调控Ce:La比例增强Ce1-xLaxNiO3钙钛矿中Ni溶出及碳控制以优化甲烷干重整反应

本文系统研究了La掺杂对CeNiO3钙钛矿在甲烷干重整（DRM）中的促进作用。通过调控Ce:La比例（x=0.02-0.10），发现低La掺杂（x=0.02）可形成2-5 nm锚定Ni纳米颗粒，实现350°C低温下CH4活化，但会导致碳纳米管生成；而高La掺杂（x=0.10）产生10-12 nm大颗粒Ni，平衡CO2/CH4转化并形成无定形活性碳。研究揭示了La通过促进Ce4+/Ce3+氧化还原循环和氧空位形成来提升催化性能的机制。

　　

亮点
La掺杂显著提升Ce_1-xLa_xNiO₃钙钛矿性能：低掺量（x=0.02）时形成"袖珍型"2-5 nm镍纳米颗粒，像微型反应器般在350°C就能撬动CH₄分解；而高掺量（x=0.10）则孕育出10-12 nm的"大块头"镍颗粒，像精准的天平般平衡CO₂与CH₄转化。

材料
实验采用硝酸铈（Ce(NO₃)₃·6H₂O）、硝酸镍（Ni(NO₃)₂·6H₂O）和硝酸镧（La(NO₃)₃·6H₂O）为原料，明胶作螯合剂，像分子厨师般精确调配Ce:La比例（2:98至10:90）。

XRD分析
X射线衍射图谱显示，所有样品均在28.7°、33.3°等处呈现氧化铈特征峰，而37.3°和43.4°的峰位则暴露了NiO的踪迹。有趣的是，随着La掺入，氧化铈峰位像跳探戈般发生微小偏移，暗示晶格畸变。

结论
这项研究像精准的化学调音师，通过La掺杂比例调节Ni纳米颗粒的"体型"：小颗粒（2-5 nm）是CH₄分解的急先锋，却在长跑中长出碳纳米管"荆棘"；大颗粒（10-12 nm）则像稳重的马拉松选手，维持着CO₂/CH₄转化的和谐节奏，最终生成更易处理的无定形碳。