷高温燃烧催化剂，起燃温度为477℃，显示出较好的应用前景。但到目前为止，把其他类型的双层钙钛矿型复合氧化物应用于甲烷催化燃烧还未见报道，而稀土双层钙钛矿氧化物作为甲烷燃烧催化剂更为少见。在双层钙钛矿型复合氧化物制备中多采用固相法、水热合成法、溶胶-凝胶法等，其中溶胶-凝胶法具有产品纯度高、粒度均匀细小等特点，普遍受到人们的关注。但在溶胶-凝胶法中，多采用柠檬酸作络合剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种含钛双钙钛矿型甲烷燃烧催化剂的制备方法，这种方法以葡萄糖为络合剂，采用溶胶-凝胶法制备稀土双层钙钛矿型复合氧化物，并将其应用于甲烷催化燃烧。
本发明要解决的技术问题由如下方案来实现：一种含钛双钙钛矿型甲烷燃烧催化剂的制备方法，采用了溶胶-凝胶法，络合剂是葡萄糖，其特征是：将与Mg离子的物质的量之比为1∶1的钛酸丁酯加入到不断搅拌的95％乙醇中，产生白色沉淀，钛酸丁酯与乙醇的体积比为1∶1-2，向其中滴加浓硝酸，浓硝酸与钛酸丁酯的体积比为1％-10％，直到沉淀完全溶解，得到透明的溶液；按物质的量之比为2∶1称取硝酸镧和硝酸镁，将上述硝酸镧和硝酸镁溶于去离子水中，硝酸镧和硝酸镁与去离子水的物质的量之比为1∶50-200，再向上述去离子水溶液中加入适量的葡萄糖，总的金属阳离子与葡萄糖的物质的量之比为1∶1-4，使其充分形成配合物溶液；再把上述制得的透明溶液加入到配合物溶液中，使其充分混合，然后在70℃水浴恒温搅拌，蒸发水分，在18-36小时之间成凝胶，将所得胶体干燥得干胶，在500℃、800℃和1100℃空气中焙烧1-5h后得La2MgTiO6催化剂，焙烧温度范围：500℃-1100℃。
本发明制备的催化剂应用于甲烷催化燃烧反应中，得到了较好的结果。具体实验操作采用固定床石英反应器(直径10mm)，反应气组成(体积百分比)为2％的甲烷、18％氧气和80％氮气混合物，质量流量计控制气体流速，空速为48000h-1，程序升温速度为5℃/min，催化剂颗粒为0.25～0.42mm，用量为200mg，程序升温控制仪控制反应器的炉温。采用FQ-W型CH4红外分析仪分析反应前后甲烷含量的变化，计算该反应在不同温度下达到稳定后的CH4转化率，从而做出CH4转化率与反应温度活性曲线。通过活性曲线可以看出，催化剂对甲烷催化燃烧的活性顺序为2#(800℃焙烧)＞3#(高于800℃)＞1#(低于800℃)。说明在800℃时该催化剂对甲烷燃烧的催化活性最好。主要活性组分由La2MgTiO6组成。
本发明的优点：
1、采用本方法制备出了单相的双层钙钛矿La2MgTiO6甲烷燃烧催化剂。在500℃焙烧3h后就可形成单相的双钙钛矿La2MgTiO6物相，在1100℃焙烧3h后单相双钙钛矿型La2MgTiO6结构更明显，XRD见附图2-4。
2、在800℃焙烧3h后形成的单相双钙钛矿La2MgTiO6催化剂，应用于甲烷催化燃烧反应其催化活性较好，起燃温度和完全转化温度分别为：445℃和570℃，数据见表1。
3、本制备方法中利用葡萄糖作为络合剂，降低了双钙钛矿La2MgTiO6的形成温度，并且烧结程度小，比表面积较大，数据见表1。
表1为催化剂La2MgTiO6在不同温度时的比表面积和甲烷转化率分别为10％和90％时所对应的反应温度T10和T90。
附图说明
图1为本制备方法的工艺流程图。
图2、图3、图4分别为双钙钛矿La2MgTiO6在500℃、800℃、1100℃时的X射线粉末衍射(XRD)图谱。通过XRD图谱可以发现，所测试催化剂的衍射峰位置基本相同，没有发现有其他杂相的衍射峰出现，说明催化剂在500℃，800℃，1100℃都生成了单相La2MgTiO6物相。但不同温度焙烧后，在500℃时，催化剂的衍射峰弱而宽，且弥散，说明样品的晶粒小，晶型尚不完善；在800℃时，催化剂的衍射峰开始增强，峰形逐渐变得尖锐，晶形趋于完善；在1100℃时，呈现出更尖锐的双钙钛矿型结构的La2MgTiO6衍射峰，说明晶粒变大，双钙钛矿型结构趋于完美。
图5为500℃，800℃，1100℃时甲烷燃烧活性曲线。
具体实施方式
下面以一个具体的实施例来对本发明做进一步说明：将10mL的钛酸丁酯加入到不断搅拌的10mL95％乙醇中，产生白色沉淀，向其中滴加0.5mL浓硝酸，直到沉淀完全溶解，得到透明的溶液；称取25.997克硝酸镧和7.6939克硝酸镁，将上述硝酸镧和硝酸镁溶于200mL去离子水中，再加入25.00克葡萄糖溶于上述去离子水溶液中，使其充分形成配合物溶液，然后在70℃水浴恒温搅拌，蒸发水分，在24小时之间成凝胶，将所得胶体干燥得干胶，在500℃、800℃和1100℃空气中焙烧3h后得La2MgTiO6催化剂。
Claims (1)
1、一种含钛双钙钛矿型甲烷燃烧催化剂的制备方法，采用了溶胶-凝胶法，络合剂是葡萄糖，其特征是：将与Mg离子的物质的量之比为1∶1的钛酸丁酯加入到不断搅拌的95％乙醇中，产生白色沉淀，钛酸丁酯与乙醇的体积比为1∶1-2，向其中滴加浓硝酸，浓硝酸与钛酸丁酯的体积比为1％-10％，直到沉淀完全溶解，得到透明的溶液；按物质的量之比为2∶1称取硝酸镧和硝酸镁，将上述硝酸镧和硝酸镁溶于去离子水中，硝酸镧和硝酸镁与去离子水的物质的量之比为1∶50-200，再向上述去离子水溶液中加入适量的葡萄糖，总的金属阳离子与葡萄糖的物质的量之比为1∶1-4，使其充分形成配合物溶液；再把上述制得的透明溶液加入到配合物溶液中，使其充分混合，然后在70℃水浴恒温搅拌，蒸发水分，在18-36小时之间成凝胶，将所得胶体干燥得干胶，在500℃、800℃和1100℃空气中焙烧1-5h后得La2MgTiO6催化剂，焙烧温度范围：500℃-1100℃。
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102261677A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-11-30 | 浙江工业大学 | 高效节能环保炉灶 |
| CN102407129A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-04-11 | 上海交通大学 | 一种用于低浓度甲烷燃烧的耐高温催化剂及其制备方法 |
| CN103706374A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-09 | 国家安全生产监督管理总局信息研究院 | 一种通风瓦斯甲烷氧化整体式催化剂及其制备方法 |
| CN103900941A (zh) * | 2014-03-18 | 2014-07-02 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种金红石型二氧化钛颗粒烧结程度的表征方法 |
| CN104355617A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-02-18 | 吉林大学 | 一种立方相镧铁钛氧化物的高温高压制备方法 |
| CN107362795A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-11-21 | 内蒙古大学 | 一种耐高温负载型三层钙钛矿型风排瓦斯气燃烧催化剂的制备方法 |
| CN108126691A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-08 | 沈阳师范大学 | 一种大孔结构的镧基钙钛矿催化剂材料及其制备方法和应用 |
| CN109225240A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-18 | 佛山科学技术学院 | 一种LaCo0.9Ti0.1O3-δ催化剂的高级氧化处理方法 |
| CN110993801A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-04-10 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种葡萄糖掺杂的有机无机杂化钙钛矿复合膜及其制备和应用 |
| CN116332223A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-06-27 | 吉林大学 | 一种锑掺杂的Cs2NaInCl6双钙钛矿空心纳米球及其制备方法 |
| CN116925762A (zh) * | 2023-06-14 | 2023-10-24 | 福建江夏学院 | 一种Mn掺杂的可调谐宽矩形红色荧光材料及其制备方法 |
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2008
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Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102261677A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-11-30 | 浙江工业大学 | 高效节能环保炉灶 |
| CN102407129A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-04-11 | 上海交通大学 | 一种用于低浓度甲烷燃烧的耐高温催化剂及其制备方法 |
| CN102407129B (zh) * | 2011-10-14 | 2013-05-29 | 上海交通大学 | 一种用于低浓度甲烷燃烧的耐高温催化剂及其制备方法 |
| CN103706374B (zh) * | 2013-12-30 | 2015-10-07 | 国家安全生产监督管理总局信息研究院 | 一种通风瓦斯甲烷氧化整体式催化剂及其制备方法 |
| CN103706374A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-09 | 国家安全生产监督管理总局信息研究院 | 一种通风瓦斯甲烷氧化整体式催化剂及其制备方法 |
| CN103900941B (zh) * | 2014-03-18 | 2016-05-11 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种金红石型二氧化钛颗粒烧结程度的表征方法 |
| CN103900941A (zh) * | 2014-03-18 | 2014-07-02 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种金红石型二氧化钛颗粒烧结程度的表征方法 |
| CN104355617A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-02-18 | 吉林大学 | 一种立方相镧铁钛氧化物的高温高压制备方法 |
| CN104355617B (zh) * | 2014-10-27 | 2016-03-30 | 吉林大学 | 一种立方相镧铁钛氧化物的高温高压制备方法 |
| CN107362795A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-11-21 | 内蒙古大学 | 一种耐高温负载型三层钙钛矿型风排瓦斯气燃烧催化剂的制备方法 |
| CN107362795B (zh) * | 2017-08-04 | 2021-06-15 | 内蒙古大学 | 一种耐高温负载型三层钙钛矿型风排瓦斯气燃烧催化剂的制备方法 |
| CN108126691A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-08 | 沈阳师范大学 | 一种大孔结构的镧基钙钛矿催化剂材料及其制备方法和应用 |
| CN109225240A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-18 | 佛山科学技术学院 | 一种LaCo0.9Ti0.1O3-δ催化剂的高级氧化处理方法 |
| CN110993801A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-04-10 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种葡萄糖掺杂的有机无机杂化钙钛矿复合膜及其制备和应用 |
| CN110993801B (zh) * | 2019-11-05 | 2023-06-27 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种葡萄糖掺杂的有机无机杂化钙钛矿复合膜及其制备和应用 |
| CN116332223A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-06-27 | 吉林大学 | 一种锑掺杂的Cs2NaInCl6双钙钛矿空心纳米球及其制备方法 |
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