CN113893864A - 钙钛矿型催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钙钛矿型催化剂及其制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：按比例将镧盐、锰盐、铁盐和水混合，得到混合盐溶液；向所述混合盐溶液中加入络合剂和pH调节剂，制得溶胶凝胶；将所述溶胶凝胶进行干燥、煅烧得到催化剂；其中，所述镧盐中的镧元素、所述锰盐中的锰元素和所述铁盐中的铁元素的摩尔比为1：(1～x)：x，0.1≤x≤0.5；所述煅烧的温度为650℃～850℃，所述煅烧的时间为5h～7h。该制备方法制备得到的催化剂对于氮氧化物具有更高的去除率。
Description
技术领域
本发明涉及氮氧化物去除技术领域，特别是涉及一种钙钛矿型催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
氮氧化物是机动车尾气的主要成分之一，其主要包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等多种氧化物。除NO2外，其他氮氧化物均极不稳定，遇光、湿或热易转化成NO2和NO，NO又被氧化成NO2。因此，大气中的氮氧化物通常以NO、NO2的形态存在。氮氧化物的危害主要为以下几点：第一，低浓度氮氧化合物会刺激人眼，其进入人体支气管和肺部后会形成硝酸、硝酸盐等腐蚀性物质，并引起气管炎、肺炎、甚至肺气肿。第二，NO可以与血液中的血红蛋白结合，使血液输氧能力下降，对机体氧气的正常输送产生不利影响，引起人体神经中枢障碍。第三，在太阳光紫外线的作用下，氮氧化物和碳氢化合物产生化学反应，形成光化学烟雾。光化学烟雾对人体有很强的刺激性和毒害作用。第四，氮氧化物与水或水蒸气作用，会生成酸性物质，这是酸雨形成的最大因素。因此，如何有效地控制氮氧化物的排放成为大气污染治理的热点。
目前主要采用选择性催化还原和非选择性催化还原法来去除氮氧化物。选择性催化还原法是以氨气为还原剂，反应温度为400℃左右，且要添加的催化剂的量很多。非选择性催化还原法也是以氨气为还原剂，无需添加催化剂，但整体反应温度很高，要达到1100℃左右，且氮氧化物去除率低。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够去除氮氧化物且氮氧化物去除率更高的钙钛矿型催化剂及其制备方法和应用。
本发明的一个方面，提供了一种钙钛矿型催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将镧盐、锰盐、铁盐和水混合，得到混合盐溶液；
向所述混合盐溶液中加入络合剂和pH调节剂，制得溶胶凝胶；
将所述溶胶凝胶进行干燥、煅烧得到催化剂；
其中，在所述混合盐溶液中，所述镧盐中的镧元素、所述锰盐中的锰元素和所述铁盐中的铁元素的摩尔比为1：(1～x)：x，0.1≤x≤0.5；所述煅烧的温度为650℃～850℃，所述煅烧的时间为5h～7h。
在其中一个实施例中，所述络合剂包含柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠，其中，所述柠檬酸和所述乙二胺四乙酸二钠的摩尔比为(1～2):1。
在其中一个实施例中，所述镧盐、所述锰盐、所述铁盐的总的摩尔量与所述络合剂的摩尔量之比为1:(1～3)。
在其中一个实施例中，所述向所述混合盐溶液中加入络合剂和pH调节剂，制得溶胶凝胶的步骤中，利用pH调节剂调节体系pH为8至9。
在其中一个实施例中，所述煅烧温度为700℃，煅烧时间为6h。
本发明的又一个方面，提供了一种钙钛矿型催化剂所述催化剂为铁锰酸镧钙钛矿型复合氧化物，其化学式为LaMn1-xFexO3，其中，0.1≤x≤0.5。
在其中一个实施例中，所述钙钛矿型催化剂的化学式为LaMn0.7Fe0.3O3。
本发明还一个方面，提供将一种去除氮氧化物的方法，包括以下步骤：
将所述钙钛矿型催化剂用于催化氮氧化物的氧化反应。
在其中一个实施方式中，所述氧化反应条件为常温常压，以氧气或空气作为氧化剂。
本发明再一个方面，提供一种氮氧化物去除装置，其包括所述的钙钛矿型催化剂。
本发明再再一个方面，进一步提供一种机动车，包括所述的氮氧化物去除装置。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
本发明提供的钙钛矿型催化剂的制备方法，以一定摩尔比的镧盐、锰盐和铁盐为原料，采用溶胶凝胶法，在一定煅烧温度下制备得到铁锰酸镧钙钛矿型催化剂。由本发明提供的制备方法制备得到的催化剂，可以用于氮氧化物的有效去除，且相比于其他同类催化剂，由本发明提供的制备方法制备得到的催化剂对氮氧化物的去除率更高，而且该催化剂应用于氮氧化物的去除时，其催化反应可以在常温常压下进行，无需加热至高温，而且催化剂的用量也比较低，将其用于氮氧化物的去除，不仅方法简单，还可以节约成本。
附图说明
图1为本发明一实施方式的钙钛矿型催化剂的制备方法的流程示意图；
图2为本发明实施例3制备的催化剂的扫描电镜形貌图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如，因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
请参阅图1，本发明提供一种钙钛矿型催化剂的制备方法，包括如下步骤：
S12，将镧盐、锰盐、铁盐和水混合，得到混合盐溶液；
S14，向所述混合盐溶液中加入络合剂和pH调节剂，制得溶胶凝胶；及
S16，将所述溶胶凝胶进行干燥、煅烧得到催化剂；
其中，在所述混合盐溶液中，所述镧盐中的镧元素、所述锰盐中的锰元素和所述铁盐中的铁元素的摩尔比为1：(1～x)：x，0.1≤x≤0.5；所述煅烧的温度为650℃～850℃，所述煅烧的时间为5h～7h。
在一些优先实施方式中，镧盐、锰盐和铁盐的阴离子相同，例如同为硝酸根、硫酸根、盐酸酸根等。优选地，镧盐为硝酸镧，锰盐为硝酸锰，铁盐为硝酸铁。
镧盐、锰盐和铁盐的摩尔比可以为1：(0.5～0.9)：(0.1～0.5)之间的任意比值，例如镧盐、锰盐和铁盐的摩尔比可以为1:0.5:0.5，1:0.6:0.4，1:0.7:0.3，1:0.8:0.2，1:0.9:0.1。优选地，镧盐、锰盐和铁盐的摩尔比为1:0.7:0.3。
络合剂没有特殊限定，可以选自多胺多酸，如乙二胺四乙酸、二乙二胺五乙酸、三乙二胺六乙酸，二丙二胺五乙酸；多元羧酸，如柠檬酸，草酸，乳酸，苹果酸，酒石酸，琥珀酸，丙二酸，富马酸，马来酸，丁二酸，己二酸；脂肪酸，如乙酸，丙酸，丁酸，己酸，辛酸，癸酸，十二烷酸，十四烷酸，油酸，亚油酸，硬脂酸，棕榈酸；还可以选自乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠等。在一些优先实施方式中，络合剂包含柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠，其中，柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠的摩尔比为(1～2):1。
在一些实施方式中，镧盐、锰盐和铁盐总的摩尔量与络合剂的的摩尔量之比为1:(1～3)之间的任意值。
在一些实施方式中，pH调节剂为碱性溶液，例如NaOH溶液、KOH溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、氨水等。在一些优选实施方式中，pH调节剂为氨水，氨水的浓度可以为0.88g/mL～0.91g/mL。
在一些实施方式中，步骤S14中，利用pH调节剂调节体系pH为8至9。
步骤S14中，络合剂和pH调节剂的加入方式优选为滴加。络合剂和pH调节剂的加入顺序优选为先加入络合剂，再加入pH调节剂。在一些更优选的实施方式中，步骤S14包括：
S141，向混合盐溶液中滴加络合剂，滴加完全后，超声混合，超声混合过程中滴加pH调节剂。
在一些优选实施方式中，步骤S16中，煅烧的温度为700℃，煅烧的时间为6h。该煅烧温度和煅烧时间得到的催化剂对氮氧化物的去除率更高。
本发明还一方面，提供一种钙钛矿型催化剂。该催化剂为铁锰酸镧钙钛矿型复合氧化物，其化学式为LaMn1-xFexO3，其中，0.1≤x≤0.5。在一些优选实施方式中，该催化剂的化学式为LaMn0.7Fe0.3O3。
本发明再一方面，还提供一种去除氮氧化物的方法，包括以下步骤：
S20，将上述任一实施方式的钙钛矿型催化剂用于催化氮氧化物的氧化反应。
在一些实施方式中，步骤S20中，氧化反应条件为常温常压下，以空气或氧气作为氧化剂。
在一些实施方式中，在常温常压下，当氮氧化物气体起始浓度为500ppm时，催化剂的用量最佳为1.6g。
本发明又一方面，进一步提供一种氮氧化物去除装置，其包括上述任一实施方式的钙钛矿型催化剂。所述氮氧化物去除装置可以为各种需要去除氮氧化物的应用场景，例如为尾气吸收装置，可以安装在汽车、摩托车或轮船等的尾气释放口；还可以为煤粉炉烟气净化装置、炼焦炉烟气净化装置、水泥窑炉烟气净化装置、垃圾焚烧炉烟气净化装置等，可以安装在这些炉体的烟气释放管道内。
进一步地，本发明提供一种机动车，包括上述的氮氧化物去除装置。
以下为具体实施例。旨在对本发明做进一步的详细说明，以帮助本领域技术及研究人员进一步理解本发明，有关技术条件等并不构成对本发明的任何限制。在本发明权利要求范围内所做的任何形式的修改，均在本发明权利要求的保护范围之内。实施例中采用药物和仪器如非特别说明，均为本领域常规选择。实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规条件，例如文献、书本中所述的条件或者生产厂家推荐的方法实现。
实施例1
1、称取10mmol硝酸镧(4.33g)、1mmol硝酸铁(0.242g)、9mmol硝酸锰(1.773g)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解各盐的量计)，并将三种盐溶液混合形成混合盐溶液。
2、称取1.92g柠檬酸，3.72g乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解柠檬酸和EDTA的量计)，并将两种溶液混合，得到络合剂溶液。
3、向所述混合盐溶液中逐滴滴加络合剂溶液，滴加完全后，超声混合4.5小时，混合过程中逐滴滴加0.62mL浓度为0.91g/mL的氨水溶液，直至体系pH为8，溶液由液体变为粘稠的半固态液体，即得到溶胶凝胶。
4、将溶胶凝胶放入烘箱中，120℃干燥12h，然后置于马弗炉中，200℃焙烧2h，蒸发水分，随后在700℃下煅烧6h，得到固体粉末状的催化剂。
实施例2
1、称取10mmol硝酸镧(4.33g)、2mmol硝酸铁(0.484g)、8mmol硝酸锰(1.576g)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解各盐的量计)，并将三种盐溶液混合形成混合盐溶液。
2、称取1.92g柠檬酸，3.72g乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解柠檬酸和EDTA的量计)，并将两种溶液混合，得到络合剂溶液。
3、向所述混合盐溶液中逐滴滴加络合剂溶液，滴加完全后，超声混合4.5小时，混合过程中逐滴滴加0.77mL浓度为0.91g/mL氨水溶液，直至体系pH为9，溶液由液体变为粘稠的半固态液体，即得到溶胶凝胶。
4、将溶胶凝胶放入烘箱中，120℃干燥12h，然后置于马弗炉中，200℃焙烧2h，蒸发水分，随后在700℃下煅烧6h，得到固体粉末状的催化剂。
实施例3
1、称取10mmol硝酸镧(4.33g)、3mmol硝酸铁(0.726g)、7mol硝酸锰(1.379g)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解各盐的量计)，并将三种盐溶液混合形成混合盐溶液。
2、称取1.92g柠檬酸，3.72g乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解柠檬酸和EDTA的量计)，并将两种溶液混合，得到络合剂溶液。
3、向所述混合盐溶液中逐滴滴加络合剂溶液，滴加完全后，超声混合4.5小时，混合过程中逐滴滴加0.77mL浓度为0.91g/mL氨水溶液，直至体系pH为9，溶液由液体变为粘稠的半固态液体，即得到溶胶凝胶。
4、将溶胶凝胶放入烘箱中，120℃干燥12h，然后置于马弗炉中，200℃焙烧2h，蒸发水分，随后在700℃下煅烧6h，得到固体粉末状的催化剂，图2示出了该实施例制备的催化剂的扫描电镜相貌图。
实施例4
1、称取10mmol硝酸镧(4.33g)、4mmol硝酸铁(0.968g)、6mmol硝酸锰(1.182g)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解各盐的量计)，并将三种盐溶液混合形成混合盐溶液。
2、称取1.92g柠檬酸，3.72g乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解各盐的量计)，并将两种溶液混合，得到络合剂溶液。
3、向所述混合盐溶液中逐滴滴加络合剂溶液，滴加完全后，超声混合4.5小时，混合过程中逐滴滴加0.77mL浓度为0.91g/mL氨水溶液，直至体系pH为9，溶液由液体变为粘稠的半固态液体，即得到溶胶凝胶。
4、将溶胶凝胶放入烘箱中，120℃干燥12h，然后置于马弗炉中，200℃焙烧2h，蒸发水分，随后在700℃下煅烧6h，得到固体粉末状的催化剂。
实施例5
1、称取10mmol硝酸镧(4.33g)、5mmol硝酸铁(1.21g)、5mmol硝酸锰(0.99g)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解各盐的量计)，并将三种盐溶液混合形成混合盐溶液。
2、称取1.92g柠檬酸，3.72g乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解柠檬酸和EDTA的量计)，并将两种溶液混合，得到络合剂溶液。
3、向所述混合盐溶液中逐滴滴加络合剂溶液，滴加完全后，超声混合4.5小时，混合过程中逐滴滴加0.77mL浓度为0.91g/mL氨水溶液，直至体系pH为9，溶液由液体变为粘稠的半固态液体，即得到溶胶凝胶。
4、将溶胶凝胶放入烘箱中，120℃干燥12h，然后置于马弗炉中，200℃焙烧2h，蒸发水分，随后在700℃下煅烧6h，得到固体粉末状的催化剂。
实施例6
1、称取10mmol硝酸镧(4.33g)、3mmol硝酸铁(0.726g)、7mol硝酸锰(1.379g)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解各盐的量计)，并将三种盐溶液混合形成混合盐溶液。
2、称取1.92g柠檬酸，3.72g乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解柠檬酸和EDTA的量计)，并将两种溶液混合，得到络合剂溶液。
3、向所述混合盐溶液中逐滴滴加络合剂溶液，滴加完全后，超声混合4.5小时，混合过程中逐滴滴加0.77mL浓度为0.91g/mL氨水溶液，直至体系pH为9，溶液由液体变为粘稠的半固态液体，即得到溶胶凝胶。
4、将溶胶凝胶放入烘箱中，120℃干燥12h，然后置于马弗炉中，200℃焙烧2h，蒸发水分，随后在650℃下煅烧6h，得到固体粉末状的催化剂。
实施例7
1、称取10mmol硝酸镧(4.33g)、3mmol硝酸铁(0.726g)、7mol硝酸锰(1.379g)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解各盐的量计)，并将三种盐溶液混合形成混合盐溶液。
2、称取1.92g柠檬酸，3.72g乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解柠檬酸和EDTA的量计)，并将两种溶液混合，得到络合剂溶液。
3、向所述混合盐溶液中逐滴滴加络合剂溶液，滴加完全后，超声混合4.5小时，混合过程中逐滴滴加0.77mL浓度为0.91g/mL氨水溶液，直至体系pH为9，溶液由液体变为粘稠的半固态液体，即得到溶胶凝胶。
4、将溶胶凝胶放入烘箱中，120℃干燥12h，然后置于马弗炉中，200℃焙烧2h，蒸发水分，随后在750℃下煅烧6h，得到固体粉末状的催化剂。
实施例8
1、称取10mmol硝酸镧(4.33g)、3mmol硝酸铁(0.726g)、7mol硝酸锰(1.379g)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解各盐的量计)，并将三种盐溶液混合形成混合盐溶液。
2、称取1.92g柠檬酸，3.72g乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解柠檬酸和EDTA的量计)，并将两种溶液混合，得到络合剂溶液。
3、向所述混合盐溶液中逐滴滴加络合剂溶液，滴加完全后，超声混合4.5小时，混合过程中逐滴滴加0.77mL浓度为0.91g/mL氨水溶液，直至体系pH为9，溶液由液体变为粘稠的半固态液体，即得到溶胶凝胶。
4、将溶胶凝胶放入烘箱中，120℃干燥12h，然后置于马弗炉中，200℃焙烧2h，蒸发水分，随后在800℃下煅烧6h，得到固体粉末状的催化剂。
实施例9
1、称取10mmol硝酸镧(4.33g)、3mmol硝酸铁(0.726g)、7mol硝酸锰(1.379g)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解各盐的量计)，并将三种盐溶液混合形成混合盐溶液。
2、称取1.92g柠檬酸，3.72g乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，分别溶于去离子水中(水的用量以本领域技术人员公知的易于溶解柠檬酸和EDTA的量计)，并将两种溶液混合，得到络合剂溶液。
3、向所述混合盐溶液中逐滴滴加络合剂溶液，滴加完全后，超声混合4.5小时，混合过程中逐滴滴加0.77mL浓度为0.91g/mL氨水溶液，直至体系pH为9，溶液由液体变为粘稠的半固态液体，即得到溶胶凝胶。
4、将溶胶凝胶放入烘箱中，120℃干燥12h，然后置于马弗炉中，200℃焙烧2h，蒸发水分，随后在850℃下煅烧6h，得到固体粉末状的催化剂。
对比例1
对比例1的制备方法与实施例3的制备方法基本相同，不同之处在于：步骤4中，置于马弗炉中煅烧温度700℃替换为600℃。
实施例1～9及对比例1的制备方法中的原料和工艺参数列表如下表1：
表1
将实施例1～9及对比例1制得的催化剂材料进行氮氧化物去除性能测试，测试结果如下表2和表3所示。
其中，测试条件为：温度为25±2℃，湿度为50±10％。空气作为背景气体，其中，氧气为氧化剂，在空气氛围中通入NO，控制NO的流量为2000mL/min，空速为330000h-1，催化剂放置于反应器中，NO起始浓度为500ppm。通过反应器前后NO的浓度来计算NO的去除率。
表2
表3
| 组别 | 催化剂投加量为1.6g，NO的去除率 |
| 实施例1 | 60％ |
| 实施例2 | 58％ |
| 实施例3 | 62％ |
| 实施例4 | 61％ |
| 实施例5 | 57％ |
| 实施例6 | 50％ |
| 实施例7 | 51％ |
| 实施例8 | 57％ |
| 实施例9 | 56％ |
| 对比例1 | 49％ |
从上述表2和表3可知，随着Fe元素掺杂比的增加，NO去除率出现先增大后逐渐减小的趋势；随着催化剂煅烧温度增加，NO去除率出现逐渐减小的趋势。当镧盐、铁盐、锰盐摩尔比摩尔比为1：0.3：0.7，煅烧温度为700℃时，催化剂对NO的去除率最高，而且随着催化剂投加量的增加，NO去除率不断增大后趋于稳定。另外，本发明催化剂可在常温常压下与氮氧化物发生氧化反应，去除氮氧化物，且催化剂的用量少，当氮氧化物起始浓度为500ppm时，实施例3制备的催化剂的用量最佳为1.6g。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将镧盐、锰盐、铁盐和水混合，得到混合盐溶液；
向所述混合盐溶液中加入络合剂和pH调节剂，制得溶胶凝胶；
将所述溶胶凝胶进行干燥、煅烧得到催化剂；
其中，在所述混合盐溶液中，所述镧盐中的镧元素、所述锰盐中的锰元素和所述铁盐中的铁元素的摩尔比为1：(1～x)：x，0.1≤x≤0.5；所述煅烧的温度为650℃～850℃，所述煅烧的时间为5h～7h。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于，所述络合剂包含柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠，其中，所述柠檬酸和所述乙二胺四乙酸二钠的摩尔比为(1～2):1。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于，所述镧盐、所述锰盐和所述铁盐总的摩尔量与所述络合剂的摩尔量之比为1:(1～3)。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于，所述向所述混合盐溶液中加入络合剂和pH调节剂，制得溶胶凝胶的步骤中，利用pH调节剂调节体系pH为8至9。
5.根据权利要求1所述的钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为700℃，所述煅烧的时间为6h。
6.一种钙钛矿型催化剂，其特征在于，所述催化剂为铁锰酸镧钙钛矿型复合氧化物，化学式为LaMn1-xFexO3，其中，0.1≤x≤0.5。
7.根据权利要求6所述的钙钛矿型催化剂，其特征在于，化学式为LaMn0.7Fe0.3O3。
8.一种去除氮氧化物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将如权利要求6或7所述的钙钛矿型催化剂用于催化氮氧化物的氧化反应。
9.一种氮氧化物去除装置，其特征在于，其包括如权利要求6或7所述的钙钛矿型催化剂。
10.一种机动车，包括权利要求9所述的氮氧化物去除装置。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102989448A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-03-27 | 天津大学 | 一种镧锰钙钛矿型脱NOx催化剂的制备方法及应用 |
| CN103599789A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-02-26 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 用于氮氧化物选择性催化还原的钙钛矿型催化剂 |
| WO2014163235A1 (ko) * | 2013-04-01 | 2014-10-09 | ㈜후산 | 배기가스의 처리용 혼합금속산화물 촉매, 이의 제조방법 및 이를 이용한 배기가스의 처리방법 |
| CN106238066A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-21 | 武汉理工大学 | 一种球状多孔钙钛矿型催化剂La0.4Sr0.6Mn0.8Fe0.2O3及其制备方法和应用 |
| CN112058272A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-12-11 | 天津大学 | 溶胶凝胶弱氧化煅烧法制备钙钛矿型催化剂及方法 |
-
2021
- 2021-09-29 CN CN202111153470.8A patent/CN113893864A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102989448A (zh) * | 2012-12-18 | 2013-03-27 | 天津大学 | 一种镧锰钙钛矿型脱NOx催化剂的制备方法及应用 |
| WO2014163235A1 (ko) * | 2013-04-01 | 2014-10-09 | ㈜후산 | 배기가스의 처리용 혼합금속산화물 촉매, 이의 제조방법 및 이를 이용한 배기가스의 처리방법 |
| CN103599789A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-02-26 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 用于氮氧化物选择性催化还原的钙钛矿型催化剂 |
| CN106238066A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-21 | 武汉理工大学 | 一种球状多孔钙钛矿型催化剂La0.4Sr0.6Mn0.8Fe0.2O3及其制备方法和应用 |
| CN112058272A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-12-11 | 天津大学 | 溶胶凝胶弱氧化煅烧法制备钙钛矿型催化剂及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 董冰岩等: ""高压脉冲放电协同LaMn1-xFexO3钙钛矿型催化剂去除NOx"", 《环境化学》 * |
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