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羟基锡酸盐微纳材料的合成及其催化性能研究

羟基锡酸盐微纳材料的合成及其催化性能研究

作     者:曹周明 

作者单位:福州大学 

作者专业:材料物理与化学

学位级别:硕士

导师姓名:俞瀚

授予年度:2016年

学科分类:08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081705[工学-工业催化] 

主      题:苯催化氧化 Pt/FeSnO5 

摘      要:羟基锡酸盐材料是一种典型的钙钛矿型结构的羟基化合物,具有较强的吸附能力和较大的禁带宽度。微纳米尺度的羟基锡酸盐功能材料作为光催化剂、抑烟阻燃剂、气敏性材料而受到研究者的广泛关注,但其在热催化领域的应用尚未得到研究。故本课题采用离子交换法以FeSOO4·7H2O和Na2SnO3.4H2O为原材料,通过控制反应温度合成出了不同尺寸、形貌较规则的立方相FeSnO(OH)5微纳材料,并以此为原料,利用浸渍法制备出了 Pt/FeSnO(OH)5催化剂。所制备的Pt/FeSnO(OH)5表现出了优异的催化苯燃烧性能,且同等条件下,催化活性比常用的Pt/γ-Al2O3催化剂更高。Pt/FeSnO(OH)5催化剂特别适合用于低通量的挥发性有机物(VOCs)物质的催化燃烧,同时在高通量情况下也能具有较好的催化燃烧性能,能够显著降低苯的氧化降解温度。程序温度循环和催化剂重复测试次数对Pt/FeSnO(OH)5催化剂的催化活性几乎无影响。此外,Pt/FeSnO(OH)5催化剂还具有良好的稳定性能,能连续催化80h不发生明显的催化活性下降,这有利于其在工业中推广使用。为了研究催化剂活性与结构的关系,我们利用XRD、SEM、TEM、EDS、XPS、BET、TGA、DTA对Pt/FeSnO(OH)5催化剂进行表征。通过分析检测结果,我们发现在羟基化合物FeSnO(OH)5表面负载的Pt大多数被还原至金属态,比A1203表面同样方法还原得到的氧化态Pt具有更高的催化活性。再者,利用Pt/FeSnO(OH)5作为前驱体制备出Pt/(Fe-Sn-O)非晶态催化剂,同样表现出了良好的苯催化燃烧性能。在同等条件下,Pt/(Fe-Sn-O)非晶态催化剂同样均表现出了比Pt/γ-Al2O3催化剂更为优异的苯催化燃烧性能。Pt/(Fe-Sn-O)非晶态催化剂既适用于低通量的VOCs物质的催化燃烧,同时在高通量情况下也能具有优异的催化燃烧性能。此外,Pt/(Fe-Sn-O)非晶态催化剂也具有良好的热稳定性能,有利于在工业推广使用。综上所述,�

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