A,B位摻雜對LaCrO3和LaMnO3鈣鈦礦異丁烷脫氫性能的影響.pdf

1、AAAA，BBBB位摻雜對位摻雜對LaCrOLaCrOLaCrOLaCrO3333和LaMnOLaMnOLaMnOLaMnO3333鈣鈦礦鈣鈦礦異丁烷脫氫性能的影響異丁烷脫氫性能的影響EffectEffectEffectEffectofofofofAAAABBBBSiteSiteSiteSitedopeddopeddopeddopedononononthethethetheCatalyticCatalyticCatalyticCatal

2、yticBehavisBehavisBehavisBehavisffffIsobutaneIsobutaneIsobutaneIsobutaneiveiveiveiveOxidativeOxidativeOxidativeOxidativedehydrogenationdehydrogenationdehydrogenationdehydrogenationofofofofLaCrOLaCrOLaCrOLaCrO3333LaMnOLaM

3、nOLaMnOLaMnO3333PerovskitePerovskitePerovskitePerovskite——國家自然科學(xué)基金資助項目——學(xué)科專業(yè)：工業(yè)催化研究生：王芬指導(dǎo)教師：王希濤副教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一貳年五月摘要本文采用檸檬酸絡(luò)合法制備了LaMO3(M=CrMnFeCo)及其堿金屬A位和過渡金屬B位摻雜改性的鈣鈦礦，用XRD、IR、SEM、TPR等實驗對鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)與組成，微觀形貌，晶格氧活性進行了研究，并將所制備的鈣

4、鈦礦用于異丁烷選擇氧化脫氫制異丁烯反應(yīng)中，系統(tǒng)地考察了制備條件、A位摻雜和B位摻雜對鈣鈦礦異丁烷選擇氧化脫氫反應(yīng)性能的影響?？疾炝薆位離子對鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和性能的影響，研究表明：LaMO3(M=CrMnFeCo)系列催化劑主要形成ABO3型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，其中LaCrO3和LaMnO3鈣鈦礦具有較好的異丁烷選擇氧化脫氫反應(yīng)性能，在反應(yīng)溫度為660℃、空速為1500h1、原料氣配比為iC4H10:O2:N2=20:3:12時，LaCrO3的異丁烷

5、轉(zhuǎn)化率可達8.6%，其異丁烯選擇性可達79.6%；LaMnO3的轉(zhuǎn)化率可達8.2%，其異丁烯選擇性可達76.9%?？疾炝薃位堿土金屬摻雜對LaCrO3和LaMnO3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和性能的影響，研究表明：對于LaCrO3鈣鈦礦，堿土金屬主要影響鈣鈦礦中物相組成、高價鉻離子與低價鉻離子的比例、鈣鈦礦缺陷位含量、表面酸性以及晶格氧活性；對于LaMnO3鈣鈦礦，Sr和Mg摻雜造成了部分B位離子Mn3價態(tài)升高變?yōu)镸n4，晶格氧活性明顯增加。Mg摻雜的

6、鈣鈦礦具有較好的異丁烷選擇氧化脫氫性能：在660℃條件下，對于Mg摻雜的LaCrO3，其異丁烷轉(zhuǎn)化率可達10.0%，異丁烯的選擇性可達81.9%，分別提高了16.3%和3.0%；Mg摻雜的LaMnO3，其異丁烷轉(zhuǎn)化率可達11.6%，異丁烯的選擇性可達81.5%，與未摻雜的LaMnO3相比，分別提高了41.5%和5.7%?？疾炝薆位過渡金屬以及A，B位共摻雜對LaCrO3和LaMnO3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和性能的影響，研究表明：B位過渡金屬摻雜后，

7、各催化劑樣品均形成了較完好的復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，BO6晶胞的大小和BO鍵的鍵長的變化引起了催化劑氧化性能的變化，明顯地增加了晶格氧的活性和活性晶格氧數(shù)量。LaCr0.5Mn0.5O3鈣鈦礦具有最佳的異丁烷氧化脫氫反應(yīng)性能，在660℃下其異丁烷轉(zhuǎn)化率可達9.6%，其異丁烯選擇性可達81.8%；A位堿金屬摻雜對鈣鈦礦的物相組成、表面酸性以及晶格氧活性有影響。其中Mg摻雜的LaCr0.5Mn0.5O3鈣鈦礦在670℃條件下，異丁烷轉(zhuǎn)化率可達13.