噴霧干燥機(jī)制備鑭鍶鈷氧催化劑的案例分享

鑭鍶鈷氧催化劑（LaSrCoO）（化學(xué)式通常為 La???Sr?CoO?，x=0.1~0.6）屬于鈣鈦礦型復(fù)合金屬氧化物，具有 ABO?結(jié)構(gòu)（A 位為稀土 / 堿土金屬，B 位為過渡金屬）。其核心特點(diǎn)包括： 可調(diào)變的電子結(jié)構(gòu)：Sr 摻雜可引入氧空位和 Co 離子價(jià)態(tài)變化（如 Co3?/Co??），顯著提升催化活性； 高氧還原 / 析出反應(yīng)（ORR/OER）活性：廣泛應(yīng)用于燃料電池、金屬 - 空氣電池等領(lǐng)域； 熱穩(wěn)定性與抗積碳性：在高溫催化反應(yīng)（如甲烷燃燒、CO 氧化）中表現(xiàn)優(yōu)異。 其催化性能與制備方法密切相關(guān)，噴霧干燥法通過調(diào)控顆粒形貌和孔隙結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步優(yōu)化其活性和穩(wěn)定性。 

那艾儀器噴霧干燥機(jī)制備鑭鍶鈷氧催化劑的按理分享 

共沉淀 - 噴霧干燥法制備 La?.?Sr?.?CoO?用于氧還原反應(yīng) 

制備流程： 前驅(qū)體溶液配制： 將硝酸鑭（La (NO?)??6H?O）、硝酸鍶（Sr (NO?)?）、硝酸鈷（Co (NO?)??6H?O）按化學(xué)計(jì)量比溶解于去離子水，濃度為 1 mol/L； 加入 NaOH 和 Na?CO?混合溶液（pH=9.5~11.5），形成氫氧化物 / 碳酸鹽共沉淀。 噴霧干燥： 將沉淀調(diào)漿后通過壓力式霧化器（噴嘴孔徑 0.5 mm，壓力 10 MPa）霧化，進(jìn)風(fēng)溫度 200℃，出風(fēng)溫度 90℃； 干燥后得到粒徑 50~150 μm 的球形前驅(qū)體顆粒。 煅燒活化： 在馬弗爐中 700℃煅燒 3 小時(shí)，形成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。 性能特點(diǎn)： 比表面積 22 m2/g，氧還原反應(yīng)（ORR）起始電位 0.92 V（vs RHE），接近商業(yè) Pt/C 催化劑； 多孔結(jié)構(gòu)促進(jìn)氧氣擴(kuò)散，在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定性優(yōu)于傳統(tǒng)固相法制備的催化劑。 應(yīng)用場(chǎng)景：堿性燃料電池陰極催化劑。 

葡萄糖模板 - 噴霧干燥法制備多孔 LaSrCoO?用于 CO 氧化 類比 Ca 摻雜方法） 

制備流程： 溶膠 - 凝膠前驅(qū)體制備： 將硝酸鑭、硝酸鍶、硝酸鈷按化學(xué)計(jì)量比溶解于去離子水，加入檸檬酸（金屬離子：檸檬酸 = 1:1.5）作為絡(luò)合劑； 加入葡萄糖（金屬離子：葡萄糖 = 1:2）作為造孔劑，攪拌至形成透明溶膠。 噴霧干燥： 采用離心式霧化器（轉(zhuǎn)速 8000 rpm），進(jìn)風(fēng)溫度 220℃，出風(fēng)溫度 100℃； 干燥后得到粒徑 80~200 μm 的球形前驅(qū)體。 煅燒與模板去除： 在空氣氣氛中 800℃煅燒 5 小時(shí)，葡萄糖碳化后分解，形成蠕蟲狀多孔結(jié)構(gòu)。 性能特點(diǎn)： 比表面積 44.8 m2/g，CO 轉(zhuǎn)化溫度低至 180℃； 多孔結(jié)構(gòu)暴露更多活性位點(diǎn)，抗硫中毒能力顯著提升（SO?濃度 300 ppm 時(shí)轉(zhuǎn)化率仍 > 90%）。 應(yīng)用場(chǎng)景：工業(yè)廢氣中 CO 的低溫催化凈化。

金屬有機(jī)框架（MOF）輔助噴霧干燥制備 La?.?Sr?.?CoO?用于甲烷燃燒 （基于微波輔助法推測(cè)） 

制備流程： MOF 前驅(qū)體制備： 將硝酸鑭、硝酸鍶、硝酸鈷與 2 - 甲基咪唑混合，在乙醇 / 異丙醇混合溶劑（體積比 2:1）中形成 ZIF-67 衍生 MOF； 加入聚乙烯醇（PVA）作為粘結(jié)劑，調(diào)節(jié)溶液黏度至 500 cP。 噴霧干燥： 采用壓力式霧化器（壓力 20 MPa），進(jìn)風(fēng)溫度 250℃，出風(fēng)溫度 110℃； 干燥后得到粒徑 100~200 μm 的核殼結(jié)構(gòu)顆粒（MOF 內(nèi)核包裹金屬鹽）。 煅燒與碳化： 在氮?dú)鈿夥罩?600℃煅燒 4 小時(shí)，MOF 分解為多孔碳骨架，同時(shí)金屬鹽轉(zhuǎn)化為鈣鈦礦氧化物。 性能特點(diǎn)： 碳骨架支撐的多孔結(jié)構(gòu)使比表面積達(dá) 35 m2/g，甲烷燃燒溫度（T90）為 580℃； 碳層抑制高溫下 Co 物種的燒結(jié)，在 700℃連續(xù)運(yùn)行 100 小時(shí)活性無明顯衰減。 應(yīng)用場(chǎng)景：工業(yè)鍋爐尾氣中甲烷的高效燃燒處理。