Page 87 - 201902

第 2 期 王忍青，等: La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 /MgAl 2 O 4 丝网蜂窝催化剂用于低浓度甲烷催化燃烧 ·253·

n=4 一致。 经不同温度焙烧后催化剂的比表面积，数据列
2.1.2 老化温度的影响 于表 3。
老化过程中温度对微观成核的影响比较敏感，
本文考察了 LSM4 在 3、10、40、60 ℃下老化时催
化剂的活性，老化时间为 14 h。老化在可制冷的恒
温水浴锅进行，反应液是醇水混合液，鉴于纯水在 4 ℃
时密度最大，本文将 3 ℃作为一个低温考察温度点，
考察催化剂活性是否有突变，结果见图 2 和表 2。

图 3 焙烧温度对 LSM 和 LSM4 活性的影响
Fig. 3 Activities of LSM and LSM4 calcined at different
temperatures

表 3 焙烧温度对 LSM 和 LSM4 活性及比表面积的影响
Table 3 Activity & S BET of LSM and LSM4 calcined at different
temperatures

图 2 老化温度对 LSM4 活性的影响 样品
Fig. 2 Activity curves of LSM4 samples aging at different LSM4- LSM4- LSM4- LSM4- LSM- LSM-
temperatures 700 800 900 1000 800 1000
T 50/℃ 484.8 486.9 502 546 613.5 638.9
表 2 老化温度对 LSM4 活性和活化能的影响
Table 2 Activities and E a of LSM4 samples aging at different E a/(kJ/mol) 132.1 127.8 123.8 123.1 168 147.2
temperatures S BET/(m /g) 74.1 81.6 66.5 61.3 48.8 31
2
温度/℃
由表 3 可见，800 ℃焙烧时 LSM4 比表面积最
3 10 40 60
2
2
T 50/℃ 486.8 486.3 528.7 507.2 大，为 81.6 m /g。900 ℃时下降明显，为 66.5 m /g；
E a/(kJ/mol) 127.3 126.7 118.4 103.9 升温到 1000 ℃时下降已不多，有较好的抗烧结性。
2
而 800 ℃下 LSM 的比表面积为 48.8 m /g，远低于 800
从图 2 可看出，老化温度对催化剂活性有重要 ℃下 LSM4 的比表面积。LSM4 经 800 ℃焙烧后比
影响。3 ℃和 10 ℃老化时，甲烷转化率曲线几乎重 表面积反而高于 700 ℃，可能与该焙烧温度下 MA
叠，催化剂活性最好。说明低温老化有利，但在 10 ℃ 和 LSM 发生了更强相互作用有关。
以下时，温度变化对催化剂活性的影响已经较小。 图 4 为 LSM4 的孔径分布曲线，复合型催化剂
中高温 40 和 60 ℃老化时，活性明显下降，活化能 LSM4 的孔径集中在 2~3 nm 和 9~10 nm，为类似
随老化温度上升却有所下降。因此，最佳老化温度 MgAl 2O 4 的双峰型孔。对比看出，经高温焙烧后孔容
为 10 ℃。 下降，大小孔均出现坍塌，尤其是大孔部分更明显。
2.1.3 焙烧温度的影响
高温焙烧不仅能稳定钙钛矿晶型，也能促进载
体与活性成分之间的相互作用，但焙烧温度过高又
会出现烧结等不利影响，导致活性下降。本文考察
了 LSM 和 LSM4 不同焙烧温度对甲烷转化率的影响
如图 3 所示。从图 3 可见，焙烧温度从 700 ℃上升到
800 ℃时，催化剂活性变化不大，进一步升高到 900 ℃，
活性迅速下降，但曲线基本平行，说明活化能变化
不大。到 1000 ℃，曲线变平坦，活化能有明显的下

降。作为对比，图 3 列出了纯 LSM 粉体经 800 和
图 4 LSM4 孔径分布曲线随焙烧温度变化
1000 ℃焙烧后的活性，无尖晶石负载时，催化剂活
Fig. 4 Pore size distribution of LSM4 calcined at different
性偏低，说明单纯钙钛矿催化剂耐高温性能比较差。 temperatures