سنتز و شناسایی نانوپروسکیت‌های لانتانیم منگنیت اصلاح شده با آهن، مس و کبالت و کاربرد کاتالیستی آن در اکسایش ترکیبات آلی فرار

نانومواد

مقاله 5، دوره 9، شماره 31، آذر 1396، صفحه 213-222   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

سید علی حسینی^{* 1}؛ بهرنگ ایزدخواه²

¹گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه ارومیه، ارومیه

²گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز

چکیده

مجموعه‌ای از نانوپروسکیت‌های LaMnO₃ و  LaMn_0.7B_0.3O₃به صورتی که B شامل Fe، Cu و Co باشد، به روش سل- ژل نوع پچینی سنتز شدند. فعالیت کاتالیستی نانوپروسکیت‌‌ها در اکسایش تولوئن در یک راکتور بستر ثابت مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اصلاح نانوکاتالیست از طریق جایگزینی جزئی Mn با سایر فلزات، باعث بهبود فعالیت کاتالیستی گردید. دمای عملیاتی برای تبدیل 50% تولوئن بر روی نانوکاتالیست‌های LaMnO₃، LaMn_0.7Co_0.3O₃، LaMn_0.7Cu_0.3O₃ و LaMn_0.7Fe_0.3O₃ به ترتیب برابر 330، 276، 272 و °C 268 بود و نانوکاتالیست LaMn_0.7Fe_0.3O₃ به عنوان نانوکاتالیست بهینه انتخاب شد. نانوذره بودن کاتالیست‌ها با تکنیک‌های SEM، TEM و DLS تایید شد. نتایج H₂-TPR و XPS نشان دادند که پس از وارد کردنFe  به ساختار نانوپروسکیت LaMnO₃ نسبت Mn⁴⁺ به Mn³⁺ در نانوکاتالیست LaMn_0.7Fe_0.3O₃ نسبت به  LaMnO₃افزایش یافت. همچنین طبق نتایج H₂-TPR، احیاپذیری LaMn_0.7Fe_0.3O₃ نسبت به احیای LaMnO₃ و LaFeO₃ در دماهای پایین‌تری روی می‌دهد. افزایش نسبت یون‌های دارای حالت اکسایش نامعمول و همچنین افزایش مکان‌های خالی اکسیژن سطحی عواملی هستند که موجب بهبود فعالیت کاتالیستی LaMn_0.7Fe_0.3O₃ شده‌اند و افزایش سطح ویژه کاتالیست عامل تعیین‌کننده در فعالیت کاتالیستی نبود.

مراجع