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尖晶石型AFe2O4催化剂的制备及其催化燃烧甲苯的研究
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国石油大学(华东)化学工程学院,青岛266580, [2]石油石化污染物控制与处理国家重点实验室,青岛266580
  • 相关基金:国家自然科学基金(51202294); 山东省自然科学基金(ZR2014EEM011)
中文摘要:

通过溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法制备尖晶石型AFe2O4(A=Cu,Co,Ni,Mg,Zn)催化剂,以甲苯为VOCs模拟气,考察AFe2O4催化剂对VOCs的催化燃烧活性,并采用XRD、N2吸附-脱附、SEM、TEM、H2-TPR、XPS对催化剂进行表征分析。结果表明:AFe2O4表现出较好的催化燃烧活性,其中Cu Fe2O4的催化燃烧活性最佳,起燃温度(T50)和完全燃烧温度(T90)分别为188℃、239℃。AFe2O4具有明显的片状尖晶石晶体,并形成以介孔为主的多级孔结构,该特点为催化剂提供了大量表面活性位。A位元素种类对其催化燃烧活性影响较大,当A位元素为Cu时,Cu的H2还原峰面积远大于其他元素,H2还原温度仅为289℃,表面亲电子氧和氧空位浓度占氧元素总量(O(ele)/O(1S))的36%。Cu Fe2O4为片状反尖晶石晶型,晶格体积仅为0.294 nm~3,并伴有Cu O和α-Fe2O3物种。以介孔为主的多级孔结构、特有的片状反尖晶石晶型以及该晶型与Cu O和α-Fe2O3的协同作用是Cu Fe2O4催化燃烧活性提高的主要原因。

英文摘要:

Nanocrystalline AFe2 O4(A=Cu, Co, Ni, Mg, Zn) ferrite spinel catalysts were prepared by Sol-Gel auto-combustion method. In order to investigate the influence of A sites in AFe2 O4 spinel catalysts, the catalytic combustion of toluene was investigated, and the catalysts were characterized by XRD, N2 adsorption-desorption, SEM, TEM, H2-TPR, and XPS. It was found that AFe2 O4 catalysts have excellent catalytic activity. Among the catalysts, the Cu Fe2 O4 catalyst obtains the highest catalytic activity, and its light-off temperature(T50) and the complete combustion temperature(T90) of toluene were 188℃ and 239℃, respectively. And AFe2 O4 catalysts have obviously lamellar spinel crystal structure and the multilevel pore structures with prevalence to mesoporous, which will improve the catalytic activity of the catalysts. It is concluded that the elements of A site on AFe2 O4 have great influence on catalytic combustion activity. The H2 reduction temperature is only 289℃, when A site was occupied by Cu. Cu Fe2 O4 has crystal lattice volume of 0.294 nm~3 with Cu O and α-Fe2 O3 formed in the crystal. The concentration of electrophilic oxygen and oxygen vacancy in all oxygens(O(ele)/O(1S)) is 36%. Lamellar trans spinel crystal lattice, the synergies of trans spinel Cu Fe2 O4 with Cu O and α-Fe2 O3, and the multilevel pore structures with prevalence to mesoporous are the main reasons for the catalytic activity improvement of Cu Fe2 O4.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274