焙烧温度对CuCe/AC催化剂甲醇氧化羰基化性能的影响

发布时间：2021-08-05 04:15

　　采用先浸渍Ce后浸渍Cu的方法制备了活性炭（AC）负载CuCe催化剂,考察了焙烧温度对CuCe/AC催化剂表面结构及其催化甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯（DMC）性能的影响,并采用XRD、XPS和H2-TPR等表征分析了活性组分含量和价态等性质。结果表明,催化剂中高价态的Cu²⁺逐渐被还原为低价态的Cu⁺和Cu⁰,催化剂中发生Cu²⁺→Cu⁺→Cu⁰的还原变化过程。催化剂经450℃焙烧处理后,催化剂中仍然存在一定量的Cu₂O晶相,表明Ce与Cu的相互作用抑制了部分Cu₂O的还原。当焙烧处理温度为300℃时,催化剂中的Cu⁺含量达到最高,此时催化剂的活性达到最优,DMC的时空收率、选择性以及甲醇转化率分别为143.4mg/（g·h）、85.2%和4.1%。 

【文章来源】：燃料化学学报. 2016,44(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同焙烧温度下催化剂的XＲD谱图

中仅出现单质Cu的衍射峰，而加入Ce后的催化剂，在高温下仍有Cu2O的衍射峰出现，表明助剂Ce的加入增强了活性组分Cu与Ce之间的相互作用，减弱了焙烧过程中还原性气氛对Cu+的还原，使得催化剂中Cu+→Cu0的还原不完全。图1不同焙烧温度下催化剂的XＲD谱图Figure1XＲDpatternsofcatalystscalcinatedatdifferenttemperatures2．2催化剂的XPS分析图2为不同焙烧温度下催化剂的Cu2pXPS谱图和Cu2p3/2XPS高斯拟合图。催化剂的XＲD谱图分析表明，当焙烧温度在150－250℃时，XＲD谱图中并未出现CuO的特征衍射峰，而催化剂的Cu2pXPS谱图显示，940－946eV有明显的Cu2+的卫星伴峰，其高斯拟合图在934．5eV附近出现Cu2+的能谱峰，这主要归因于催化剂表面高度分散的Cu2+［16，17］。焙烧温度在300－450℃时，在结合能为940－946eV没有出现卫星伴峰，各催化剂的XPS谱图仅在932．6eV附近出现能谱峰，归属于Cu+/Cu0的结合能［18］，表明在较高的焙烧温度下，催化剂表面的Cu2+物种已被还原为低价态的Cu+或Cu0物种。由于Cu+和Cu0的结合能相近，需借助AES进一步区分［19］。不同焙烧温度下催化剂的CuLMMAES的高斯拟合图见图3。由图3可知，Cu+和Cu0的俄歇能分别为916．2－916．5eV和918．0－918．1eV［20］。其中，催化剂经150和200℃焙烧后，仅出现了916．3eV附近的俄歇峰，归属于Cu+的能谱峰;催化剂在焙烧温度为250－450℃时，出现916．3eV附近的Cu+和918．0eV附近的Cu0能谱峰，表明催化剂中同时存在Cu+和Cu0物种。图2不同焙烧温度下催化剂的Cu2pXPS谱图(a)和Cu2p3/2XPS高斯拟合图(b)Figure2Cu2pXPSspectra(a)andCu2p3/2XPSGaussianfittin

?40－946eV有明显的Cu2+的卫星伴峰，其高斯拟合图在934．5eV附近出现Cu2+的能谱峰，这主要归因于催化剂表面高度分散的Cu2+［16，17］。焙烧温度在300－450℃时，在结合能为940－946eV没有出现卫星伴峰，各催化剂的XPS谱图仅在932．6eV附近出现能谱峰，归属于Cu+/Cu0的结合能［18］，表明在较高的焙烧温度下，催化剂表面的Cu2+物种已被还原为低价态的Cu+或Cu0物种。由于Cu+和Cu0的结合能相近，需借助AES进一步区分［19］。不同焙烧温度下催化剂的CuLMMAES的高斯拟合图见图3。由图3可知，Cu+和Cu0的俄歇能分别为916．2－916．5eV和918．0－918．1eV［20］。其中，催化剂经150和200℃焙烧后，仅出现了916．3eV附近的俄歇峰，归属于Cu+的能谱峰;催化剂在焙烧温度为250－450℃时，出现916．3eV附近的Cu+和918．0eV附近的Cu0能谱峰，表明催化剂中同时存在Cu+和Cu0物种。图2不同焙烧温度下催化剂的Cu2pXPS谱图(a)和Cu2p3/2XPS高斯拟合图(b)Figure2Cu2pXPSspectra(a)andCu2p3/2XPSGaussianfittingpatterns(b)ofcatalystscalcinatedatdifferenttemperatures图3不同焙烧温度下催化剂的CuLMMAES谱图Figure3CuLMMAESspectraofcatalystscalcinatedatdifferenttemperatures表1为催化剂的Cu2pXPS和CuLMMAES能谱曲线拟合的分析结果。由表1可知，当焙烧温度为150和200℃时，催化剂表面的铜物种为Cu2+和Cu+;升高焙烧温度至250℃时，催化剂表面开始出现Cu0物种，且三种铜物种共同存在于催化剂表面;当焙烧温度为300℃时，催化剂中Cu+的含量达到最大值。随着焙烧温度从300℃升高至450℃，催化剂表面仅存在Cu+和Cu0物种，并随着焙烧温度

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3323048