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甲烷催化氧化技术在天然气汽车尾气、工业废气等环境污染治理领域具有广阔的应用前景。在甲烷催化剂中,稀土钙钛矿型LaCoO3和LaMnO3催化材料具有独特的结构特点和较好的稳定性,但其催化活性仍有待提高。本工作利用溶胶凝胶法和水热法制备了系列LaCoO3/电气石复合材料和LaMn O3/电气石复合材料,研究了电气石对两种稀土钙钛矿材料前驱物形成、水热晶化和甲烷催化活性的影响。采用XRD、BET、SEM、H2-TPR、XPS等分析方法对稀土电气石复合材料的结构和性能进行表征。在溶胶凝胶法制备过程中,电气石产生的微电场能够减小前驱物凝胶颗粒尺寸,降低焙烧后颗粒的团聚现象。当电气石添加量为2%时,两种稀土电气石复合材料的比表面积、表面氧含量和低温氧化还原能力均有所提高。在水热晶化过程中,反应腔填充度、水热温度和电气石添加量均对稀土电气石复合材料的微观结构和催化性能有较大影响。电气石能够加速稀土钙钛矿颗粒的溶解,降低稀土钙钛矿的晶体的生长速率,得到棒状、珊瑚状等微观结构。当电气石的添加量为2%时,复合材料比表面积最大,LaCoO3/电气石复合材料达到40.450 m2/g,约是水热晶化前的4倍;LaMnO3/电气石复合材料系列达到23.392 m2/g,约是水热晶化前的2倍。复合材料表面出现大量的氧空位,表面氧含量和低温氧化还原性能大幅增加。稀土电气石复合材料上的甲烷催化氧化符合Rideal-Eley反应机理,电气石的红外辐射性质使甲烷分子热运动加速,经活化后的甲烷分子与复合材料的表面氧不断地发生氧化还原反应,逐步形成产物及新的氧空位,反应结束后产物从复合材料表面脱附,氧空位重新吸附气相中的氧形成新的表面氧。稀土电气石复合材料的甲烷催化活性和稳定性测试表明,当电气石添加量为2%时,复合材料的催化活性最好。其中,溶胶凝胶法制备的LaCoO3/电气石复合材料起燃温度降低18℃,LaMnO3/电气石复合材料起燃温度降低34℃;水热法制备的LaCoO3/电气石复合材料起燃温度降低65℃,LaMnO3/电气石复合材料起燃温度降低28℃。稳定性测试结果显示,添加2%电气石和水热处理均可以提高复合材料的稳定性。