缺陷钙钛矿LaMnO3催化煤矿乏风瓦斯燃烧性能
王晓波1
邓存宝1
邓汉忠2
王荀1
1.太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西太原 0300242.辽宁工程技术大学材料学院,辽宁阜新 123000
摘要：我国煤矿开采乏风瓦斯排量大,其温室效应是CO2的21倍,会引起严重的环境问题.催化燃烧作为一种高效、绿色的净化技术,在较低温度下可将低浓度甲烷完全转化.目前,甲烷催化燃烧反应的关键科学问题是氧活性位的确认及其催化机制.采用溶胶-凝胶法制备一系列不同物质的量比La/Mn的菱形钙钛矿LaMnO3-x催化剂,并考察其在甲烷催化燃烧的反应性能.通过X射线衍射、N2物理吸附、透射电子显微镜和H2-程序升温还原技术对催化剂的物化性能进行表征.此外,采用X射线光电子能谱、O2-程序升温脱附和拉曼光谱技术研究了钙钛矿LaMnO3-x中氧物种的种类和相对含量.X射线衍射结果表明,所有催化剂均为菱形钙钛矿LaMnO3结构,未观察到其他La和Mn物种的衍射峰.固定床评价结果表明,钙钛矿LaMnO3-90具有介孔孔道,比表面积较大,且具有最多的体相和表面晶格氧物种,使其催化活性最高.此外,缺陷钙钛矿LaMnO3-90具有良好的催化寿命和结构稳定性.钙钛矿LaMnO3-x催化剂的甲烷催化活性与表面晶格氧体积分数呈正相关.因此,推测表面晶格氧物种是钙钛矿LaMnO3-x催化甲烷燃烧反应的活性中心.
关键词：煤矿乏风催化燃烧钙钛矿晶格氧镧
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(U1810206)国家自然科学基金(52004177)
论文发表日期：2022-04-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 1588-1595 )
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