【正文】 一的薄片狀結(jié)構(gòu)，屬于六鋁酸鹽晶體的特征形貌，直徑約為200nm。這種由TEM反映的片狀結(jié)構(gòu)是六鋁酸鹽的特征微觀結(jié)構(gòu)的宏觀反映，具有這種結(jié)構(gòu)的材料在橫向和縱向的聚集生長受到表面張力的約束，進(jìn)一步阻止催化劑的高溫?zé)Y(jié)， 催化劑的TEM 照片(a)BaAl12O19。(b)BaMnAl11O19 BaMnxAl12?xO19的物相分析如圖2所示，在1200℃焙燒4h后催化劑主要為晶相六鋁酸鹽，和BaAl12O19[260135]的標(biāo)準(zhǔn)譜圖較好地吻合。對(duì)于未被Mn 離子取代的BaAl12O19催化劑，晶相中仍有BaAl2O4[170306]相存在，176。，176。，176。176。出現(xiàn)BaAl2O4的特征峰。隨著六鋁酸鹽中引入Mn 離子，BaAl2O4 相消失，當(dāng)Mn 離子取代數(shù)為1，2時(shí)，催化劑為單一的六鋁酸鹽晶相，Mn 離子的取代量繼續(xù)增加至3 時(shí)，又有BaAl2O4 晶相析出，當(dāng)Mn離子取代量為4 時(shí)， 離子的引入有利于六鋁酸鹽的生成，但過多的Mn 離子會(huì)導(dǎo)致晶格發(fā)生形變，導(dǎo)致BaAl2O4 相析出，這是由于六鋁酸鹽為尖晶石結(jié)構(gòu)單元，與BaO 構(gòu)成的鏡面交替堆積成層狀結(jié)構(gòu)晶體，Mn 離子的離子半徑大于 7Al3+的離子半徑，過量的Mn 離子會(huì)使得六鋁酸鹽中的晶體發(fā)生形變或膨脹，使BaAl2O4鏡面發(fā)生偏移， 等的研究，Mn取代量小于1 時(shí)，Mn 容易以Mn2+的形式取代里面體配位的Al3+，隨著Mn 取代量的增加，Mn 逐漸以Mn3+形式取代八面體配位的Al3+，二價(jià)和三價(jià)Mn nm，均大于Al3+( nm)，所以用Mn 取代Al 后引起晶面間距增加(110 晶面的晶面間距見表2)，反映在2θ角上，會(huì)導(dǎo)致2θ 減小。Mn—O鍵長大于Al—O鍵，隨著Mn 取代量的增加，六鋁酸鹽晶格畸變的程度增加?；冊酱?，造成六鋁酸鹽的熱穩(wěn)定性越差。圖2 BaMnxAl12?xO19在1200℃焙燒4h的XRD 譜圖(a)BaAl12O19。(b)BaMnAl11O19。(c)BaMn2Al10O19。(d)BaMn3Al9O19。(e)BaMn4Al8O19 8 氧化錫、二氧化錫基催化劑SnO和SnO2都具有較好的催化燃燒活性，但在高溫下易燒結(jié)、活性較差。通過Cr、Cu、Co 引入SnO2， 系列催化劑，發(fā)現(xiàn)具有較大比表面積的SnCu4 具有最高的催化活性，500℃下即可將98% 的甲烷轉(zhuǎn)化為CO2，并且該催化劑起燃溫度為300℃。采用浸漬法制備了負(fù)載型MOxSnO2(M= Ce、Co)催化劑，結(jié)果表明，MOx負(fù)載量的提高，催化劑的比表面積增大，晶粒減小，進(jìn)而影響到催化劑的物化性能和反應(yīng)活性。 CeZr固溶體催化劑固溶體作為一種新型催化材料以其較大的比表面積、良好的熱穩(wěn)定性和較高的儲(chǔ)氧能力被廣泛用于各類催化反應(yīng)。尤其是CeZr 固溶體，即所謂的儲(chǔ)氧材料(OSM)，有著特殊的氧化? 還原性質(zhì)，被認(rèn)為是烴類催化燃燒中的一種很有潛力的載體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CeZrCo 系列催化劑對(duì)于甲烷催化燃燒反應(yīng)具有良好的活性和穩(wěn)定性，在空速30000h1下可在580℃將甲烷完全催化轉(zhuǎn)化。反應(yīng)氣體總空速對(duì)催化劑反應(yīng)活性的、影響較大，空速降低，甲烷完全轉(zhuǎn)化溫度也隨之降低。 其他金屬氧化物催化劑以Cu、Co、Mn、Cr、Ni等單一過渡金屬氧化物為活性組分的催化劑，對(duì)甲烷催化燃燒也有較好的活性，對(duì)這些金屬氧化物進(jìn)行摻雜可以使其催化性能發(fā)生顯著改變，如CuO/ Al2OCuO/ Fe2OCuO/ Mn3O4 等。Choudhary 等發(fā)現(xiàn)在氧化鋯中摻雜過渡金屬如Mn、Co、Cr、Fe 等，使甲烷及丙烷的燃燒活性有很大的提高。研究表明，過渡金屬摻雜的氧化鋯催化劑，活性要高于鈣鈦礦型催化劑，與負(fù)載型貴金屬催化劑相當(dāng)。此外，由Ca，Mn，Nd 等摻雜的CeO2催化劑也顯示了較沒有摻雜的CeO2催化劑更好的活性，而加入PdO 和Zr 能夠控制催化劑的晶體尺寸和還原性能，這是由于摻雜后的樣品還原性較好，因此改性的NiO催化劑使甲烷氧化活性提高。加入過渡金屬，如Ag和Cu 也可以提高樣品的甲烷燃燒活性。前景展望甲烷催化燃燒有著很好的發(fā)展前景。在甲烷催化燃燒過程中所用催化劑存在兩個(gè)關(guān)鍵問題:、高穩(wěn)定性、成本較低的催化劑的開發(fā)是其能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的關(guān)鍵。所用的貴金屬催化劑具有很高的催化活性，能使甲烷具有較低的起燃溫度和完全燃燒溫度。如何提高催化劑的比表面積以及活性相和載體之間的協(xié)同效應(yīng)，催化劑的制備方法尤為重要，通過提高貴金屬的分散度，選擇合適的載體和制備方法，采用適宜的非貴金屬摻雜等進(jìn)一步提高催化活性和熱穩(wěn)定性，并降低其成本是下一步要解決的問題。非貴金屬催化劑中鈣鈦礦型催化劑和六鋁酸鹽系列催化劑表現(xiàn)出很好的高溫催化活性，因其價(jià)格較低，有著更好的發(fā)展前景。固溶體對(duì)于甲烷催化燃燒反應(yīng)也有良好的催化活性和穩(wěn)定性，但對(duì)此類催化劑的研究還較少，應(yīng)引起研究者的重視。另外，將納米微粒制備技術(shù)應(yīng)用于催化劑的制備，也能有效地提高催化劑的活性?？傊_發(fā)具有低溫高活性、高溫?zé)岱€(wěn)定性、抗機(jī)械和熱沖擊能力強(qiáng)、抗中毒能力和再生能力良好、整個(gè)生命周期符合節(jié)能綠色環(huán)保要求的廉價(jià)催化劑是催化研究的總體方向。微尺度和均相反應(yīng)也將成為未來催化燃燒的一個(gè)嶄新領(lǐng)域。參考文獻(xiàn)[1] 亓新華，谷永慶，[J].天然氣工業(yè)，2007，27(2)：125～127.[2] [J].化工時(shí)刊, 2009，23(2)：36～39.[3] 陳敏，王月娟，[J].中國稀土學(xué)報(bào), 2006, 24(1)：121～124.[4] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社：21～37.[5] 嚴(yán)河清，張?zhí)?，[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，51(2)：161～166.[6] 陳明，王新，[J].煤氣與熱力，2010, 30(11)：34～37.[7] Xu X F, Pan Y F, Cui X Y, et Combustion of Methane over TiPillared Clay Supported Copper Catalysts [J]. Chem., 2004, 13(3)：204～致謝本論文是在導(dǎo)師文書堂副教授的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法,還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此,謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助，在此表示深深的感謝。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的學(xué)士學(xué)位論文的，同窗之間的友誼永遠(yuǎn)長存。