[发明专利]一种钙钛矿型甲烷燃烧催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种钙钛矿型甲烷燃烧催化剂，包括活性组分和氧化铝载体，其活性组分通式为A_1-xA'_xB_1-yB'_yO₃，式中A为稀土金属元素，A'为碱土金属元素，B和B'为过渡金属元素，0≤x≤0.9，0≤y≤0.9；其特征在于，

所述氧化铝载体包括δ-Al₂O₃、θ-Al₂O₃和α-Al₂O₃中的至少两种晶相的球形载体；

所述球形载体的制备方法包括，

将球母放入盘式造粒机中，用铝溶胶润湿其表面，再交替加入拟薄水铝石粉末和铝溶胶，待颗粒长大到4～6mm后，取出，筛分出粒径为4～6mm的球，干燥，在800-1200℃焙烧2-5h得到所述球形载体。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿型甲烷燃烧催化剂，其特征在于，在800-1000℃焙烧2-5h得到所述球形载体。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿型甲烷燃烧催化剂，其特征在于，所述球母占载体总质量的0.95％～9.0％、所述拟薄水铝石粉末占载体总质量的90.3％～98.3％、所述铝溶胶的浓度为5～30wt％，所述铝溶胶占载体总质量的0.58％～1.0％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的钙钛矿型甲烷燃烧催化剂，其特征在于，所述干燥温度为60-120℃、时间为2～12h；所述球母为珍珠岩粉或氧化铝小球。

5.根据权利要求1-3任一项所述的钙钛矿型甲烷燃烧催化剂，其特征在于，以所述载体总质量计，活性组分在载体上的负载量为2.5-30wt％。

6.根据权利要求1所述的钙钛矿型甲烷燃烧催化剂，其特征在于，所述稀土金属元素为La、Ce、Pr或Nd；所述碱土金属元素为Ba、Sr或Ca；所述过渡金属元素为Fe、Co、Ni、Mn、Cu或Ti。

7.根据权利要求6所述的钙钛矿型甲烷燃烧催化剂，其特征在于，所述活性组分为La_0.7Sr_0.3Fe_0.3Mn_0.7O₃、LaCuO₃、La_0.1Ce_0.9Fe_0.1Mn_0.9O₃、La_0.6Sr_0.4FeO₃、La_0.8Ca_0.2Ni_0.2Mn_0.8O₃或LaFe_0.3Mn_0.7O₃。

8.一种制备权利要求1-7任一项所述的钙钛矿型甲烷燃烧催化剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

活性组分溶液的配制

按活性组分所需的金属元素摩尔比，配置可溶性金属盐的水溶液，金属离子总摩尔量为0.1-3M，然后向溶液中加入有机羟基酸，所述有机羟基酸的摩尔量与金属离子总摩尔量之比为(0.5～2):1；

活性组分的负载

用所述活性组分溶液浸渍载体，浸渍活性组分后的载体经干燥、700-900℃焙烧活化2～6h，即制得所述钙钛矿型甲烷燃烧催化剂。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述有机羟基酸为酒石酸、乳酸或柠檬酸；所述可溶性金属盐为硝酸盐；所述干燥温度为60-120℃、时间为2～12h。