NiAl2O4催化燃烧丙烷性能研究

高杨，王胜，吕丽荣，李德意，岳旭，王树东

(1.中国科学院 大连化学物理研究所 洁净能源国家实验室，辽宁 大连 116023；2.中国科学院大学，北京 100049)

尖晶石材料具有高机械强度、高热稳定性、优异光催化活性等性能，因此尖晶石材料在电化学[1]、催化剂[2]、耐高温材料[3]、涂层[4]、传感器[5]等领域具有广阔的应用前景。尖晶石结构由通式AB2O4表示，其中O表示阴离子(-2价态)，A和B为阳离子(+2和+3价态)。晶体结构按照面心立方排列，可以划分为8个小立方单位(8个A阳离子，16个 B阳离子，32个O阴离子)。在尖晶石结构中存在两种不同的间隙位置，A阳离子填充于1/8的四面体空隙中，B阳离子填充于1/2的八面体空隙中[6-10]。

Zou等[11]通过在Pd/Al2O3界面形成NiAl2O4，抑制了PdO颗粒的聚集，提高了Pd/Al2O3催化燃烧甲烷性能。Gama等[12]通过柠檬酸络合Pechini法制备NiAl2O4，制备过程繁琐。本实验通过简单的共沉淀法合成了NiAl2O4尖晶石结构催化剂，以较难活化的丙烷作为模型化合物。重点考察了不同焙烧温度和不同沉淀剂对尖晶石相和催化性能的影响。选择以丙烷为模型化合物，是因为丙烷为低碳烷烃类VOCs，较难活化，而且其广泛存在于丙烯酸、丙烯腈等含VOCs尾气中，具有重要的理论研究意义和应用价值。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

六水合硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)、九水合硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)、氢氧化钠(NaOH)、氨水(NH3·H2O)均为分析纯。化学试剂均无需进一步纯化。

NOVAe 2200e自动比表面和孔隙分析仪；RINTD/MAX-2500PC型粉末X射线衍射仪；ChenBET Pulsar型化学吸附仪；Zeiss g300扫描电子显微镜；安捷伦7890A气相色谱仪；D07-11C型质量流量计。

1.2 催化剂制备

通过共沉淀法制备NiAl2O4催化剂，其中Ni和Al的前驱体盐分别为Ni(NO3)2·6H2O和 Al(NO3)3·9H2O。……