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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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缺陷钙钛矿LaMnO3催化煤矿乏风瓦斯燃烧性能

作者(Author):

  • 王晓波
  • 邓存宝
  • 邓汉忠
  • 王荀

作者单位:

  • 太原理工大学安全与应急管理工程学院
  • 辽宁工程技术大学材料学院

关键词:

  • 煤矿乏风
  • 催化燃烧
  • 钙钛矿
  • 晶格氧
  • 摘要
  • 论文图表
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我国煤矿开采乏风瓦斯排量大,其温室效应是CO2的21倍,会引起严重的环境问题。催化燃烧作为一种高效、绿色的净化技术,在较低温度下可将低浓度甲烷完全转化。目前,甲烷催化燃烧反应的关键科学问题是氧活性位的确认及其催化机制。采用溶胶-凝胶法制备一系列不同物质的量比La/Mn的菱形钙钛矿LaMnO3-x催化剂,并考察其在甲烷催化燃烧的反应性能。通过X射线衍射、N2物理吸附、透射电子显微镜和H2-程序升温还原技术对催化剂的物化性能进行表征。此外,采用X射线光电子能谱、O2-程序升温脱附和拉曼光谱技术研究了钙钛矿LaMnO3-x中氧物种的种类和相对含量。X射线衍射结果表明,所有催化剂均为菱形钙钛矿LaMnO3结构,未观察到其他La和Mn物种的衍射峰。固定床评价结果表明,钙钛矿LaMnO3-90具有介孔孔道,比表面积较大,且具有最多的体相和表面晶格氧物种,使其催化活性最高。此外,缺陷钙钛矿LaMnO3-90具有良好的催化寿命和结构稳定性。钙钛矿LaMnO3-x催化剂的甲烷催化活性与表面晶格氧体积分数呈正相关。因此,推测表面晶格氧物种是钙钛矿LaMnO3-x催化甲烷燃烧反应的活性中心。

王晓波,邓存宝,邓汉忠,等. 缺陷钙钛矿LaMnO3催化煤矿乏风瓦斯燃烧性能[J]. 煤炭学报,2022,47(4):1588-1595. WANG Xiaobo,DENG Cunbao,DENG Hanzhong,et al. Defective perovskite LaMnO3 catalysts for ventilation air methane combustion[J]. Journal of China Coal Society,2022,47(4):1588-1595.
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