Kết quả xác định hoạt tính xúc tác oxi hóa CO theo nhiệt độ trên hệ perovskit LaNi1-xCoxO3 được đưa ra trên hình 3.48 và nhiệt độ xúc tác T10, T50, T100 được đưa ra trên bảng 3.12.
Kết quả trên hình 3.48 và bảng 3.12 cho thấy, tất cả các mẫu xúc tác đều đạt độ chuyển hóa hoàn toàn CO ở nhiệt độ dưới 285oC. Các mẫu dạng thay thế LaNi1-xCoxO3 đều có hoạt tính xúc tác oxi hóa CO cao hơn perovskit gốc (perovskit LaNiO3, perovskit LaCoO3).
111
Khi tăng dần hàm lượng Co (từ 0 % trong mẫu LaNiO3 chưa biến tính) thay thế Ni thì hoạt tính của mẫu cũng tăng dần. Hoạt tính xúc tác oxi hóa CO của perovskit LaNi0,90Co0,10O3 là tốt nhất trong các mẫu khảo sát với nhiệt độ xúc tác T10, T50, T100 độ chuyển hóa CO đạt tương ứng 139oC, 174oC, 230oC. Hoạt tính xúc tác giảm dần theo thứ tự tăng hàm lượng Ni (x ≥ 0,10) thay thế: LaNi0,10Co0,90O3 > LaNi0,80Co0,20O3 > LaNi0,50Co0,50O3 > LaCoO3.
Hình 3.48: Hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên perovskit LaNi1-xCoxO3
Như vậy có thể thấy rằng, việc thay thế một phần Ni trong perovskit LaNiO3 bằng Co đã làm tăng hoạt tính xúc tác của mẫu. Theo kết quả nghiên cứu đặc trưng của perovskit LaNi1-xCoxO3 cho thấy, khi hàm lượng thay thế x ≤ 0,50 sự tạo thành dung dịch rắn hệ LaNiO3 đã làm tăng cường hoạt tính của mẫu và diện tích bề mặt riêng giảm dần trên các mẫu thay thế. Khi x > 0,50 sự tạo thành dung dịch rắn hệ LaCoO3 đã làm giảm diện tích bề mặt riêng của mẫu và điều này cũng dẫn tới hoạt tính của mẫu giảm.
112
Mặt khác, theo kết quả công bố trong tài liệu [9] khi tiến hành khử TPR-H2 theo chương trình nhiệt độ trên LaNi1-xCoxO3 cho thấy các mẫu thay thế có đỉnh khử chuyển dịch sang phía nhiệt độ thấp hơn.
Bảng 3.12: Nhiệt độ xúc tác chuyển hóa CO trên perovskit LaNi1-xCoxO3
Vật liệu xúc tác Nhiệt độ xúc tác (o C) T10 T50 T100 Perovskit LaNi0,95Co0,05O3 145 191 250 Perovskit LaNi0,90Co0,10O3 139 174 230 Perovskit LaNi0,80Co0,20O3 149 192 260 Perovskit LaNi0,50Co0,50O3 148 194 265 Perovskit LaCoO3 180 210 285 Kết luận:
Kết quả xác định hoạt tính xúc tác oxi hóa CO trên oxit hỗn hợp chứa niken cho thấy:
(i). Các vật liệu xúc tác oxit NiO, spinen NiFe2O4, perovskit LaNiO3
có hoạt tính oxi hóa CO tốt, trong các vật liệu oxit hỗn hợp thì perovskit LaNiO3 có hoạt tính tốt nhất đạt độ chuyển hóa 100% CO ở nhiệt độ 270oC.
(ii). Khi biến tính perovskit LaNiO3 theo cách thay thế La bằng Ce trong hệ La1-xCexNiO3, hoạt tính của hệ xúc tác được tăng cường. Độ chuyển hóa CO đạt 100% ở nhiệt độ 255oC trên vật liệu xúc tác perovskit La0,95Ce0,05NiO3 với hàm lượng thay thế 5% La bằng Ce. Khi thay thế hoàn toàn La bằng Ce trong hệ oxit hỗn hợp Ce1-xNixOy, độ chuyển hóa CO trong hệ oxit hỗn hợp Ce0,25Ni0,75Oy đạt 100% ở 265oC.
(iii). Khi biến tính perovskit LaNiO3 theo cách thay thế Ni bằng Co trong hệ perovskit LaNi1-xCoxO3, hoạt tính của hệ xúc tác được tăng mạnh. Độ chuyển hóa đạt 100% CO ở nhiệt độ 230oC với hàm lượng thay thế 10% Ni bằng Co trong hệ perovskit LaNi0,90Co0,10O3.
113 KẾT LUẬN KẾT LUẬN
1. Đã tổng hợp thành công đơn pha tinh thể các oxit NiO, spinen NiFe2O4, perovskit LaNiO3 bằng phương pháp đốt cháy gel PVA: NiFe2O4, perovskit LaNiO3 bằng phương pháp đốt cháy gel PVA:
+ Điều kiện tổng hợp tối ưu: pH = 4, nhiệt độ tạo gel = 80oC (đối với spinen NiFe2O4 là 60oC), tỷ lệ mol KL/PVA = 1/3, nung ở 600oC (đối với spinen NiFe2O4 là 500oC).
+ Đặc trưng của vật liệu tổng hợp ở điều kiện tối ưu: Các oxit thu được đều có diện tích bề mặt riêng lớn trong khoảng 23 m2
/g - 40 m2/g và kích thước tinh thể trung bình 14 nm - 25 nm.
2. Trên cơ sở phương pháp đốt cháy gel PVA đã biến tính perovskit LaNiO3 bằng cách thay thế một phần La bằng Ce và Ni bằng Co thu được