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天然气传统燃烧利用方式不仅造成严重的环境污染,而且能源利用效率低。催化燃烧技术作为一种环境友好且燃烧效率高的能源利用方式越来越受到重视。本文采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了铝系La2BAlO6(B=Co、Ni、Mn)稀土双钙钛矿型催化剂,并与相应的稀土单钙钛矿型催化剂LaBO3(B=Co、Ni、Mn、Al)进行了比较,考察了焙烧温度对双钙钛矿型氧化物的影响,探讨了A位上Sr取代La对钙钛矿型复合氧化物催化剂的甲烷催化燃烧性能的影响。利用X射线粉末衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、比表面(BET)、扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外吸收光谱(FT-IR)和磁性测试等手段对样品进行了表征,以甲烷催化燃烧反应为探针考察了其催化活性,并与其物理化学性能进行了关联。实验结果表明,在空气气氛中1100℃焙烧3h后,铝系La-B-Al-O(B=Co、Ni、Mn)催化剂均形成了单相的La2CoAlO6、La2NiAlO6和La2MnAlO6稀土双钙钛矿型化合物。其中La2NiAlO6表现出较好的甲烷催化燃烧活性,其起燃温度(T10)和完全转化温度(T90)分别为433.1℃和649.7℃, La2CoAlO6次之,La2MnAlO6:最差。从催化剂的H2-TPR谱图中发现,La2NiAlO6较好的甲烷催化燃烧活性与其较低的还原峰温有天。同时,对稀土双钙钛矿型La-B-Al-O(B=Co、Ni、Mn)系列催化剂与相应的单钙钛矿型La-B-O(B=Co、Ni、Mn、Al)系列催化剂进行了系统的比较。活性测试结果表明,双钙钛矿系列催化剂活性均优于相应的单钙钛矿型催化剂,与相应的两种单钙钛矿型催化剂混合物相比,双钙钛矿仍表现出良好的催化活性,这说明在双钙钛矿催化剂La2BAlO6(B=Co、Ni、Mn)结构中,B位元素与Al元素之间存在着协同作用,而这种协同作用对甲烷催化燃烧反应是有利的。在此基础上,重点考察了不同焙烧温度对La2NiAlO6结构及甲烷催化燃烧活性的影响。结果表明,当焙烧温度提高到800℃时,La-Ni-Al-O体系开始形成了双钙钛矿的结构,此后随着焙烧温度的升高,La2NiAlO6的晶型逐步完善。最后,发现在A位上用少量Sr取代La有助于双钙钛矿型催化剂La2NiAlO6催化活性的提高,但掺杂过高反而会使其催化活性下降。双钙钛矿La1.90Sr0.10NiAlO6的活性最好,比表面积最大,其起燃温度(T10)和完全转化温度(T90)分别为398.7℃和622.9℃。