1. 研究目的与意义（文献综述）
近年来，随着全球汽车工业的飞速发展，机动车尾气所造成的环境污染已经日益受到全球各国及公众的关注和重视。目前全国约五分之一的城市大气污染严重，113个重点城市中空气质量不达国家二级标准的占三分之一以上，汽车尾气排放成为我国大中城市大气污染的主要来源，尾气中的co、hc、nox、硫化物及其颗粒粉尘严重影响了大气环境。对尾气的处理主要包括尾气的过滤处理、机内催化净化和大气催化净化。就目前来说汽车尾气催化剂仍然是最主要的减排方式，汽车尾气净化催化剂的实用性也越来越受到重视，其中非贵金属催化剂的研发领域尤为热门。
从目前国内外的研究来看，稀土催化剂的研究无论在经济性还是催化活性上都具有很大优势，其中钙钛矿型复合氧化物催化剂是理想的贵金属催化剂替代品，目前的很多研究也都集中在钙钛矿催化剂的催化活性上。钙钛矿复合氧化物独特的物理化学性质及其灵活的“化学剪裁”特性使其在物理化学等领域颇受青睐。自二十世纪50年代以来，钙钛矿复合氧化物在催化氧化、催化加氢、环境氧化和光催化等方面都已有深入细致的研究，显示出其相对于贵金属等其他催化剂无法比拟的优点。钙钛矿型氧化物具有活性高，热稳定性好，且化学性质稳定等特性，近几十年来人们对这些化合物进行了广泛的研究，特别是钴和锰的钙钛矿。
钙钛矿类材料的制备方法很多，经历了很长时间的研究历程，其制备工艺是影响钙钛矿型催化剂活性的重要因素之一，近年来人们使用了很多方法来制备钙钛矿催化剂粉末，传统的方法主要有：热解法（pyrolysis method）、共沉淀法（coprecipitation method）、溶胶—凝胶法（sol-gel method）、柠檬酸络合法（citrate complexation method）、烧结法（ceramic method）、浸渍法（impregnation method）、喷雾干燥法（spray-drying method）、冷却干燥法（freeze-drying method）等。但是，这些方法制备的钙钛矿催化剂粉末的比表面积相对较小。一般来说，比表面积（ssa）越大越有利于提高催化剂的活性，并且大比表面积往往还会降低起燃温度，同时孔结构也是催化活性的重要影响因素。因此，可采用介孔结构来提高钙钛矿催化剂的比表面积，从而提高其催化性能。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容：
通过理论研究，结合相关文献已有的研究结果，制定实验流程。以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷P123为导向剂，硝酸锰、乙酸锰，以及它们与柠檬酸的络合物为锰源，制备介孔锰的氧化物。再以介孔锰的氧化物为前驱体，通过熔盐法法制备钙钛矿型介孔材料LaMnO3。可能会涉及到的测试方法有：
XRD: 小角XRD为表征介孔结构的重要手段。小角度的衍射峰存在说明样品具有高度有序的介孔结构。采用大角XRD对样品进行相结构分析，无峰说明样品为无定型结构，从无峰到有峰转变为样品晶化。
SEM：样品形貌分析。
TG-DSC：TG在程序控制温度下测量待测样品的质量与温度变化关系的一种热分析技术，用来研究材料的热稳定性和组份。通过对焙烧前的样品和焙烧后的样品进行热分析，对比样品的主要失重区间，分析不同焙烧温度下样品的组份。
XPS：X射线光电子能谱分析,可用于样品中元素的定性定量分析；XPS的多重线谱图谱可以提供有关电子结构方面的信息，一般来说，一个分子轨道在XPS上对应一个单峰。
FT-IR：傅里叶变换红外光谱分析，主要用于鉴别物质和分析物质结构，研究分子间和分子内部的相互作用,确定La、Mn、O之间的计量比。
比表面积测定：BET比表面积检测法。
孔径分布测定：N2的吸附脱附来测定。
CO催化活性测定：采用固定床反应器进行催化活性测定。具体方法是将合成的催化剂压片粉碎, 取30 ～40 目粒子, 称0.2 g 装入反应器内, 以160 mL/min 净化过的空气作载气和反应气, CO以脉冲方式进入反应体系(每次0.05 ml), 由FQ-W CO2 气体红外分析仪检测反应产物中CO2 的含量。用CO2 的生成率表示催化剂的相对活性, 也可根据标准定量脉冲CO2 气体的标准峰面积, 求算CO 的转化率来表示活性。
目标：
寻找合适的锰源、探究扩孔剂的量、水热反应温度、焙烧温度对介孔锰的氧化物的形成的影响，并找出最佳条件得到结构稳定、比表面积大的介孔材料。通过熔盐法制备出高比表面积的介孔钙钛矿。
拟采用的技术方案及措施：
介孔锰的氧化物的制备：在40℃的恒温油浴中将4.0g的P123溶解在20mL37%（质量分数）HCl水溶液中快速搅拌4h后滴加不同质量的TMB扩孔剂（TMB与P123的质量比分别为0,0.75,1.5），搅拌2h后再滴加0.0386M的锰源，继续搅拌24小时后将反应物装入反应釜中，在100,120,140℃的温度下反应24h，取出反应物分别用去离子水和无水乙醇抽滤，干燥后，以5℃/min的升温速率由室温升到550℃、650℃、750℃保温6h，得到不同温度下的介孔锰的氧化物，分别命名为Mn-550,Mn-650,Mn-750。
孔径和壁厚的调节：影响因素主要有扩孔剂的含量、水热反应温度和焙烧温度，做9组正交试验。
| 列号 行号 | A
| B
| C
|
| 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 1 | 2 | 2 |
| 3 | 1 | 3 | 3 |
| 4 | 2 | 1 | 2 |
| 5 | 2 | 2 | 3 |
| 6 | 2 | 3 | 1 |
| 7 | 3 | 1 | 3 |
| 8 | 3 | 2 | 1 |
| 9 | 3 | 3 | 2 |
| 因素 试验 | 扩孔剂TMB的量 g | 水热反应温度 ℃ | 焙烧温度 ℃ |
| 1 | 0 | 100 | 550 |
| 2 | 0 | 120 | 650 |
| 3 | 0 | 140 | 750 |
| 4 | 3 | 100 | 650 |
| 5 | 3 | 120 | 750 |
| 6 | 3 | 140 | 550 |
| 7 | 6 | 100 | 750 |
| 8 | 6 | 120 | 550 |
| 9 | 6 | 140 | 650 |
以介孔锰的氧化物，熔盐法制备介孔钙钛矿：采用KNO3-NaNO3体系，分别研磨LaNO3、制备好的介孔锰的氧化物、KNO3、NaNO3（0.5:0.2:5:10M）。作为对照只用KNO3或只用NaNO3，并相应的调整LaNO3、制备好的介孔锰的氧化物的比例，探索最佳摩尔比。再将LaNO3、制备好的介孔锰的氧化物，KNO3、NaNO3分别混合研磨20min。最后将他们全部混合在一起进行3次研磨。第一次干研磨20min，之后加无水乙醇研磨两次并在80℃下烘干。分别在450℃、500℃、550℃氧气氛围下煅烧4h，水洗，真空120℃下烘干得到产品。
3. 研究计划与安排
第1~3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需实验材、料仪工具、实验流程等，确定方案，完成开题报告；
第4~8周：熔盐法在低温下制备介孔钙钛矿催化剂，制备实验所需样品；
第9~12周：对样品进行结构表征和性能测试，分析所得结果；
4. 参考文献（12篇以上）
[1] junhongwang, hongguangge, weirenbao. synthesis and characteristics of sba-15with thick pore wall and high hydrothermal stability. materials letters145(2015)312–315.
[2] r. zubrzycki, t. ressler. influence of pore size of sba-15 on activity and selectivity of h3[pmo12o40] supported on tailored sba-15 microporous and mesoporous materials 214 (2015) 8 14.
[3] chem．res．chin．univ． low temperature molten salt synthesis of perovskite·-type aceos (a=sr,ba) in eutectic naci·kci. 2015，31(3)，342—346.
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