摘 要

随着社会工业化的不断发展，我们对环境的污染也越来越严重。为了制备具有高催化性能的催化剂，本文采用水热合成法制备了三种钴化合物前驱体，借助熔盐法合成钴酸镧催化剂，采用等体积浸渍法将Cu² 离子负载至钴酸镧载体上，达到提升LaCoO₃钙钛矿型复合氧化物催化剂催化性能的目的。结果对改变钙钛矿型催化剂的催化效果具有一定的指导意义。

论文主要研究了球状的CoCO₃，柱状的CoC₂O₄以及片状的Co（OH）₂三种钴化合物前驱体的形貌特点和制备工艺，明确了制备原料，反应温度，反应时间等因素对三种产物性能影响力的大小，探究了不同质量分数下Cu² 活性组分对LaCoO₃钙钛矿型复合氧化物催化剂的影响，结果表明活性组分的质量分数和最终烧结温度都将影响到产物的催化性能。

关键词：钴酸镧；负载型催化剂；熔盐法；浸渍法

Abstract

With the continuous development of social industrialization, our pollution to the environment is becoming more and more serious.In order to prepare a catalyst with high catalytic performance, three cobalt compound precursors were prepared by hydrothermal synthesis, a lanthanum cobaltate catalyst was synthesized by a molten salt method, and Cu² ions were loaded on a lanthanum cobaltate carrier by an equal volume impregnation method. To achieve the purpose of improving the catalytic performance of LaCoO₃ perovskite composite oxide catalyst.This result has certain guiding significance for changing the catalytic effect of perovskite-type catalysts.

The thesis mainly studies the morphological characteristics and preparation process of three cobalt compound precursors, spherical CoCO₃, columnar CoC₂O₄ and flake Co(OH)₂, Understand the influence of preparation raw materials, reaction temperature, reaction time and other factors on the performance of the three products.The effects of Cu² active components on LaCoO₃ perovskite-type composite oxide catalysts under different mass fractions were explored.The results show that both the mass fraction of the active component and the final sintering temperature will affect the catalytic performance of the product.

Key Words：Cobalt acid lanthanum；Supported cataly；Molten salt method；Impregnation

目 录

1 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 钙钛矿型氧化物的介绍 1

1.3 本文选题的实验内容 2

2 钴酸镧的制备 3

2.1 钴前驱体的制备 3

2.1.1 水热合成法的介绍 3

2.1.2 球状CoCO3的制备及结构表征 3

2.1.3 柱状草酸钴的制备及结构表征 4

2.1.4 片状Co(OH)2的制备 8

2.1.5 三种前驱体的性能总结 9

2.2 四氧化三钴的制备 9

2.2.1 四氧化三钴的介绍和制备 9

2.2.2 分解温度的影响 9

2.2.3 退火温度的影响 11

2.3 钴酸镧的制备 12

2.3.1 熔盐法的介绍 12

2.3.2 钴酸镧的制备过程 12

2.3.3 钴酸镧的性能表征 13

3 浸渍法制备xCu/LaCoO3负载型催化剂 14

3.1 提升钴酸镧催化效果的方法 14

3.2 浸渍法的介绍 14

3.3 制备负载型催化剂 15

3.4 催化性能的测试方法 15

3.5 影响催化效果的因素 16

4 总结 17

参考文献 17

致谢 19

1 绪论

1.1研究背景

当前，人类社会逐渐发展，环境污染问题已成为社会三大危机之一，严重影响到人类的生存环境和地球的生态系统。其中，大气污染更是随着交通行业及化工行业的发展，变得愈发严重^[1]。大气污染成因通常分成自然因素和人为因素两种，人为因素包括燃料燃烧排放，工业废气排放，交通工具尾气排放等，形成的主要污染物包括硫氧化合物，氮氧化合物，碳氧化合物以及碳氢化合物，这些大气污染物不仅对人体造成各种伤害，还会对环境以及气候造成严重污染，如何减少并处理大气污染物成为解决污染问题的主要目标之一^[2]。

目前，光催化技术作为一种高效，安全的环境友好型环境净化技术，拥有着广阔的发展前景和应用市场，其原理是以光为能量，通过催化剂的辅助，将污染物降解成为水，CO₂等产物^[3]。

光催化在环境保护与治理上的应用研究开始于20世纪70年代后期.Fank和Bard关于水中氰化物在TiO₂上的光分解研究，而TiO₂也因其光稳定性和高效性成为首批被大范围使用的光催化剂，但是随着研究发现，TiO₂也存在着自身缺陷，因此旧催化剂改性和寻找新的催化剂也成了目前的研究方向。

1.2钙钛矿型氧化物的介绍