镧锶钴氧催化剂(LaSrCoO)(化学式通常为 La₁₋ₓSrₓCoO₃,x=0.1~0.6)属于钙钛矿型复合金属氧化物,具有 ABO₃结构(A 位为稀土 / 碱土金属,B 位为过渡金属)。其核心特点包括: 可调变的电子结构:Sr 掺杂可引入氧空位和 Co 离子价态变化(如 Co³⁺/Co⁴⁺),显著提升催化活性; 高氧还原 / 析出反应(ORR/OER)活性:广泛应用于燃料电池、金属 - 空气电池等领域; 热稳定性与抗积碳性:在高温催化反应(如甲烷燃烧、CO 氧化)中表现优异。 其催化性能与制备方法密切相关,喷雾干燥法通过调控颗粒形貌和孔隙结构,可进一步优化其活性和稳定性。
那艾仪器喷雾干燥机制备镧锶钴氧催化剂的按理分享
共沉淀 - 喷雾干燥法制备 La₀.₈Sr₀.₂CoO₃用于氧还原反应
制备流程: 前驱体溶液配制: 将硝酸镧(La (NO₃)₃・6H₂O)、硝酸锶(Sr (NO₃)₂)、硝酸钴(Co (NO₃)₂・6H₂O)按化学计量比溶解于去离子水,浓度为 1 mol/L; 加入 NaOH 和 Na₂CO₃混合溶液(pH=9.5~11.5),形成氢氧化物 / 碳酸盐共沉淀。 喷雾干燥: 将沉淀调浆后通过压力式雾化器(喷嘴孔径 0.5 mm,压力 10 MPa)雾化,进风温度 200℃,出风温度 90℃; 干燥后得到粒径 50~150 μm 的球形前驱体颗粒。 煅烧活化: 在马弗炉中 700℃煅烧 3 小时,形成钙钛矿结构。 性能特点: 比表面积 22 m²/g,氧还原反应(ORR)起始电位 0.92 V(vs RHE),接近商业 Pt/C 催化剂; 多孔结构促进氧气扩散,在碱性介质中稳定性优于传统固相法制备的催化剂。 应用场景:碱性燃料电池阴极催化剂。
葡萄糖模板 - 喷雾干燥法制备多孔 LaSrCoO₃用于 CO 氧化 类比 Ca 掺杂方法)
制备流程: 溶胶 - 凝胶前驱体制备: 将硝酸镧、硝酸锶、硝酸钴按化学计量比溶解于去离子水,加入柠檬酸(金属离子:柠檬酸 = 1:1.5)作为络合剂; 加入葡萄糖(金属离子:葡萄糖 = 1:2)作为造孔剂,搅拌至形成透明溶胶。 喷雾干燥: 采用离心式雾化器(转速 8000 rpm),进风温度 220℃,出风温度 100℃; 干燥后得到粒径 80~200 μm 的球形前驱体。 煅烧与模板去除: 在空气气氛中 800℃煅烧 5 小时,葡萄糖碳化后分解,形成蠕虫状多孔结构。 性能特点: 比表面积 44.8 m²/g,CO 完全转化温度低至 180℃; 多孔结构暴露更多活性位点,抗硫中毒能力显著提升(SO₂浓度 300 ppm 时转化率仍 > 90%)。 应用场景:工业废气中 CO 的低温催化净化。
金属有机框架(MOF)辅助喷雾干燥制备 La₀.₆Sr₀.₄CoO₃用于甲烷燃烧 (基于微波辅助法推测)
制备流程: MOF 前驱体制备: 将硝酸镧、硝酸锶、硝酸钴与 2 - 甲基咪唑混合,在乙醇 / 异丙醇混合溶剂(体积比 2:1)中形成 ZIF-67 衍生 MOF; 加入聚乙烯醇(PVA)作为粘结剂,调节溶液黏度至 500 cP。 喷雾干燥: 采用压力式雾化器(压力 20 MPa),进风温度 250℃,出风温度 110℃; 干燥后得到粒径 100~200 μm 的核壳结构颗粒(MOF 内核包裹金属盐)。 煅烧与碳化: 在氮气气氛中 600℃煅烧 4 小时,MOF 分解为多孔碳骨架,同时金属盐转化为钙钛矿氧化物。 性能特点: 碳骨架支撑的多孔结构使比表面积达 35 m²/g,甲烷完全燃烧温度(T90)为 580℃; 碳层抑制高温下 Co 物种的烧结,在 700℃连续运行 100 小时活性无明显衰减。 应用场景:工业锅炉尾气中甲烷的高效燃烧处理。