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202506006.pdf
文章编号： 1672-6987（2025）06-0045-09 DOI： 10.16351/j.1672-6987.2025.06.006
吕德兴， 吴丹， 孔晓伟*（青岛科技大学 环境与安全工程学院， 山东 青岛 266042）
摘要： 为提高催化剂活性，对以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球为硬模板制备的三维有序大孔（3DOM）LaFeO3钙钛矿催化剂，采用不同浓度乙酸进行酸蚀改性，研究催化剂改性前后对其甲烷催化燃烧的性能影响。研究结果表明：硬模板法可成功制备三维有序大孔结构的LaFeO3钙钛矿催化剂，且适当浓度的乙酸酸蚀可以有效提高其对甲烷催化燃烧的催化活性。通过XRD、SEM、XPS、FT-IR、H2-TPR和BET等技术对催化剂的形貌、结构、元素价态、键合方式、和还原性能等进行了分析表明，酸处理后催化剂的比表面积、氧空位和还原性都得到了改善，从而提高了催化剂的性能。在所制备的系列催化剂中，5 mol · L-1乙酸处理的3DOM LaFeO3催化剂（LFO-5M）表现出最高的甲烷催化燃烧活性，其T10%，T50%和T90%分别为310.1、484.7、575.9 ℃。
关键词： 钙钛矿； 三维有序大孔结构； 酸处理； 催化燃烧； 甲烷
中图分类号： X 511 文献标志码： A
引用格式： 吕德兴， 吴丹， 孔晓伟. 酸处理对LaFeO3钙钛矿催化剂的改性及其甲烷催化燃烧性能［J］. 青岛科技大学学报（自然科学版）， 2025， 46（6）： 45-53.
LYU Dexing， WU Dan， KONG Xiaowei. Modification of LaFeO3 perovskite catalysts by acid treatment and its performance in catalytic combustion of methane［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition）， 2025， 46（6）： -.
Modification of LaFeO3 Perovskite Catalysts by Acid Treatment and Its Performance in Catalytic Combustion of Methane
LYU Dexing， WU Dan， KONG Xiaowei（College of Environment and Safety Engineering， Qingdao University of Science and Technology， Qingdao 266042， China）
Abstract： Three-dimensionally ordered macroporous （3DOM） LaFeO3 perovskite catalysts， prepared by hard template method using polymethyl methacrylate （PMMA） polymer microspheres as the hard templates， were acid-etched with different concentrations of acetic acid in order to study the effect of acid-etching on the catalysts' performance in the catalytic combustion of methane. The research results indicated that 3DOM LaFeO3 perovskite catalysts could be successfully prepared by the hard template method and the additional acid etching with appropriate concentration of acetic acid could effectively improve their catalytic activity for methane catalytic combustion. Furtherly， the morphologies， microstructures， elemental valence states， bonding modes， and reduction performances of the catalysts were analyzed using XRD， SEM， XPS， FT-IR， and H2-TPR and BET techniques， etc. The results showed that the specific surface areas， oxygen vacancies， and reduction abilities of the catalysts were improved after acid treatment， thereby enhanced the catalytic performance of the catalysts. Among the as-prepared catalysts， the 3DOM LaFeO3 catalyst treated with 5 mol · L-1 acetic acid （LFO-5M） exhibited the highest activity of methane catalytic combustion， with T10%， T50%， and T90% achieved at 310.1， 484.7， and 575.9 ℃， respectively.
Key words： perovskite； three-dimensional ordered macroporous structure （3DOM）； acid treatment； catalytic combustion； methane
收稿日期： 2024-12-22
基金项目： 山东省自然科学基金项目（ZR2019BEE047）.
作者简介： 吕德兴（1999—），男，硕士研究生. * 通信联系人.
