[发明专利]一种钙钛矿型催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钙钛矿型催化剂，其特征在于：

所述钙钛矿型催化剂利用二氧化硅改性，形成钙钛矿型催化剂；

其中，钙钛矿为AFe_xM_1-xO₃，A选自La、Ce、Ca、Sr和Ba中的至少两种，M选自Cr、Mn、Co或Cu中的至少一种，0≤x≤1。

2.一种权利要求1所述的钙钛矿型催化剂的制备方法，其特征在于：

所述制备方法包括：

(1)通过乳液聚合法制备聚甲基丙烯酸甲酯微球；

(2)将含A金属元素的前驱体、Fe的前驱体、含M金属元素的前驱体、二氧化硅与水混合，加入乙二醇和柠檬酸，形成混合溶液；

(3)将步骤(2)获得的混合溶液加入聚甲基丙烯酸甲酯微球，浸渍、干燥、焙烧I、焙烧II；

(4)将步骤(3)获得的粉末用刻蚀剂进行刻蚀。

(5)通过焙烧III获得所述钙钛矿型催化剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述A和B金属元素总质量与二氧化硅质量比为(2～20):1；

所述柠檬酸与总金属离子摩尔比为(1～3):1。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述焙烧I在氩气气氛中，500～600℃温度下焙烧4～10h；

所述焙烧II在空气气氛中，700～800℃温度下焙烧4～10h；

所述焙烧III在氩气、空气、氧气其中一种气氛中进行，焙烧III温度900～1200℃，焙烧III时间为4～10h。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述二氧化硅选自纳米二氧化硅、纳米二氧化硅溶胶、亲水性气相二氧化硅中的至少一种；

所述刻蚀剂选自稀硝酸、稀盐酸、醋酸、乙醇或乙二醇中的至少一种。

6.一种权利要求1所述的钙钛矿型催化剂或根据权利要求2～5任一项所述的制备方法获得的钙钛矿型催化剂在过氧化氢分解中的应用，其特征在于：

所述过氧化氢的质量浓度为70％～98％。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，

所述应用可以用于航天动力推进系统；

优选地，所述航天动力推进系统包括航天推进的辅助动力系统、主推动力系统中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，

所述催化剂和过氧化氢装载于动力系统的液体单组元推力室、气体发生器反应室、液-液双组元发动机或固-液混合动力发动机的原位氧源发生器中；

执行控制阀门连续开关的脉冲模式工作和持续常开的稳态模式工作，在环境温度0～80℃内，具备t₉₀＜600ms快速响应，＞30g/cm²·s高床载和＞1000s长时间稳态工作能力。

9.一种权利要求1所述的钙钛矿型催化剂或根据权利要求2～5任一项所述的制备方法获得的钙钛矿型催化剂在甲醇分解反应中的应用，其特征在于，

甲醇中水质量分数为0～50％，反应温度为200～350℃，压力为1～20bar，所述钙钛矿型催化剂的稳定工作寿命＞200h。

10.一种权利要求1所述的钙钛矿型催化剂或根据权利要求2～5任一项所述的制备方法获得的钙钛矿型催化剂在化学链低碳烷烃转化反应中的应用，其特征在于：

所述低碳烷烃选自甲烷、乙烷、丙烷中的至少一种；

所述反应在固定床反应中进行；

优选地，所述低碳烷烃为甲烷时，所述甲烷氧化为合成气，反应温度为700～900℃。还原步骤中甲烷的体积分数为5％～100％，流速为30～100mL/min，氧化步骤中O₂、CO₂或H₂O体积分数为5％～100％，流速为30～100mL/min；

优选地，所述低碳烷烃为乙烷时，所述乙烷氧化为乙烯，反应温度为600～750℃，还原步骤中乙烷的体积分数为5％～100％，流速为30～100mL/min，氧化步骤中O₂、CO₂或H₂O体积分数为5％～100％，流速为30～100mL/min；

优选地，所述低碳烷烃为丙烷时，所述丙烷氧化为丙烯，反应温度为500～700℃，还原步骤中丙烷的体积分数为5％～100％，流速为30～100mL/min，氧化步骤中O₂、CO₂或H₂O体积分数为5％～100％，流速为30～100mL/min。