钙钛矿催化剂

钙钛矿型复合氧化物是还原烟气中SO2的有效催化剂，对于钙钛矿催化剂的负载化已有过研究报道，但仅限于活性盐溶液对载体或载体改性后的直接浸渍，效果并不很好。

简介概述作为一种重要的环境催化材料，稀土复合氧化物催化剂由于其良好的热稳定性、储氧性能和低廉的成本，自20世纪80年代以来一直被视为替代贵金属催化剂的首选三效催化剂，并应用于机动车尾气催化净化、天然气催化燃烧等领域。诸多文献报道表明，将催化剂制成纳米级的超微粒子，能表现出很好的催化活性”1”，主要原因可能在于超微粒子上表面原子的晶场环境和结合能与宏观大颗粒存在较大差异吲。关于稀土催化剂超微粉体的常规制各方法主要有：机械混合法、化学共沉淀法、溶胶一凝胶法以及微乳液法等等。由于制备机理和工艺条件的不同，不同制各方法可以得到表面性能和结构差异很大的催化剂粉末。

钙钛矿钙钛矿是组成为CaTiO3的一种矿物,其英文名称Perovskite是地质学家Gustav Rose根据俄国地质学家Count Lev A leksevich von Perovski的名字命名的。在20世纪70年代初，Libby对含稀土和钴的钙钛矿型氧化物进行了系统研究，提出用钙钛矿结构的氧化物代替贵金属用于汽车尾气净化催化剂具有潜在的可能。而后Voorhoeve等对稀土钙钛矿型催化剂进行了深入的研究。从早期的研究成果看，含稀土的钴酸盐和锰酸盐在完全氧化反应方面显示了极高的催化活性。1

制备机械混合法机械混合法制备粉体过程简单，但需要较高的温度。用机械混合法制备稀土催化材料得到单相钙钛矿结构的温度基本在1000℃附近。而在宋崇林等人和Shu J等人的研究中，用机械混合法制备的稀土钙钛矿型催化剂也均是经900℃高温煅烧而得。由于合成温度较高，导致生成的中间化合物迅速生长，晶粒粗化而失去继续反应的活性，使得机械混合法制得的催化剂粉体的比表面积较小，且多混有杂相。

共沉淀法化学共沉淀法是通过使溶液中已经均匀的各个组分按化学计量比共同沉淀出前驱物，再把它煅烧分解制备出超细粉体。共沉淀法可以得到均匀分散的前驱体沉淀颗粒，其相对于机械混合法而言，有烧结温度较低和烧结时间较短等特点，所制备的钙钛矿粉末具有较高的比表面积和反应活性。文献表明，利用共沉淀法制备稀土钙钛矿型催化剂，其沉淀母样只需要在600℃条件下烧结2h ，即可生成较为完整的钙钛矿结构。梁珍成等人的研究还表明，在此烧结条件下制备的样品由于晶粒未长大而比表面积较高，具有较好的催化活性。

溶胶- 凝胶法溶胶- 凝胶法也是制备超微颗粒的一种湿化学方法。常用的溶胶- 凝胶工艺有醇盐水解法和络合溶胶凝胶法。而已报道过的络合剂包括柠檬酸、EDTA、氨水、乳酸、脱氧核糖核酸等。

微乳液微乳液(microemulsion)是由两种互不相溶的液体形成的、热力学稳定的、各向同性的、外观半透明的分散体系。其颗粒大小通常在0.01-0.1微米之间。由于微乳液属热力学稳定体系，在一定条件下胶束具有保持稳定小尺度的特性，即使破裂也能重新组合，这类似与生物细胞的一些功能如自组织性、自复制性，因此又被称为智能微反应器。而且这样的稳定状态不会引起纳米颗粒不必要的“凝聚”。也正是这些特征，使得微乳液法制备的超微颗粒具有颗粒分散性好，粒度均匀以及表面活性高、可长期保存等诸多优点。2

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学