鈣鈦礦型複合氧化物是還原煙氣中SO2的有效催化劑，對於鈣鈦礦催化劑的負載化已有過研究報導，但僅限於活性鹽溶液對載體或載體改性後的直接浸漬，效果並不很好。
基本介紹
- 中文名：鈣鈦礦催化劑
- 用途：工業
- 組成：CaTiO3
簡介,概述,鈣鈦礦,製備,機械混合法,共沉澱法,溶膠- 凝膠法,微乳液,
簡介
概述
作為一種重要的環境催化材料，稀土複合氧化物催化劑由於其良好的熱穩定性、儲氧性能和低廉的成本，自20世紀80年代以來一直被視為替代貴金屬催化劑的首選三效催化劑，並套用於機動車尾氣催化淨化、天然氣催化燃燒等領域。諸多文獻報導表明，將催化劑製成納米級的超微粒子，能表現出很好的催化活性”1”，主要原因可能在於超微粒子上表面原子的晶場環境和結合能與巨觀大顆粒存在較大差異吲。關於稀土催化劑超微粉體的常規制各方法主要有：機械混合法、化學共沉澱法、溶膠一凝膠法以及微乳液法等等。由於製備機理和工藝條件的不同，不同制各方法可以得到表面性能和結構差異很大的催化劑粉末。
鈣鈦礦
鈣鈦礦是組成為CaTiO3的一種礦物,其英文名稱Perovskite是地質學家Gustav Rose根據俄國地質學家Count Lev A leksevich von Perovski的名字命名的。在20世紀70年代初，Libby對含稀土和鈷的鈣鈦礦型氧化物進行了系統研究，提出用鈣鈦礦結構的氧化物代替貴金屬用於汽車尾氣淨化催化劑具有潛在的可能。而後Voorhoeve等對稀土鈣鈦礦型催化劑進行了深入的研究。從早期的研究成果看，含稀土的鈷酸鹽和錳酸鹽在完全氧化反應方面顯示了極高的催化活性。
製備
機械混合法
機械混合法製備粉體過程簡單，但需要較高的溫度。用機械混合法製備稀土催化材料得到單相鈣鈦礦結構的溫度基本在1000℃附近。而在宋崇林等人和Shu J等人的研究中，用機械混合法製備的稀土鈣鈦礦型催化劑也均是經900℃高溫煅燒而得。由於合成溫度較高，導致生成的中間化合物迅速生長，晶粒粗化而失去繼續反應的活性，使得機械混合法製得的催化劑粉體的比表面積較小，且多混有雜相。
共沉澱法
化學共沉澱法是通過使溶液中已經均勻的各個組分按化學計量比共同沉澱出前驅物，再把它煅燒分解製備出超細粉體。共沉澱法可以得到均勻分散的前驅體沉澱顆粒，其相對於機械混合法而言，有燒結溫度較低和燒結時間較短等特點，所製備的鈣鈦礦粉末具有較高的比表面積和反應活性。文獻表明，利用共沉澱法製備稀土鈣鈦礦型催化劑，其沉澱母樣只需要在600℃條件下燒結2h ，即可生成較為完整的鈣鈦礦結構。梁珍成等人的研究還表明，在此燒結條件下製備的樣品由於晶粒未長大而比表面積較高，具有較好的催化活性。
溶膠- 凝膠法
溶膠- 凝膠法也是製備超微顆粒的一種濕化學方法。常用的溶膠- 凝膠工藝有醇鹽水解法和絡合溶膠凝膠法。而已報導過的絡合劑包括檸檬酸、EDTA、氨水、乳酸、脫氧核糖核酸等。
微乳液
微乳液(microemulsion)是由兩種互不相溶的液體形成的、熱力學穩定的、各向同性的、外觀半透明的分散體系。其顆粒大小通常在0.01-0.1微米之間。由於微乳液屬熱力學穩定體系，在一定條件下膠束具有保持穩定小尺度的特性，即使破裂也能重新組合，這類似與生物細胞的一些功能如自組織性、自複製性，因此又被稱為智慧型微反應器。而且這樣的穩定狀態不會引起納米顆粒不必要的“凝聚”。也正是這些特徵，使得微乳液法製備的超微顆粒具有顆粒分散性好，粒度均勻以及表面活性高、可長期保存等諸多優點。
