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        三元復(fù)合氧化物的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展

        2017-12-14 01:53:19程璐所艷華張微汪穎軍
        化工進(jìn)展 2017年12期
        關(guān)鍵詞:溶膠催化活性氧化物

        程璐,所艷華,張微,汪穎軍

        三元復(fù)合氧化物的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展

        程璐,所艷華,張微,汪穎軍

        (東北石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,黑龍江大慶 163318)

        隨著在諸多領(lǐng)域?qū)?fù)合氧化物性能要求的不斷提高,研究開(kāi)發(fā)出高性能的三元復(fù)合氧化物逐漸進(jìn)入科研者的視線,其成果對(duì)新型材料的合成與應(yīng)用具有十分重要的意義。本文介紹了固相法、溶膠-凝膠法、共沉淀法3種常用制備三元復(fù)合氧化物的方法以及影響其性能的因素,主要是溫度、摩爾比、pH。其后綜述了近年來(lái)三元復(fù)合氧化物在催化、環(huán)保、新能源領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展,并對(duì)其發(fā)展前景作出了展望。分析表明,在三元復(fù)合氧化物體系中,每種元素對(duì)材料有著不同的貢獻(xiàn),使復(fù)合材料更大限度地發(fā)揮其性能,其活性和穩(wěn)定性均優(yōu)于二元復(fù)合氧化物。最后指出針對(duì)特殊性能探索合成思路是研究三元復(fù)合氧化物的重點(diǎn),為合成技術(shù)走向工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

        復(fù)合材料;制備;催化作用;影響因素

        近年來(lái),隨著氧化物合成技術(shù)的不斷發(fā)展,已有大量研究表明復(fù)合氧化物的活性要優(yōu)于單一氧化物[1-2]。在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中,由于二元復(fù)合氧化物已不能滿(mǎn)足高活性材料的要求,合成新型三元復(fù)合氧化物成為各國(guó)科研工作者研究的熱點(diǎn)。研究者發(fā)現(xiàn)在二元氧化物晶格中添加第三種元素可以導(dǎo)致氧空位和結(jié)構(gòu)的變化,從而使復(fù)合氧化物體系的儲(chǔ)氧性能及熱穩(wěn)定性得到改善[3-5]。三元復(fù)合氧化物相比于二元復(fù)合氧化物原理相同,但性質(zhì)更穩(wěn)定,性能更優(yōu)良,因此逐漸被廣泛研究。本文重點(diǎn)介紹了固相法、溶膠-凝膠法、共沉淀法制備三元復(fù)合氧化物以及影響其性能的因素,并對(duì)該復(fù)合氧化物在催化、環(huán)保、新能源領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了綜述。

        1 三元復(fù)合氧化物的制備

        三元復(fù)合氧化物的制備方法主要分為固相法和液相法,液相法中最常用的是溶膠-凝膠法和共沉淀法。這些制備方法各有其優(yōu)缺點(diǎn),如表1所示,不同方法對(duì)所制樣品的結(jié)構(gòu)、晶相、表面性質(zhì)等特征有較大影響[6-7]。

        表1 不同制備方法的優(yōu)缺點(diǎn)

        1.1 固相法

        固相法是傳統(tǒng)制備三元復(fù)合氧化物的主要方法,是將反應(yīng)原料按一定化學(xué)計(jì)量比充分混合研磨后,在特定溫度下煅燒得到產(chǎn)物的方法。石西昌 等[8]采用固相法合成出一系列不同鈦含量的Li-Mn-Ti復(fù)合氧化物,通過(guò)結(jié)構(gòu)表征和酸浸實(shí)驗(yàn)證明,Ti已進(jìn)入尖晶石晶格,使樣品有更小的晶粒度,且結(jié)構(gòu)和形貌具有穩(wěn)定性。

        此方法雖然設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝流程操作方便,但所得粉體不夠細(xì)且雜質(zhì)較多,多用于制備電極材 料[9-10]。CABALLERO等[10]采用新型固相法一步反應(yīng)合成LiFePO4,其粒徑小于80nm,在相同溫度下,其活性高于用普通固相法制備的納米顆粒,在表面包覆納米銅后,不可逆容量降低,顆粒的導(dǎo)電率提高,從而使材料的電化學(xué)性能提高。因此,通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)固相法的改進(jìn)研究,可使得合成材料的均一性有所提高,電化學(xué)性能得到優(yōu)化。

        1.2 溶膠-凝膠法

        溶膠-凝膠法是將金屬醇鹽或無(wú)機(jī)物水解縮合形成透明溶膠,經(jīng)陳化、干燥、燒結(jié)固化進(jìn)而得到目標(biāo)產(chǎn)物的方法。在制備過(guò)程中,反應(yīng)溫度、摩爾比、pH等可變參量會(huì)影響溶膠粒子的大小、形態(tài)、凝膠結(jié)構(gòu)[11],從而影響顆粒的最終性能[12]。KIM 等[13]采用溶膠-凝膠法制備出CoAl0.1Fe1.9O4復(fù)合氧化物,表征結(jié)果顯示,經(jīng)390℃焙燒后的CoAl0.1Fe1.9O4為立方尖晶石型結(jié)構(gòu),沒(méi)有其他擇優(yōu)取向。其矯頑磁力不僅與焙燒溫度有關(guān),而且受復(fù)合氧化物表面粗糙程度的影響。

        由于合成過(guò)程易于控制,可摻雜材料種類(lèi)多,化學(xué)計(jì)量準(zhǔn)確,此方法普遍應(yīng)用于材料改性。JUNG等[14]采用凝膠-凝膠法成功合成三元復(fù)合氧化物B2O3-SiO2/TiO2,硼和硅能夠有效抑制TiO2由銳鈦礦相向金紅石相轉(zhuǎn)換,改性后的二氧化鈦晶格發(fā)生了變化,經(jīng)900℃焙燒后的XRD譜圖中沒(méi)有金紅石相的出現(xiàn)。并且,氧化硼的摻雜可以提高SiO2/TiO2復(fù)合氧化物的光催化活性,摻雜量為5%時(shí)的B2O3-SiO2/TiO2活性最高。

        1.3 共沉淀法

        共沉淀法是在有兩種或多種陽(yáng)離子混合溶液中加入沉淀劑,共同形成氫氧化物前體,再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、焙燒得到復(fù)合氧化物的方法。張丹等[15]以TiO2作為載體,F(xiàn)e2O3-MnO2-CeO2三元復(fù)合氧化物為活性組分,用共沉淀法制得的催化劑Fe2O3-MnO2-CeO2/TiO2有較好的孔隙分布和耐高溫性能,在150~250℃范圍內(nèi)有持續(xù)穩(wěn)定的脫硝性能,最高催化效率可達(dá)91%以上,是一種良好的鐵基中低溫SCR脫硝催化劑。盧晗鋒等[16]探究了不同沉淀劑對(duì)Cu-Mn-Ce復(fù)合氧化物催化劑的結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)特性、催化劑活性的影響。結(jié)果表明,采用NaOH作為沉淀劑合成的催化劑在燃燒反應(yīng)中有更優(yōu)的催化特性。相比于普遍采用的檸檬酸溶膠-凝膠法[17],在保持得到高活性結(jié)構(gòu)相的同時(shí)更加環(huán)保。李紅梅等[18]采用復(fù)合沉淀劑制備CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)復(fù)合氧化物,將其與單一沉淀劑作對(duì)比,發(fā)現(xiàn)復(fù)合沉淀劑可避免單一沉淀劑的缺點(diǎn),通過(guò)平衡CeO2-ZrO2和Al2O3之間的相互作用,使得CZA材料有較好的熱穩(wěn)定性,將其作為載體所制得的單Pd三效催化劑具有良好的氧化還原性能和催化 活性。

        2 影響三元復(fù)合氧化物性能的因素

        2.1 溫度

        焙燒溫度是對(duì)產(chǎn)物性能影響最大的因素[19],溫度的過(guò)高過(guò)低都不利于形成良好的晶體結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致活性降低。蔡林森等[20]用共沉淀法分別在不同溫度下焙燒3h制備前體,用二甲酚橙吸附性能作為反應(yīng)探針,計(jì)算結(jié)果顯示,焙燒溫度在100~300℃區(qū)間內(nèi)Mg-Fe-Al復(fù)合氧化物以氫氧化物的形式存在,其吸附量隨焙燒溫度增加逐漸升高;當(dāng)溫度達(dá)到300℃時(shí),結(jié)晶水基本消失,孔容積達(dá)到最大,吸附量相對(duì)達(dá)到最大值;溫度大于300℃后,層狀氫氧化物結(jié)構(gòu)逐漸被破壞,導(dǎo)致吸附量逐漸降低。因此,300℃是合成Mg-Fe-Al復(fù)合氧化物的最佳焙燒溫度。

        滕昭玉等[21]探究了焙燒溫度對(duì)La0.9Sr0.1NiO3可見(jiàn)光催化性能的影響,從XRD和催化性能評(píng)價(jià)結(jié)果可看出,不同的焙燒溫度對(duì)催化劑晶體結(jié)構(gòu)和催化活性有較大影響。700℃下焙燒4h所得的樣品光催化活性最高,較高或較低的溫度都不利于形成穩(wěn)定的鈣鈦礦型晶體結(jié)構(gòu),導(dǎo)致光催化活性降低。故活性相的種類(lèi)受反應(yīng)溫度的控制,影響著最終產(chǎn)物的性能。

        2.2 摩爾比

        三元復(fù)合氧化物體系中,各元素的摩爾比是影響其性能的主要因素之一。滕昭玉等[22]采用溶膠-凝膠法制備了鈣鈦礦型氧化物L(fēng)a1-xMNiO3(M=Sr、Ca),通過(guò)計(jì)算不同摻雜量的樣品在可見(jiàn)光下對(duì)甲基橙溶液的脫色率發(fā)現(xiàn),Sr2+摻雜量為0.1時(shí)光催化效果最好,180min脫色率可以達(dá)到56.97%,比LaNiO3脫色率提高30%以上;而使催化劑La1-xCaNiO3催化活性最高的Ca2+摻雜量為0.7,180min脫色率可達(dá)到30.99%,比LaNiO3脫色率僅提高約5%。這是由于Sr2+能提供更多的氧空位,加速了光生電子與空穴的分離。

        YAO等[23]用共沉淀法制備了一系列不同摩爾比的CeO2-MnO-Al2O3復(fù)合氧化物催化劑用于CO催化還原NO,發(fā)現(xiàn)Ce∶Mn∶Al摩爾比=6∶4∶0.5所制備的復(fù)合氧化物晶粒尺寸最小,比表面積和孔體積最大,同時(shí)Ce3+和Mn4+的含量最高,有利于提高CeO2-MnO復(fù)合氧化物在CO催化還原NO反應(yīng)中的催化性能。

        2.3 pH

        不論采用何種制備方法,pH對(duì)三元復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)和尺寸都有較大影響[24]。徐黎明等[25]考察了pH對(duì)復(fù)合氧化物載體比表面積和孔容的影響,結(jié)果顯示,在pH=8.5時(shí),Zr/Si-Al載體的比表面積和孔容達(dá)到最大值,pH過(guò)大或過(guò)小均易使膠體團(tuán)聚或聚沉。蔡林森等[20]將Mg-Fe-Al的摩爾比定為2∶1∶1,調(diào)節(jié)pH分別為8、9、10、11、12進(jìn)行共沉淀,將合成的Mg-Fe-Al復(fù)合氧化物進(jìn)行二甲酚橙吸附實(shí)驗(yàn),通過(guò)吸附量結(jié)果可看出pH越大,效果越差,pH =8時(shí)吸附效果最好。研究表明,pH的變化會(huì)導(dǎo)致三元復(fù)合氧化物組成的變化,從而影響其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變。

        2.4 其他因素

        除溫度、摩爾比、pH這3個(gè)因素以外,添加劑對(duì)所合成的復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)和性能也有較大影響。由于添加劑的加入可以得到更小的氧化物粒子,李友鳳等[26]在共沉淀法合成CeO2-ZrO2-Al2O3前體過(guò)程中,分別添加了檸檬酸(CA)、聚乙二醇(PEG)和淀粉(ST)3種有機(jī)物,探索添加劑對(duì)材料織構(gòu)特性、材料孔結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、儲(chǔ)氧能力和氧化還原能力等特性的作用規(guī)律。通過(guò)表征得出添加劑為PEG,經(jīng)1000℃焙燒后的樣品有最大比表面積、孔容、孔徑及最佳的孔分布和吸附-脫附能力,具有最好的儲(chǔ)氧能力和還原性能。

        3 三元復(fù)合氧化物的應(yīng)用

        3.1 催化領(lǐng)域

        不論是作為載體還是活性組分,三元復(fù)合氧化物的催化活性和熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于二元氧化 物[27-28]。目前的研究結(jié)果表明,三元復(fù)合氧化物可應(yīng)用于催化N2O分解[12,29-31]、催化燃燒[32-33]、光催化[34]、催化加氫脫硫[35]等諸多催化反應(yīng)。

        3.1.1 催化燃燒VOCs

        揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)嚴(yán)重地污染了環(huán)境,并且危害著人類(lèi)健康。用催化燃燒法去除VOCs的應(yīng)用極其廣泛,黃海鳳等[32]采用共沉淀法將Ce加入到Cu-Mn復(fù)合氧化物中,研究了該三元復(fù)合氧化物對(duì)VOCs的催化燃燒性能,發(fā)現(xiàn)與Cu-Mn催化劑相比,加入Ce后的復(fù)合氧化物有更好的低溫活性,達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率時(shí)的反應(yīng)溫度能降低約50%。余鴻敏等[33]發(fā)現(xiàn),在Cu-Mn-Ce復(fù)合氧化物中摻雜Pt會(huì)增加晶相結(jié)構(gòu)中的缺陷位,使其比表面積和表面氧數(shù)量增加。當(dāng)摻雜量為5%時(shí),甲苯完全轉(zhuǎn)化的溫度可下降30℃,從而進(jìn)一步提高Cu-Mn-Ce催化劑的催化燃燒性能和熱穩(wěn)定性。

        3.1.2 催化分解N2O

        催化分解法是一種可以消除N2O溫室氣體最經(jīng)濟(jì)有效的方法[36],其中尖晶石結(jié)構(gòu)的鈷基催化劑備受青睞。丁林等[30]用等體積浸漬法制備了添加不同金屬助劑的Co-Cu-M復(fù)合氧化物催化劑,通過(guò)改變催化劑的結(jié)構(gòu)以及離子的分散度來(lái)提高催化活性。在常壓固定床微型反應(yīng)器中的活性測(cè)試表明,助劑Fe、Mn、Ce的添加使得Co-Cu催化劑分解N2O的活性有顯著提高。他們又通過(guò)H2-TPR表征闡明Fe和Ce提高催化劑性能的機(jī)理,此研究為N2O的工業(yè)應(yīng)用拓寬了篩選范圍。

        3.1.3 光催化

        光催化劑的研究圍繞著提高光量子效率、增加其在可見(jiàn)光下的光催化活性展開(kāi),開(kāi)發(fā)新型光催化劑是光催化領(lǐng)域的一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。與二元氧化物相比,第三種氧化物的摻雜可明顯提高復(fù)合催化劑可見(jiàn)光活性[7]。WANG等[34]用熱蒸發(fā)法制備了Cu2O-TiO2-ZnO復(fù)合氧化物,在2h內(nèi)其催化降解甲基橙效率高達(dá)90%以上,而Cu2O-TiO2的降解率僅約60%??梢?jiàn)ZnO為電子躍遷提供了更多的機(jī)會(huì),抑制了光誘導(dǎo)電子-空穴對(duì)的復(fù)合,使催化劑有更寬范圍且更強(qiáng)的紫外吸收,為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新型高效可見(jiàn)光催化材料提供了新思路。

        3.2 環(huán)保領(lǐng)域

        3.2.1 催化碳煙燃燒

        由于柴油機(jī)熱效率高、經(jīng)濟(jì)性能好,在現(xiàn)實(shí)生活中得到廣泛應(yīng)用,隨之帶來(lái)的是碳煙對(duì)環(huán)境和人體健康的危害。為減少碳煙顆粒物的排放,碳煙燃燒催化劑成為近幾年來(lái)研究的熱點(diǎn)[37]。其中,鈰基三元復(fù)合氧化物催化劑對(duì)芳烴、烷烴等有機(jī)分子都具有非常優(yōu)異的催化活性,已經(jīng)達(dá)到并優(yōu)于貴金屬Pd的催化性能[38-39],是一種在催化處理碳煙應(yīng)用上極有潛力的復(fù)合氧化物燃燒催化劑。

        單一氧化物催化劑催化活性不高,而復(fù)合氧化物催化劑因結(jié)構(gòu)和電子調(diào)變的相互作用,其催化活性要優(yōu)于單一氧化物[40]。鄔紅龍等[41]采用溶膠-凝膠法將堿土金屬摻雜到鈰鋯固溶體中,TPO結(jié)果表明,引入較低含量的Ca、Sr、Ba均能提高鈰鋯固溶體催化碳煙燃燒的能力。其中,樣品Ba0.1Ce0.7Zr0.2O2的表面積最大,活性最高。

        3.2.2 脫硝技術(shù)

        現(xiàn)如今NO(NO、NO2)是大氣污染的主要來(lái)源之一,降氮脫硝勢(shì)在必行。在眾多脫硝技術(shù)中,選擇性催化還原(SCR)法的效率較高,是目前世界上應(yīng)用最多、最有效的脫硝技術(shù)[42]。催化劑作為核心決定了脫硝效率的高低,高巖等[43]以TiO2為載體,V2O5-WO3-MoO3作為活性組分,制備了復(fù)合氧化物SCR催化劑,與只含有兩種活性組分的催化劑作對(duì)比發(fā)現(xiàn),相同負(fù)載量下的V2O5-WO3-MoO3/ TiO2脫硝活性、催化選擇性要優(yōu)于單一負(fù)載W或Mo的催化劑,最高活性高達(dá)99%。

        釩-鎢-鈦三元SCR催化劑在我國(guó)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,但由于反應(yīng)溫度過(guò)高,不適用于處理特殊NO排放源的尾氣。鈰基催化劑是重要的低溫 SCR 催化劑,劉海弟等[44]以SiO2小球?yàn)檩d體,制備了由過(guò)渡金屬M(fèi)n、Zr、Ce氧化物組成的三元選擇性SCR催化劑,通過(guò)表征和催化性能評(píng)價(jià)得出結(jié)論:Mn-Zr-Ce 催化劑在低溫下(<200℃)表現(xiàn)出較好的催化活性。由此可見(jiàn),過(guò)渡金屬的加入,提高了催化劑的儲(chǔ)氧性能,使合成出的三元復(fù)合氧化物更好地應(yīng)用到脫硝技術(shù)中。

        3.2.3 廢水處理

        隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展,開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的廢水處理催化劑已成為環(huán)保行業(yè)的熱點(diǎn)。蔡林森等[20]用二甲酚橙模擬印染廢水,首次將Mg-Fe-Al復(fù)合氧化物運(yùn)用于二甲酚橙吸附實(shí)驗(yàn),探究在不同條件下的吸附效果,為Mg-Fe-Al復(fù)合氧化物在印染廢水處理方面提供借鑒。

        此外,光催化降解技術(shù)在印染廢水處理方法中受許多科研者的青睞,甄德帥等[45]通過(guò)光催化降解反應(yīng)發(fā)現(xiàn),用溶膠-凝膠法合成的Zn2+-SiO2-TiO2三元復(fù)合納米催化劑光催化降解性能比TiO2一元催化劑和Zn2+-TiO2、SiO2-TiO2二元催化劑的性能高,對(duì)羅丹明B溶液(5mg/L)在可見(jiàn)光下的降解率達(dá)到90%,剛果紅溶液(10mg/L)的降解率達(dá)到83%。

        3.3 新能源領(lǐng)域

        3.3.1 生物柴油

        生物柴油作為一種新型清潔能源,可逐漸代替石化柴油,節(jié)省石油資源的消耗[46]。其中復(fù)合型固體酸堿催化劑在生物柴油合成中有明顯優(yōu)勢(shì),相比于液體催化劑,其后處理更簡(jiǎn)單且可循環(huán)利用[47]。KIM等[48]以ZrO2作為載體,采用溶膠-凝膠法制備的固體酸催化劑用于生產(chǎn)生物柴油,從脂肪酸甲酯收率可看出,ZnO-SiO2-Yb2O3/ZrO2相比于ZnO- SiO2/ZrO2和ZnO-Yb2O3/ZrO2固體酸催化劑的催化活性更高,反應(yīng)溫度為230℃時(shí),收率高達(dá)93%。李冰等[49]以共沉淀法制得的C-Mg-Zn-O固體堿為催化劑,用蓖麻油甲醇酯交換反應(yīng)為探針?lè)磻?yīng),在一定反應(yīng)條件下蓖麻油的轉(zhuǎn)化率可達(dá)96.3%。

        3.3.2 電極材料

        超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能裝置,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、國(guó)防、電力、鐵路等領(lǐng)域,其對(duì)能量的利用率是研究中最關(guān)鍵的因素。在眾多的電極材料中,金屬氧化物儲(chǔ)存的能量、比容量以及循環(huán)使用壽命都優(yōu)于碳材料[50]。為了增大基體的比表面積,提高電極的活性與穩(wěn)定性,科研工作者們將活性好的材料與其他比表面積大的金屬氧化物復(fù)合,從而提高比電容和功率密度。

        RuO2在金屬氧化物電極中的優(yōu)勢(shì)比較突出,但價(jià)格昂貴限制了其工業(yè)化應(yīng)用,為減少氧化釕的用量,制備金屬?gòu)?fù)合氧化物是較為理想的方法。三元復(fù)合氧化物作電極在很多文獻(xiàn)中已有報(bào)道[51-53],伊昭宇等[53]采用熱分解法制備了Ti/Ru0.4Mn(0.6?x)SnO2三元氧化物電極材料,其組織結(jié)構(gòu)和電容性能表明:相同條件下制備的三元氧化物電極的比電容為二元氧化物電極的2~3倍。高儲(chǔ)能能力歸因于三元氧化物電極中三組元的相互配合降低了離子擴(kuò)散力,從而提高了活性材料的利用率,使金屬氧化物的氧化還原贗電容反應(yīng)更加充分。

        4 結(jié)論與展望

        三元復(fù)合氧化物采用不同的合成方法,利用所選組分的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),通過(guò)對(duì)溫度、摩爾比等條件的控制,使其具有良好的活性和穩(wěn)定性。因其在許多領(lǐng)域明顯地表現(xiàn)出單一氧化物、二元氧化物所沒(méi)有的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和突出性能,已受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注,是眾多新型復(fù)合氧化物材料減少成本、增加催化活性的首選,為進(jìn)一步設(shè)計(jì)高活性催化劑提供了新思路,具有較大的探索空間。

        目前,三元復(fù)合氧化物材料雖已取得了一些研究成果,但合成技術(shù)正處于起步階段。由于其制備工藝復(fù)雜、成本高,大多停留在實(shí)驗(yàn)室階段。并且,人們對(duì)各組分間協(xié)同作用反應(yīng)機(jī)理的理解還十分有限,仍需要進(jìn)一步分析驗(yàn)證。綜上所述,根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的需要,采用更適合的方法制備出具有高活性、高熱穩(wěn)定性的三元復(fù)合氧化物是未來(lái)重要的研究方向,將有助于拓寬新型材料的研究范圍及工業(yè)化的生產(chǎn)需求。

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        Recent progress in preparation and application of ternary composite oxide

        CHENG Lu,SUO Yanhua,ZHANG Wei,WANG Yingjun

        (College of Chemical Engineering,Northeast University of Petroleum,Daqing 163318,Heilongjiang,China)

        With the increasing requirements of performance of composite oxides,developing high-performance ternary composite oxides has attracted attentions of researchers in many fields.The synthesis and application of these new materials is of great significance.This paper introduces three commonly used preparation methods of the ternary composite oxides:solid phase method,sol-gel method,coprecipitation method as well as the effect of reaction temperature,mole ratio and pH on their performance.The research progress of ternary composite oxides in the field of catalysis,environmental protection and new energy in recent years are reviewed,and the development prospect are also discussed.Analysis shows that each element in the ternary composite oxide system has different contributions to the materials giving rise to maximize composite materials properties,and higher activity and stability than those of binary complex oxides.Finally,we figure out the research focus of ternary composite oxides is to explore synthetic methods for special performance,which lays a good foundation for the future industrial application.

        composites;preparation;catalysis;influence factor

        O611.4

        A

        1000–6613(2017)12–4486–07

        10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0555

        2017-03-30;

        2017-07-26。

        東北石油大學(xué)校青年基金項(xiàng)目(NEPUQN2015-1-08)。

        程璐(1991—),女,碩士研究生。

        汪穎軍,教授,研究方向?yàn)楣I(yè)催化。E-mail:wangying-jun@163.com。

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