贵金属催化剂的制备及其对VOCs催化性能的研究(7)

北京化工大学硕士学位论文２０：１００－９００。参考的数据库为无机晶体结构数据库（Ｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄａｔａｂａｓｅ，ＩＣＳＤ）；采用六硼化镧透射电子显微镜（ＴＥＭ，ＪＥＯＬ，ＪＥＭ２１００Ｆ）对样品的形貌进行表征，２００ｋＶ加速电压。在做表征之前，样品被超声分散在乙醇中，悬浮液滴在２００目的铜网上在室温下干燥；运用Ｘ射线电子能谱仪（ＥＳＣＡＬａｂ２２０ｉ．ＸＬ）确定样品中元素的价态，使用３００ＷＡ１Ｋａ发射源，基本压力为３×１０。９ｍｂａｒ；利用物理化学吸附仪对样品的孔特征进行测定，在测试之前，２００ｍｇ样品在３０００Ｃ下脱气３ｈ，然后采用以氮气为吸附质的容量法，在７７Ｋ下进行吸附测定，样品的比表面积运用Ｂｒｕｎａｕｅｒ－Ｅｍｍｅｔ．Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）法计算得到，孔分布通过Ｂａｒｒｅｔｔ．Ｊｏｙｎｅｒ－Ｈａｌｅｎｄａ（ＢＪＨ）方程计算得到。选用苯作为目标气体对液相法制备的Ｐｔ．Ｔｉ０２进行催化性能的测试。１００ｍｇ４０．６０目的催化剂放入内径为６ｍｌｎ的石英管固定床反应器中，且催化剂两端用石英棉固定。反应气体中含有１０００ｐｐｍ苯的空气以１００ｍＬ／ｍｉｎ（质量空速为６００００ｍＬ?ｇ。ａｔ－１．ｈ叫）的速度通过固定床，反应后的气体通过ＧＣ进行检测。２．５催化剂表征结果与讨论２．５．１ＴＥＭ和ＥＤＸＦｉｇ．２．１是不同制备过程的Ｐｔ－Ｔｉ０２催化剂的ＴＥＭ照片和ＥＤＳ元素成分分析图，可以直观地看到样品的微观形貌。从电镜图中，可以看到除未还原的催化剂，还原后的Ｐｔ颗粒大小比较均匀，与之前文献中报道的一致【６７】。与此同时，利用粒径分布计算软件，做出Ｐｔ颗粒的粒径分布图（Ｆｉｇ．２－２），并列于表２．１中。从表中看出，Ｐｔ．Ｔｉ０２．ＩＭＰ—Ｈ２、Ｐｔ—Ｔｉ０２－ＮａＢＨ４、Ｐｔ．Ｔｉ０２－Ｎａ３Ｃｔ．ＮａＢＩ－ｈ和Ｐｔ．Ｔｉ０２－Ｎａ３Ｃｔ催化剂的Ｐｔ粒子的平均大小依次为２．５９ａｍ、２．４６ｎｉｎ、２．５６ｎｎｌ和１．９３ｎＩｎ，均小于３ｎｉｎ，Ｐｔ粒子未发生明显的聚集。从颗粒尺寸结果可以猜测，还原过程可能影响了Ｐｔ的颗粒大小和结构【７７】。其中，用柠檬酸钠还原得到了尺寸最小的Ｐｔ纳米颗粒。与此同时，ＥＤＳ元素成分分析可看出催化剂存在三种元素Ｐｔ、Ｔｉ、０，Ｐｔ可以在制备过程中负载在载体表面。第二章浸渍法Ｐｔ－Ｔｉ０２催化剂的制备、表征和对苯催化性能的研究图２－１Ｐｔ—Ｔｉ０２催化剂的ＴＥＭ和ＥＤＳ图（ａ）Ｐｔ—Ｔｉ０２一ＩＭＰ（ｂ）Ｐｔ—Ｔｉ０２一ＩＭＰ—Ｈ２（ｃ）Ｐｔ．Ｔｉ０２一ＮａＢＨ４（ｄ）Ｐｔ—Ｔｉ０２一Ｎａ３Ｃｔ—ＮａＢＨ４（ｅ）Ｐｔ—Ｔｉ０２一ＮａａＣｔＦｉｇ．２－１ＴＥＭｉｍａｇｅｓａｎｄＥＤＳｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅＰｔ—Ｔｉ０２ｃａｔａｌｙｓｔｓ．（ａ）Ｐｔ—Ｔｉ０２一ＩＭＰ（ｂ）Ｐｔ—Ｔｉ０２一ＩＭＰ—Ｈ２（ｇ）Ｐｔ－Ｔｉ０２一ＮａＢＨ４（ｄ）Ｐｔ—Ｔｉ０２一ＮａａＣｔ—ＮａＢＨ４（ｅ）Ｐｔ—Ｔｉ０２一Ｎａ３Ｃｔ１９北京化工大学硕士学位论文图２－２还原的Ｐｔ－Ｔｉ０２催化剂上Ｐｔ颗粒大小的分布图Ｆｉｇ．２－２ＴｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＰｔｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｏｎｔｈｅｒｅｄｕｃｅｄＰｔ－Ｔｉ０２ｃａｔａｌｙｓｔｓ２．５．２ＢＥＴ比表面积和Ｎ２吸附脱附为了进一步了解样品的孔特征，对制备的样品进行了氮气吸附脱附实验，如Ｆｉｇ．２．３（Ａ）所示。从图中，可以看到Ｐｔ催化剂的氮气吸附脱附等温线上的回滞环从小到大的顺序为ｅ＞ｆ＞ｃ＞ｂ＞ｄ，表明催化剂Ｐｔ－Ｔｉ０２－Ｎａ３Ｃｔ－ＮａＢＨ４含有的微孔比较多。由ＢＪＨ方程得到各催化剂的孔分布曲线图。催化剂Ｐｔ－Ｔｉ０２－ＮａａＣｔ－ＮａＢＨ４、Ｐｔ－Ｔｉ０２－Ｎａ３Ｃｔ与空白Ｔｉ０２的孔径大小基本一致，催化剂Ｐｔ－Ｔｉ０２一ＩＭＰ、Ｐｔ—Ｔｉ０２．ＩＭＰ．Ｈ２和Ｐｔ．Ｔｉ０２．ＮａＢＨ４与空白Ｔｉ０２的相比，孔径变小了一点，具体信息列在了表２．３中。第二章粼Ｐｔ－Ｔｉ０２催化剂的制备、表征和对苯催化性能的研究Ａ￡■唿善。磐詈量三ｏ＞ＲｅｔａｔｉｖｅＰｒｅｓｓｕｒｅ，Ｐ，Ｐ０Ｂ．挚宣。荟譬巴＞刁图２－３Ｐｔ－Ｔｉ０２催化剂的Ｎ２吸附脱附图（Ａ）和孔径分布图（Ｂ）Ｆｉｇ．２—３（Ａ）Ｎｉｔｒｏｇｅｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ－ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ（Ｂ）ｐｏｒｅ－ｓｉｚｅｉｓｏｔｈｅｒｍｓａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＰｔ－Ｔｉ０２ｓａｍｐｌｅｓ样品的比表面积由ＢＥＴ方法计算得到。表２．３列出了空白Ｔｉ０２和一系列Ｐｔ．Ｔｉ０２催化剂的ＢＥＴ比表面积。相较于空白Ｔｉ０２而言，负载Ｐｔ后的催化剂ＢＥＴ表面积减小，减小的原因可能是由于Ｐｔ纳米颗粒在形成的过程中覆盖了Ｔｉ０２表面，阻塞了Ｔｉ０２表面的孔。正如图２．１所看到的，小的Ｐｔ纳米颗粒分散在Ｔｉ０２上，可能导致了表面积的减少冈。２１北京化工大学硕士学位论文表２－３Ｐｔ－Ｔｉ０２催化剂的表面积和ｎ纳米颗粒平均大小Ｔａｂｌｅ２－３ＢＥＴｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｓａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｓｏｆｔｈｅＰｔ－Ｔｉ０２ｃａｔａｌｙｓｔｓ２．５．３ＸＲＤ为了考察不同还原方法和还原剂制备贵金属催化剂对载体结晶状态的影响，对各催化剂进行了ＸＲＤ表征，结果如图２－１所示。々气曩≤鼍暑２三图２－４制备的催化剂ＸＲＤ图Ｆｉｇ．２－４ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆａｓ—ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｓａｍｐｌｅｓ以上是Ｐｔ．Ｔｉ０２催化剂与纯Ｔｉ０２ＸＲＤ图谱的对比，从图中可看到无论是未还原的还是还原的Ｐｔ．Ｔｉ０２催化剂衍射峰与纯Ｔｉ０２相同。样品的谱图在２臼在２５．３。处出现尖锐的强衍射峰，与标准卡片ＪＣＰＤＳ２１．１２７２相对应，Ｔｉ０２主要存在锐钛晶相。由于载体Ｔｉ０２具有较大的比表面积（１００ｍｅＣｍ３），并且贵金属的负载量小，Ｐｔ在载体Ｔｉ０２表面进行了高度分散，没有较大颗粒聚集，所以没有出现Ｐｔ的衍射峰，测试数据与ＴＥＭ图一致。

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