鈣鈦礦型復(fù)合氧化物lab

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1、鈣鈦礦型復(fù)合氧化物L(fēng)aBO3鈣鈦礦型復(fù)合氧化物ABO3是一種具有獨特物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的新型無機非金屬材料。其具有獨特的晶體結(jié)構(gòu),尤其經(jīng)摻雜后形成的晶體缺陷結(jié)構(gòu)和性能,被應(yīng)用或可被應(yīng)用在固體燃料電池、固體電解質(zhì)、傳感器、高溫加熱材料、固體電阻器及替代貴金屬的氧化還原催化劑等諸多領(lǐng)域,成為化學(xué)、物理和材料等領(lǐng)域的研究熱點。作為一種重要的納米功能材料，LaBO3（B=V，Cr，Mn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu)復(fù)合氧化系列復(fù)合氧化物由于其種類繁多、結(jié)構(gòu)特殊等物理化學(xué)特性，已成為當(dāng)今納米材料研究的熱點之一；它作為一種新興的熱電材料，由于其獨特的結(jié)構(gòu)和熱電性能，近年來受到了越來越多的研究工作者的關(guān)注；它作

2、為一種重要的環(huán)境催化材料，具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LaBO3由于其良好的熱穩(wěn)定性、儲氧性能以及低廉的成本，一直被看作可以替代貴金屬催化劑的首選的高效催化劑，其成為了研究金屬氧化物的固體化學(xué)與其催化性能關(guān)系的合適的模型材料，并在機動車輛尾氣催化凈化、天然氣催化燃燒等領(lǐng)域已顯出十分誘人的前景，有望取代價格昂貴、資源匱乏的貴金屬催化劑。理想的ABO3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)是立方晶系，半徑較大的稀土金屬離子A被12個O原子以立方對稱性包圍；B位離子是半徑較小的過渡金屬離子，處于6個O離子組成的八面體中央。A—O之間距離20.5a，（a為晶格常數(shù)）B—O之間距離0.5a，三種離子半徑滿足：這個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定條件是：r>0.90

3、，r>0.51。此外，在形成穩(wěn)定的ABO3型氧化物時，各種離子必須滿足Gold-Schmidt條件：即哥德布密特允許因子t：0.75

4、得到更優(yōu)異的催化性能。采用其他類型的催化劑與之進行混合摻雜也是一種改性的思路,可能會起到意想不到的作用,例如,將貴金屬和鈣鈦礦型化合物結(jié)合起來就可以起到互補互利的增效作用。鈣鈦礦型化合物對貴金屬能起到很好的穩(wěn)定作用,防止貴金屬被高溫?zé)Y(jié)、蒸發(fā)或與載體反應(yīng),而貴金屬可以提高鈣鈦礦型催化劑的活性。因此,尋找更有利于NxO催化分解的新穎的催化劑制備方法、提高其比表面積、采用新型的材料取代A、B離子或添加助劑改性以提高催化性能以及尋找合適的催化劑載體,仍是今后該領(lǐng)域的研究熱點。目前認(rèn)為，A=La、Sr，B=Fe、Co、Mn組成的鈣鈦礦對CCM催化效果最好。氮氧化物(NOx)是嚴(yán)重危害人類健康的大氣污染

5、物,也是導(dǎo)致酸雨和誘發(fā)光化學(xué)煙霧的主要原因之一；同時它也是一種嚴(yán)重的致癌物質(zhì)。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和機動車數(shù)量的增加,人類向大氣中排放的氮氧化物越來越多,而且還在持續(xù)增長,造成了生態(tài)和生活環(huán)境的嚴(yán)重惡化,消除NOx的污染已成為當(dāng)前大氣污染治理中最重要的課題之一。目前，市場上使用的大部分是貴金屬催化劑，如鉑、鈀、銠催化劑或含有三者的三效催化劑。盡管對汽車尾氣的催化效果很好，但由于貴金屬稀有和昂貴，明顯提高汽車成本。國內(nèi)現(xiàn)在研究較多的是稀土催化劑，并取得較大進展，某些有望在近幾年投產(chǎn)使用?！♀}鈦礦型復(fù)合氧化物是一種極有發(fā)展前途的多相催化劑,自從Libby1971年提出鈣鈦礦型復(fù)合氧化物具有良好的廢氣

6、催化性能以來,許多研究者對此進行了多方面的研究,旨在以鈣鈦礦型復(fù)合氧化物替代價格昂貴的貴金屬催化劑。但是,由于此類化合物催化劑制備工藝復(fù)雜,催化機理還不十分清楚,開發(fā)這類催化劑還缺乏有價值的指導(dǎo)方法。因此,開展此類化合物的表面特性和催化性能的研究具有重要的意義。(1)N2O在鈣鈦礦型化合物L(fēng)aBO3上的分解反應(yīng)屬于表面上催化過程(SuprafacialCatalysis),活性位由B-O-B骨架提供。(2)B位離子3d電子較活潑的催化劑中陽離子的化學(xué)勢較高,反應(yīng)能力較強,TPR反應(yīng)活化能較小。催化劑表面吸附氧對N2O分解有抑止作用。CH4的加入能與表面吸附氧反應(yīng),提供氧空位,促進反應(yīng)的進行。(

7、3)在鈣鈦礦型化合物L(fēng)aBO3上有兩類氧種,即低能位的吸附氧和高能位的晶格氧。吸附氧有包括氣相中的吸附氧和源于N2O的分解而吸附的氧,它們對反應(yīng)的阻抑作用大小不同,而影響的實質(zhì)在于它們脫附產(chǎn)生氧空位的能力。ABO3形式鈣鈦礦材料用作固體燃料電池（SOCF）的陰極材料，是一系列具有廣泛前途的化合物。由于高溫、O與O2的交換以及電子關(guān)聯(lián)效應(yīng)，在SOFC條件下用從頭算方法對這些化合物的物理性質(zhì)的研究特別