Ảnh hưởng của cấu trúc đến tính chất xúc tác của hệ vật liệu perovskit La0,7Sr0,3BO3 (B = Mn, Fe, Ni) trong phản ứng oxy hóa hoàn toàn m-xylen

Engineering and Technology For Sustainable Development - Tập 31 Số 3 - Trang 31-36 - 2021
Thi Thu Huyen Tran1, Thi Luyen Tran1, Thi Tuyet Mai Nguyen1, Thi Minh Hue Dang1, Thi Lan Nguyen1
1Institute of Chemical Engineering, Hanoi University of Science and Technology, Hanoi, Vietnam

Tóm tắt

Bài báo nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đến tính chất xúc tác của hệ vật liệu perovskit La0,7Sr0,3BO3 (B = Mn, Fe, Ni) trong phản ứng oxi hóa hoàn toàn m-xylen. Hệ vật liệu perovskit La0,7Sr0,3BO3 (B = Mn, Fe, Ni) được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel citrat. Để phân tích cấu trúc của vật liệu, sử dụng các phương pháp: phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) kết hợp với phương pháp phân tích Rietveld sử dụng chương trình Fullprof với phương pháp bình phương tối thiểu, phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (IR), phương pháp đo hấp phụ - khử hấp phụ oxi theo chương trình nhiệt độ (TPDO) và phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N2 (BET). Hoạt tính xúc tác của vật liệu được đánh giá thông qua phản ứng oxi hóa hoàn toàn m-xylen. Kết quả cho thấy, giữa cấu trúc và tính chất xúc tác của vật liệu có mối liên hệ chặt chẽ: xúc tác có sự méo cấu trúc xảy ra càng mạnh, có bề mặt riêng càng lớn, có lượng oxi hấp phụ hóa học trên xúc tác càng cao và có liên kết B-O trong xúc tác càng kém bền thì xúc tác cho hoạt tính càng cao trong phản ứng oxi hóa hoàn toàn m-xylen. Xúc tác La0,7Sr0,3MnO3 có các đặc trưng cấu trúc tốt nhất vì vậy thể hiện hoạt tính xúc tác cao nhất trong phản ứng oxi hóa hoàn toàn m-xylen.

Từ khóa

#catalyst #perovskite #oxidation #m-xylene

Tài liệu tham khảo

Wenjun Zhu, Xiao Chen, Zhongmin Liu, Changhai Liang, Insight into the effect of cobalt substitution on the catalytic ferformance of LaMnO3 perovskites for total oxidation of propane, The Journal of Physical Chemistry, 124 (27), (2020) 14646-14657, https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.0c03084

Ngô Thị Thuận, Nguyễn Thế Hữu, Oxi hóa chọn lọc toluen trong pha lỏng trên xúc tác LaFe0,7Cu0,3O3, Tạp chí Hóa Học, T.47 (2A), (2009) 25-28,

Ji Yang, Siyu Hu, Yarong Fang, Son Hoang, Li Li, Weiwei Yang, Zhenfeng Liang, Jian Wu, Jinpeng Hu, Wen Xiao, Chuanqi Pan, Zhu Luo, Jun Ding, Lizhi Zhang, Yanbing Guo, Oxygen vacancy promoted O2 activation over perovskite oxide for low-temperature CO oxidation, ACS Catalysis, 9 (11), (2019) 9751-9763, https://doi.org/10.1021/acscatal.9b02408

Xiyang Wang, Keke Huang, Long Yuan Yuan, Shibo Xi, Wensheng Yan, Zhibin Geng, Yingge Cong, Yu Sun, Hao Tan, Xiaofeng Wu, Liping Li, and Shouhua Feng, Activation of surface oxygen sites in a cobaltbased perovskite model catalyst for CO oxidation, The Journal of Physical Chemistry Letters, 9 (15), (2018) 4146-4154, https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.8b01623

Jianping Yang, Mingguang Zhang, Hailong Li, Wenqi Qu, Yongchun Zhao, and Junyning Zhang, Simultaneous NO reduction and Hg0 oxidation over La0.8Ce0.2MnO3 perovskite catalysts at low temperature, Industrial & Engineering Chemistry Research, 57 (29), (2018) 9374-9385, https://doi.org/10.1021/acs.iecr.8b01431

Lê.T.H.T, Nghiên cứu chế tạo và tính chất quang xúc tác của một số vật liệu perovskit Bi05A0,5TiO3 nhằm ứng dụng xử lý môi trường, Luận án Tiến sĩ, ĐHQG Hà Nội (2020),

Jonathan Hwang, Reshma R. Rao, Livia Giordano, Yu Katayama, Yang Yu, Yang Shao - Horn, Perovskite in catalysis and electrocatalysis, Science 10, Vol.358, (2017) 751-756, https://doi.org/10.1126/science.aam7092

Mi Young Oh, Jung Hyun Kim, Young Wook Lee, Kyeong Joon Kim, Hong Rim Shin, Hyeokjun Park, Kang Taek Lee, Kisuka Kang, and Tae Ho Shin, Enhancing bifunctional catalytic activity via a nanostructured La(Sr)Fe(Co)O3−δ matrix as an efficient electrocatalyst for Li-O2 batteries, ACS Applied Energy Materials, 2 (12), (2019) 8633-8640. https://doi.org/10.1021/acsaem.9b01540

Trần Thị Thu Huyền, Trần Thị Luyến, Nguyễn Thị Minh Hiền, Nguyễn Hữu Phú, Tổng hợp, đặc trưng và tính chất xúc tác của các perovskit La0,7Sr0,3BO3 (B = Mn, Fe, Ni), Tạp chí Hóa Học, T.47 (2A), (2009) 14-18,

Trần Thị Thu Huyền, Trần Thị Luyến, Nguyễn Thị Tuyết Mai, Xác định năng lượng hoạt hóa của phản ứng oxi hóa hoàn toàn m-xylen trên các xúc tác perovskit La0,7Sr0,3BO3 (B = Mn, Fe, Ni), Tạp chí Khoa học ĐHQG Hà Nội: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, T.33 (4), (2017) 79-84,

Penã M.A. and Fierro J.L.G., Chemical structures and performance of perovskite oxide, Chem. Rev., 101, (2001) 1981-2018, https://doi.org/10.1021/cr980129f

Chen Weifan, Li Fengsheng, Liu Leili, Liu Yang, OneStep synthesis of nanocrytalline perovskite LaMnO3 powders via microwave-Induced solution Combustion Route, Rare Earths, 24, (2006) 782-787. https://doi.org/10.1016/S1002-0721(07)60029-5

Manjunath B. Bellakki, V. Manivannan, Jaydip Das, Synthesis, Structural and magnetic properties of La1-xCdxFeO3 (0.0≤x≤0.3) orthoferrites, Mater. Res.Bull, 44, (2009) 1522 – 1527. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2009.02.010

Wang Hong, Zhao Zhen, XU Chunming, Liu Jian, LU Zhixiao, The La 1- xM xMnO 3 (M = Li, Na, K, Rb, x = 0, 0.10, 0.25) Perovskite-type oxides whose sizes are nanoparticle have been prepared by the citric acid-ligated method, Chinese Sci., 50, (2005) 1440-1444,

Tran Thi Minh Nguyet, Nguyen Quang Huan, Nguyen Quoc Trung, Le Van Tiep, Study on the preparation of by sol-gel method and its catalytic activity, The second International Workshop on Nanophysics and Nanotechnology, (2004) 313-316,

Royer S., et al, Methane Oxidation over Nanocrystalline LaCo1-xFexO3: Resistance to SO2 pvisoning, Ind. Eng. Chem. Res, 43, (2004) 5670-5680, https://doi.org/10.1021/ie030775r

Thông tin
Thông tin xuất bản

Engineering and Technology For Sustainable Development

Tập 31 Số 3

31-36

Thông tin tác giả