不同組成和結(jié)構(gòu)LaMnO3鈣鈦礦負載Au催化劑的CO氧化活性

何成歡，郭楊龍，郭耘，王筠松，王麗，詹望成

華東理工大學(xué)工業(yè)催化研究所，上海 200237

1 引言

CO催化氧化反應(yīng)在環(huán)境保護、燃料電池、個人防護和煙草等眾多領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用1-3。同時該反應(yīng)也經(jīng)常被用作模型反應(yīng)來研究催化材料的結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系4-7。因此，CO催化氧化反應(yīng)一直是催化領(lǐng)域的研究熱點。目前應(yīng)用于CO催化氧化反應(yīng)的催化劑可分為貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑，其中貴金屬催化劑通常具有較高的活性8-10。大量的研究結(jié)果表明貴金屬催化劑的CO氧化活性與貴金屬的顆粒尺寸和價態(tài)密切相關(guān)11,12，而載體對其負載貴金屬的存在狀態(tài)具有顯著影響，通過載體與金屬之間的相互作用，影響貴金屬的顆粒尺寸和價態(tài)5-13例如，Pt和 Pd在Al2O3和 ZrO2上的分散性存在顯著差別，而且通過NaOH和H2SO4處理，可以調(diào)變載體上貴金屬的分散度以及載體酸堿性，最終導(dǎo)致Pt (Pd)/Al2O3和Pt (Pd)/ZrO2催化劑在CO氧化和丙烷催化燃燒反應(yīng)中的活性存在顯著差異14。另外，載體與金屬之間的相互作用還有助于提高負載 Au催化劑的熱穩(wěn)定性。Wang等15制備了羥基磷灰石(HAP)負載Au催化劑，發(fā)現(xiàn)Au與載體之間存在強相互作用，可顯著提高Au納米顆粒在焙燒過程中的抗燒結(jié)能力。催化劑在空氣中600 °C焙燒3 h后，Au的顆粒尺寸并沒有發(fā)生明顯變化。Mou等16將Au負載于ZnO納米棒上，通過氧化和還原處理后催化劑的結(jié)構(gòu)表征，證實Au與ZnO載體之間存在強相互作用(SMSI)，當(dāng)催化劑置于氧化氣氛處理時，ZnO可對負載的Au納米顆粒進行一定程度的包覆，并且Au與ZnO之間存在電子轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致 Au/ZnO催化劑在 CO氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出很好的活性和穩(wěn)定性。Tian等17將Au負載于LaFeO3上制備了Au/LaFeO3-MCF催化劑，在70 °C左右即可催化CO完全轉(zhuǎn)化。并且，該催化劑表現(xiàn)出很好的熱穩(wěn)定性，在700 °C焙燒之后 Au粒徑大小依然保持在4-6 nm。

鈣鈦礦具有靈活多變的組成、良好的氧化還原性能和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性等性質(zhì)，因此廣泛被廣泛用于催化劑和載體18-22。但是，純鈣鈦礦氧化物在CO催化氧化反應(yīng)中的活性并不理想。因此，為了制備具有高活性和優(yōu)異熱穩(wěn)定性的 CO氧化催化劑，鈣鈦礦氧化物是貴金屬催化劑非常理想的載體之一。本文采用溶膠凝膠方法制備LaMnO3催化劑，研究催化劑的組成和硝酸后處理對負載的Au納米顆粒熱穩(wěn)定性的影響，從而制備得到高活性和高熱穩(wěn)定性的鈣鈦礦負載Au催化劑。

2 實驗部分

2.1 催化劑制備

LaMnO3鈣鈦礦采用溶膠凝膠法制備23-25。將4.33 g硝酸鑭和3.579 g硝酸錳溶(50% (w))解于6 mL甲醇和4 mL乙二醇的混合液中，在室溫下攪拌30 min。然后將溶膠置于80 °C過夜干燥，形成凝膠狀態(tài)，最后將凝膠在170 °C恒溫箱中干燥至灰化，并在800 °C下焙燒5 h，制備得到LaMnO3鈣鈦礦。

LaMn1.2O3的制備過程與LaMnO3一樣，只是將硝酸錳的用量增加到4.295 g。

取制備得到的1 g LaMnO3鈣鈦礦，與50 mL稀硝酸(0.04 mol·L-1)混合，在常溫下攪拌1 h后過濾，最后將固體樣品置于100 °C真空烘箱中干燥12 h，得到的催化劑標(biāo)記為LaMnO3-AE。

鈣鈦礦負載Au催化劑采用沉積沉淀法制備，具體步驟如下：取1 g 制備的LaMnO3，與20 g去離子水混合，超聲5 min后逐滴添加1 mL氯金酸溶液(1% (w))，并用0.1 mol·L-1的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合液的pH至8。然后在60 °C下攪拌1 h并陳化6 h，隨后過濾，并將固體在真空烘箱室溫下干燥。最后將烘干的催化劑在250 °C下焙燒2 h，得到的催化劑標(biāo)記為 Au/LaMnO3-250。采用同樣的方法制備LaMn1.2O3和LaMnO3-AE鈣鈦礦負載Au催化劑，分別標(biāo)記為 Au/LaMn1.2O3-250和Au/LaMnO3-AE-250催化劑。

為了研究鈣鈦礦載體組成和結(jié)構(gòu)對負載Au的熱穩(wěn)定性的影響，將Au/LaMnO3-250催化劑分別在500、700和 900 °C 下焙燒 2 h，升溫速率為5 °C·min-1，分別標(biāo)記為 Au/LaMnO3-500、Au/LaMnO3-700和Au/LaMnO3-900。用同樣的熱處理方法制備Au/LaMn1.2O3-500、Au/LaMn1.2O3-700和Au/LaMn1.2O3-900，以及 Au/LaMnO3-AE-500、Au/LaMnO3-AE-700和Au/LaMnO3-AE-900催化劑。

2.2 催化劑表征

催化劑中 Au負載量采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)(Agilent 725ES，加利福尼亞州，美國)測定。X射線衍射(XRD)在 Bruker AXS D8 Focus型X射線衍射儀(Bruker，卡爾斯魯厄，德國)上進行。采用Cu靶Kα射線(λ= 0.154056 nm)，Ni單色器，管電壓為 40 kV，管電流為 40 mA，掃描步長為 0.02°，掃面范圍為 2θ= 10°-80°。晶格參數(shù)和晶體尺寸由Jade軟件分析。催化劑的透射電子顯微鏡(TEM)在FEI Tecnai G2 F20儀器上(FEI，希爾斯伯勒，俄勒岡州，美國)進行。X射線光電子能譜(XPS)使用Thermo ESCALAB 250型電子能譜儀(Thermo Fisher，馬薩諸塞，英國)，射線激發(fā)源為單色AlKα，功率為150 W，X射線束斑為500 μm，能量分析分析器固定透過能為30 eV。

樣品的H2-TPR表征在AutoChem II裝置上進行。稱取50 mg樣品放入U型石英管，通入5%(φ) H2/N2混合氣，氣體流速為 40 mL·min-1。等待基線平穩(wěn)后，程序升溫，升溫速率為10 °C·min-1，升溫范圍為50-800 °C。利用熱導(dǎo)檢測器記錄氫氣濃度在升溫過程中的變化。利用CuO粉末作為參考物對耗氫量進行定量計算。

2.3 催化劑的活性評價

CO氧化反應(yīng)采用自制的固定床反應(yīng)裝置進行測試。催化劑用量為100 mg，反應(yīng)氣體組成為1% (φ) CO + 20% (φ) O2，Ar為平衡氣，氣體流速為 50 mL·min-1。反應(yīng)過程中，升溫速率為4 °C·min-1。反應(yīng)前后氣體中的CO濃度采用帶有氫火焰離子檢測器(FID)的氣相色譜儀(GC-2060，福立色譜儀器公司，溫嶺，中國)進行分析。CO轉(zhuǎn)化率由以下公式計算得到：

[CO]in表示進反應(yīng)床氣體中的CO濃度，[CO]out表示出反應(yīng)床氣體中的CO濃度。

3 結(jié)果與討論

3.1 XRD

圖1為不同鈣鈦礦載體負載 Au催化劑在不同溫度下焙燒后的XRD譜圖。所有催化劑的主要衍射峰與鈣鈦礦LaMnO3(JCPDS File Card No. 50-0298)標(biāo)準(zhǔn)圖譜一致，表明催化劑在各種溫度焙燒以后，仍然保持鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)。而且，在所有催化劑的XRD圖譜中，都沒有出現(xiàn)任何LaO和MnOx的衍射峰26。另外，對于 Au/LaMnO3-250和 Au/LaMn1.2O3-250催化劑，沒有出現(xiàn)Au的衍射峰，說明 Au在這兩種載體上高度分散。相反，在 Au/LaMnO3-AE-250催化劑的XRD圖譜中，在2θ=38.2°處發(fā)現(xiàn)了較微弱的歸屬為Au的衍射峰27,28，說明Au在LaMnO3-AE-250載體上的分散性不好。

圖1 不同溫度焙燒的Au/LaMnO3 (a)、Au/LaMn1.2O3 (b)和Au/LaMnO3-AE (c)催化劑的XRD譜圖Fig. 1 XRD patterns of Au/LaMnO3 (a), Au/LaMn1.2O3 (b) and Au/LaMnO3-AE (c) catalysts calcined at different temperatures.

隨著焙燒溫度的升高，Au/LaMnO3-250、Au/LaMn1.2O3-250和 Au/LaMnO3-AE-250催化劑的XRD圖譜表現(xiàn)出不同的變化趨勢。對于Au/LaMnO3-250和Au/LaMn1.2O3-250催化劑，當(dāng)焙燒溫度升高到700 °C時，才出現(xiàn)Au的衍射峰，并且隨著焙燒溫度進一步升高至900 °C時，Au的衍射峰的強度顯著增加。相反，Au/LaMnO3-AE-250催化劑的焙燒溫度增加到500 °C時，Au的衍射峰強度略有增加。但是，隨著焙燒溫度進一步增加到700和900 °C時，Au衍射峰的強度幾乎沒有變化。

3.2 TEM

為了進一步表征催化劑上Au的顆粒大小，對不同溫度下焙燒后得到的催化劑進行了TEM分析，結(jié)果如圖2所示，對應(yīng)的Au顆粒大小統(tǒng)計結(jié)果列于表1中。結(jié)果表明，Au/LaMnO3-250和Au/LaMn1.2O3-250催化劑上Au顆粒尺寸較小，分別為3.1和2.4 nm左右，而Au/LaMnO3-AE-250催化劑上Au顆粒尺寸較大，約為19 nm左右，說明Au/LaMnO3-250和Au/LaMn1.2O3-250催化劑上Au具有更高的分散度，這與XRD結(jié)果吻合。隨著焙燒溫度的增加，所有催化劑上Au的顆粒尺寸都有所長大。當(dāng)焙燒溫度≤ 700 °C時，Au/LaMnO3和Au/LaMn1.2O3催化劑上Au顆粒尺寸比較接近。但是，當(dāng)焙燒溫度進一步增加到900 °C時，Au/LaMnO3催化劑上Au顆粒尺寸卻明顯大于Au/LaMn1.2O3催化劑。相反，雖然當(dāng)焙燒溫度增加到500 °C時Au/LaMnO3-AE催化劑上Au顆粒大小增加，但是當(dāng)焙燒溫度進一步增加到900 °C時，Au顆粒大小沒有發(fā)生顯著變化，與XRD結(jié)果一致。

圖2 Au/LaMnO3-250 (a)、Au/LaMnO3-500 (b)、Au/LaMnO3-700 (c)、Au/LaMnO3-900 (d)、Au/LaMn1.2O3-250 (e)、Au/LaMn1.2O3-500 (f)、Au/LaMn1.2O3-700 (g)、Au/LaMn1.2O3-900 (h)、Au/LaMnO3-AE-250 (i)、Au/LaMnO3-AE-500 (j)、Au/LaMnO-AE-700 (k)和 Au/LaMnO3-AE-900 (l)催化劑的TEM圖Fig. 2 TEM images of Au/LaMnO3-250 (a), Au/LaMnO3-500 (b), Au/LaMnO3-700 (c), Au/LaMnO3-900 (d),Au/LaMn1.2O3-250 (e), Au/LaMn1.2O3-500 (f), Au/LaMn1.2O3-700 (g), Au/LaMn1.2O3-900 (h), Au/LaMnO3-AE-250 (i),Au/LaMnO3-AE-500 (j), Au/LaMnO-AE-700 (k) and Au/LaMnO3-AE-900 (l) catalysts.

表1 催化劑上Au顆粒尺寸、表面Mn4+/Mn3+摩爾比和H2-TPR中的耗氫量Table 1 Au particle sizes, Mn4+/Mn3+ molar ratio on the catalyst surface, and hydrogen consumption in H2-TPR.

3.3 XPS

催化劑 Au/LaMnO3、Au/LaMn1.2O3和 Au/LaMnO3-AE的Mn 2pXPS譜圖如圖3所示。所有催化劑分別在641和653 eV左右出現(xiàn)Mn 2p3/2和Mn 2p1/2兩個峰，而且兩個峰都可以去卷積分峰成歸屬于 Mn3+和 Mn4+的兩個峰。由于 Mn 2p3/2和Mn 2p1/2是一組峰，因此下面重點針對Mn 2p3/2峰進行分析討論。

在250 °C焙燒的三個催化劑的Mn 2p3/2XPS譜圖中可以看到，三個催化劑歸屬于Mn3+的峰和歸屬于 Mn4+的峰都分別位于(642.1 + 0.1) eV和(643.4 + 0.1) eV29,30。根據(jù)Mn3+和Mn4+的分峰結(jié)果，計算三個催化劑表面Mn4+/Mn3+摩爾比。如表1所示，Au/LaMnO3-250、Au/LaMn1.2O3-250和Au/LaMnO3-AE-250三個催化劑表面Mn4+/Mn3+摩爾比分別為0.524、0.694和0.947，這說明酸化處理和非計量比組成可以顯著提高催化劑表面Mn4+含量，有助于提高催化劑的氧化能力31,32。

當(dāng)焙燒溫度提高到500和900 °C時，三種催化劑中歸屬于Mn3+和Mn4+的峰的位置基本不變，仍然位于(642.1 ± 0.2)和(643.3 ± 0.1) eV。另外，與250 °C焙燒的催化劑相比，500 °C焙燒后三個催化劑表面的 Mn4+/Mn3+摩爾比明顯降低，分別為0.491、0.520和0.662。這可能是由于高溫焙燒導(dǎo)致催化劑中MnOx物種發(fā)生變化所造成的。例如我們前期研究發(fā)現(xiàn)對于Sm-Mn-Ox復(fù)合氧化物，隨著焙燒溫度從450 °C升高至550 °C，MnOx物種從MnO2逐漸向Mn5O8轉(zhuǎn)變，即部分Mn4+向Mn3+轉(zhuǎn)變33。當(dāng)焙燒溫度進一步提高900 °C時，三個催化劑表面的Mn4+/Mn3+摩爾比進一步下降至0.314、0.456和0.515。

圖3 Au/LaMnO3、Au/LaMn1.2O3和Au/LaMnO3-AE催化劑的Mn 2p XPS譜圖Fig. 3 Mn 2p XPS patterns of Au/LaMnO3-Au, Au/LaMn1.2O3 and Au/LaMnO3-AE catalysts.

圖4 Au/LaMnO3、Au/LaMn1.2O3和Au/LaMnO3-AE催化劑的O 1s XPS譜圖Fig. 4 O 1s XPS patterns of Au/LaMnO3-Au, Au/LaMn1.2O3 and Au/LaMnO3-AE catalysts.

圖4 為Au/LaMnO3、Au/LaMn1.2O3和Au/LaMnO3-AE催化劑的O 1sXPS譜圖。O 1s可分成兩個峰，結(jié)合能分別為531.3和529.4 eV左右，分別歸屬為表面吸附氧和晶格氧33-35。如表1所示，當(dāng)催化劑在250 °C焙燒時，Au/LaMnO3-AE-250催化劑表面Oads/Olatt摩爾比為0.60，顯著低于Au/LaMnO3-250和Au/LaMn1.2O3-250催化劑表面的Oads/Olatt摩爾比。隨著焙燒溫度升高，Au/LaMnO3催化劑表面的Oads/Olatt摩爾比沒有發(fā)生顯著變化，而Au/LaMn1.2O3催化劑表面的Oads/Olatt摩爾比有所降低。相反，Au/LaMnO3-AE催化劑表面的Oads/Olatt摩爾比顯著增加。圖5是Au/LaMnO3、Au/LaMn1.2O3和LaMnO3-AE催化劑的Au 4fXPS圖譜。Au/LaMnO3-250、Au/LaMn1.2O3-250和LaMnO3-AE-250催化劑的Au 4f7/2結(jié)合能為84.4 eV，說明催化劑中Au主要以Au0存在，同時存在少量的Auδ+36,37。隨著催化劑焙燒溫度的升高，各個催化劑的Au 4fXPS 圖譜基本沒有發(fā)生明顯變化，Au 4f7/2位于84.4 eV左右。這些結(jié)果表明，高溫焙燒雖然導(dǎo)致Au顆粒發(fā)生團聚，但對Au的價態(tài)并沒有產(chǎn)生顯著影響。另外，鈣鈦礦的組成和結(jié)構(gòu)對一定溫度下焙燒后催化劑中Au價態(tài)的影響也不明顯。

3.4 H2-TPR

圖5 Au/LaMnO3、Au/LaMn1.2O3和Au/LaMnO3-AE催化劑的Au 4f XPS譜圖Fig. 5 Au 4f XPS patterns of Au/LaMnO3-Au, Au/LaMn1.2O3 and Au/LaMnO3-AE catalysts.

圖6 Au/LaMnO3、Au/LaMn1.2O3和Au/LaMnO3-AE催化劑的H2-TPR譜圖Fig. 6 H2-TPR patterns of Au/LaMnO3-Au, Au/LaMn1.2O3 and Au/LaMnO3-AE catalysts.

圖6 是經(jīng)不同溫度焙燒后的Au/LaMnO3、Au/LaMn1.2O3和Au/LaMnO3-AE催化劑的H2-TPR譜圖。如圖所示，Au/LaMnO3-250催化劑在235 °C左右出現(xiàn)一個還原峰，可歸屬為MnOx的還原38-40。Au/LaMn1.2O3-250催化劑與Au/LaMnO3-250催化劑類似，也在低溫出現(xiàn)一個還原峰，但還原溫度向低溫遷移至200 °C。通常情況下，對于純MnOx氧化物，Mn2O3→ Mn3O4的還原位于350 °C左右，而Mn3O4→ MnO的還原位于450 °C左右41。由于Au/LaMnO3-250和Au/LaMn1.2O3-250催化劑中Au納米顆粒尺寸較小，促進了H2的吸附和解離，從而促使MnOx物種的還原出現(xiàn)在300 °C以下溫度。但是，Au/LaMnO3-AE-250催化劑的H2-TPR譜圖與前兩者完全不同，在200-500 °C之間出現(xiàn)一個寬的還原峰，也歸屬為氧化態(tài)Au和MnOx的還原。因為該催化劑上Au納米顆粒尺寸較大，對H2解離能力有所減弱，導(dǎo)致其還原峰向高溫移動。各個催化劑上還原峰對應(yīng)的耗氫量列于表1中。結(jié)果表明 Au/LaMnO3-250、Au/LaMn1.2O3-250和Au/LaMnO3-AE-250催化劑的耗氫量分別為0.072、0.097和0.060 mmol。綜合還原峰的位置和對應(yīng)的耗氫量，催化劑的氧化還原能力順序為：Au/LaMn1.2O3-250 > Au/LaMnO3-250 > Au/LaMnO3-AE-250。

當(dāng)催化劑的焙燒溫度升高至500 °C時，三個催化劑的H2-TPR圖譜發(fā)生了明顯的變化，曲線整體形狀趨于一致，都在200-500 °C之間出現(xiàn)一個寬的還原峰，這是由氧化態(tài)Au和MnOx的還原峰的疊加所造成的。因為與250 °C焙燒的催化劑相比，500 °C焙燒的催化劑中 Au納米顆粒略有長大，使得其對H2解離能力有所減弱，從而導(dǎo)致還原峰向高溫移動，催化劑中MnOx物種的還原基本接近純MnOx的還原。如表1所示，Au/LaMnO3-500、Au/LaMn1.2O3-500和Au/LaMnO3-AE-500催化劑的耗氫量分別為0.089、0.070和0.097 mmol。綜合還原峰的位置和對應(yīng)的耗氫量，催化劑的氧化還原能力順序為：Au/LaMnO3-AE-500 ≈Au/LaMnO3-500 > Au/LaMn1.2O3-500。

圖7 催化劑載體LaMnO3、LaMn1.2O3和LaMnO3-AE的CO氧化反應(yīng)活性Fig. 7 Catalytic activity of LaMnO3, LaMn1.2O3 and LaMnO3-AE supports for CO oxidation.

當(dāng)催化劑的焙燒溫度進一步升高至900 °C時，三個催化劑的還原峰位置進一步向高溫移動，在250-550 °C之間出現(xiàn)一個寬的還原峰。這是因為900 °C焙燒的催化劑中Au納米顆粒顯著長大，基本喪失H2解離能力，導(dǎo)致催化劑的還原基本接近純MnOx的還原。并且，Au/LaMnO3-900、Au/LaMn1.2O3-900和Au/LaMnO3-AE-900催化劑的耗氫量非常接近，分別為0.057、0.061和0.065 mmol。

圖8 催化劑的CO氧化反應(yīng)活性Fig. 8 Catalytic activity of the catalysts for CO oxidation.

圖9 Au/LaMnO3-AE-700催化劑的CO氧化反應(yīng)穩(wěn)定性(130 °C反應(yīng)溫度)Fig. 9 Stability of the Au/LaMnO3-AE-700 catalyst at 130 °C for CO oxidation

3.5 催化活性

圖7 為催化劑載體在CO氧化反應(yīng)中的活性。載體LaMnO3上CO氧化反應(yīng)的T90為287 °C，而載體LaMn1.2O3和LaMnO3-AE上CO氧化反應(yīng)的T90分別下降至214和175 °C。因此，載體的活性順序為：LaMnO3-AE > LaMn1.2O3> LaMnO3。

在此基礎(chǔ)上，進一步研究負載 Au催化劑在CO氧化反應(yīng)中的活性。如圖8所示，對于250 °C焙燒的催化劑，催化劑的活性順序為：Au/LaMn1.2O3-250 > Au/LaMnO3-250 > Au/LaMnO3-AE-250。由TEM可知，Au/LaMn1.2O3-250催化劑中Au顆粒尺寸較小，而Au/LaMnO3-AE-250催化劑中Au顆粒尺寸較大。H2-TPR結(jié)果表明，在三個催化劑中，Au/LaMn1.2O3-250催化劑具有最高的氧化還原能力，而 Au/LaMnO3-AE-250催化劑的氧化還原能力最差。綜合上述兩個方面的原因，導(dǎo)致Au/LaMn1.2O3-250催化劑具有最好的催化活性，而 Au/LaMnO3-AE-250催化劑活性最差。當(dāng)催化劑的焙燒溫度增加到500 °C時，三個催化劑的活性都有所下降，而Au/LaMn1.2O3-500催化劑的活性略高于Au/LaMnO3-500和Au/LaMnO3-AE-500催化劑，后兩者的活性比較接近。相反，當(dāng)焙燒溫度進一步增加到 700和 900 °C時，由于Au/LaMn1.2O3-700/900和Au/LaMnO3-700/900催化劑中Au顆粒尺寸顯著增大，導(dǎo)致催化活性急劇下降。Au/LaMn1.2O3-900和Au/LaMnO3-900催化劑T90溫度分別提高到 250和 332 °C。相反，Au/LaMnO3-AE-700和Au/LaMnO3-AE-900催化劑依舊保持較高的活性，T90溫度分別為120和175 °C。這是因為該催化劑在低溫焙燒時 Au納米顆粒尺寸較大，導(dǎo)致經(jīng)過700或者900 °C高溫焙燒以后，顆粒尺寸并沒有顯著增加，使得其活性能夠較好的保持。同時，如圖9所示，Au/LaMnO3-AE-700催化劑在130 °C反應(yīng)20 h，其催化活性沒有發(fā)生任何變化，說明該催化劑具有很好的反應(yīng)穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

分別以LaMnO3、非計量比LaMn1.2O3和稀硝酸刻蝕制備得到的LaMnO3-AE等為載體，制備得到鈣鈦礦負載Au催化劑，考察載體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對Au的熱穩(wěn)定性以及催化活性的影響。

研究結(jié)果表明，LaMnO3和LaMn1.2O3鈣鈦礦載體有利于Au的分散，但是Au的熱穩(wěn)定性相對較差，當(dāng)催化劑在高于700 °C焙燒時，Au納米顆粒尺寸顯著增大。相反，稀硝酸處理雖然不利于LaMnO3-AE鈣鈦礦載體對Au的分散，但是有利于提高 Au的熱穩(wěn)定性。當(dāng)焙燒溫度高達 900 °C時，Au顆粒尺寸小于LaMnO3和LaMn1.2O3鈣鈦礦載體負載的Au顆粒尺寸。另一方面，載體的性質(zhì)以及焙燒溫度對Au的存在沒有顯著影響，在所有催化劑上大部分Au以Au0存在。在CO氧化反應(yīng)中，當(dāng)催化劑在≤ 500 °C焙燒時，LaMn1.2O3鈣鈦礦負載Au催化劑的活性要顯著高于LaMnO3和LaMnO3-AE負載Au催化劑的活性，而當(dāng)催化劑焙燒溫度上升至 700 和 900 °C時，LaMnO3-AE負載 Au催化劑卻要顯著優(yōu)于 LaMnO3和LaMn1.2O3鈣鈦礦負載Au催化劑的活性。