Pd-ABO3在SBA-15孔道内的逐层负载及Pd在ABO3表面的重构

基于钙钛矿立方晶格结构的复合过渡金属氧化物催化剂，被广泛应用在大气中挥发性有机物的催化燃烧过程中。与其它许多单/复合金属氧化物催化剂类似，钙钛矿氧化物催化剂的性能主要取决于其比表面积和表面结构。提高钙钛矿氧化物比表面的主要挑战在于寻找到合适的载体和负载方法，而引入一些贵金属元素则是修饰和改变其表面结构的有效手段。本项目通过孔道内氨-水蒸汽诱导羟化法在介孔材料SBA-15孔道内形成均匀分布的薄层状钙钛矿氧化物，同时将少量贵金属如Pd等分散到钙钛矿氧化物薄层的表面，对钙钛矿氧化物进行表面修饰，以大幅提高钙钛矿氧化物的比表面和催化燃烧性能。在此基础上借助一系列表征手段探讨SBA-15担载所引起的纳米效应和Pd修饰导致的钙钛矿氧化物的表面重构，并将这些物化性质变化与其催化燃烧性能相关联，最后将研究工作拓展到其它单/复合金属氧化物燃烧催化剂的研究，为发展催化剂制备科学奠定基础。

基于钙钛矿立方晶格结构的过渡金属氧化物催化剂，被广泛应用在大气中挥发性有机物的催化燃烧过程中。钙钛矿氧化物催化性能主要受限于其比表面积和表面结构。为突破该限制，本项目引入逐层负载-孔道内氨/水蒸气原位羟化制备方法来实现钙钛矿氧化物在SBA-15孔道内的均匀负载，大幅提高其比表面积。. 以LaMnOx/SBA-15体系为基础，对逐层负载-孔道内氨/水蒸气原位羟化制备方法进行了详细研究，发现该法通过氨/水蒸气的共同作用，可有效实现前驱体在SBA-15孔道内的原位再分布，促进LaMnOx在SBA-15孔道内的均匀分散，避免堵孔现象，提高目标催化剂的比表面积。在LaMnOx负载量达到60wt%时，制备的LaMnOx/SBA-15表面积仍达到298.6 m2/g，从而大大提高了LaMnOx氧化物的利用效率与催化性能。织构检测表明该法在极高负载量(最大负载量达到91wt%)下保持La0.8Sr0.2MnO3/SBA-15的比表面积和孔道结构。负载量为91wt%的样品，从成分来说已接近纯钙钛矿金属氧化物，其比表面积仍达到了255m2/g。XRD结果表明所得La0.8Sr0.2MnO3/SBA-15具有典型钙钛矿晶相结构。. 研究了Pd-La0.8Sr0.2MnO3/SBA-15催化剂，发现Pd是以钙钛矿氧化物的助剂形式出现，少量Pd的掺杂有利于催化剂活性提高。Pd掺杂改变了催化剂的表面性质，钙钛矿氧化物表面从光滑一致转变为纳米网状结构。. 采用硬模板法制备了纯LaMnO3钙钛矿催化剂。结果表明硬模板剂的使用能在一定程度上提高LaMnO3催化剂的比表面积与催化性能。以PMMA作为硬模板剂制得的LaMnO3催化剂的比表面积最大达23.8 m2/g。以活性炭作为硬模板剂，制得的催化剂比表面积最大可达35.3 m2/g。.研究了β分子筛特别是高硅与纯硅β分子筛负载Pd催化燃烧挥发性有机物的性能，发现所得Pd/β具有较高的活性与疏水性，可在潮湿环境下发挥作用。采用原位生长法制备了整体化β分子筛，考察了在堇青石(CH)上原位合成高硅β分子筛的条件，包括反应混合物组成、载体预处理及晶化方式、陈化时间等，改善了β分子筛与堇青石的接触，提高了Pd/β/CH整体催化剂的活性与(机械)稳定性。.