سنتز و شناسایی نانوپروسکیت‌های لانتانیم منگنیت اصلاح شده با آهن، مس و کبالت و کاربرد کاتالیستی آن در اکسایش ترکیبات آلی فرار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه ارومیه، ارومیه

2 گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز

چکیده

مجموعه‌ای از نانوپروسکیت‌های LaMnO3 و  LaMn0.7B0.3O3به صورتی که B شامل Fe، Cu و Co باشد، به روش سل- ژل نوع پچینی سنتز شدند. فعالیت کاتالیستی نانوپروسکیت‌‌ها در اکسایش تولوئن در یک راکتور بستر ثابت مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اصلاح نانوکاتالیست از طریق جایگزینی جزئی Mn با سایر فلزات، باعث بهبود فعالیت کاتالیستی گردید. دمای عملیاتی برای تبدیل 50% تولوئن بر روی نانوکاتالیست‌های LaMnO3، LaMn0.7Co0.3O3، LaMn0.7Cu0.3O3 و LaMn0.7Fe0.3O3 به ترتیب برابر 330، 276، 272 و °C 268 بود و نانوکاتالیست LaMn0.7Fe0.3O3 به عنوان نانوکاتالیست بهینه انتخاب شد. نانوذره بودن کاتالیست‌ها با تکنیک‌های SEM، TEM و DLS تایید شد. نتایج H2-TPR و XPS نشان دادند که پس از وارد کردنFe  به ساختار نانوپروسکیت LaMnO3 نسبت Mn4+ به Mn3+ در نانوکاتالیست LaMn0.7Fe0.3O3 نسبت به  LaMnO3افزایش یافت. همچنین طبق نتایج H2-TPR، احیاپذیری LaMn0.7Fe0.3O3 نسبت به احیای LaMnO3 و LaFeO3 در دماهای پایین‌تری روی می‌دهد. افزایش نسبت یون‌های دارای حالت اکسایش نامعمول و همچنین افزایش مکان‌های خالی اکسیژن سطحی عواملی هستند که موجب بهبود فعالیت کاتالیستی LaMn0.7Fe0.3O3 شده‌اند و افزایش سطح ویژه کاتالیست عامل تعیین‌کننده در فعالیت کاتالیستی نبود.