采用MOF材料作模板,通過在Cu-BTC材料表面預(yù)先負(fù)載貴金屬Au再熱解的方法,成功制備了具有正八面體結(jié)構(gòu)的新型多孔Au/Cu_xO負(fù)載型催化劑。通過降低熱解環(huán)境中的O₂濃度,調(diào)節(jié)氧化時(shí)間,實(shí)現(xiàn)了Au/Cu-BTC氧化產(chǎn)物組分的調(diào)節(jié),分別制得了Au/Cu₂O、Au/Cu₂O-Cu O、Au/CuO復(fù)合催化材料。將其用于CO催化氧化,發(fā)現(xiàn)所有Au/Cu_xO催化劑都表現(xiàn)出比Cu-BTC和Au/Cu-BTC更優(yōu)異的催化性能,其中由于擁有較高的比表面積、Cu₂O含量以及更好的Au的分散性,Au/Cu₂O的CO氧化活性最佳,180℃即能實(shí)現(xiàn)CO的完全轉(zhuǎn)化。 

【文章來源】：化工學(xué)報(bào). 2016年06期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Cu-BTC和Au/Cu-BTC的FESEM圖

1Cu-BTC和Au/Cu-BTC材料形貌與結(jié)構(gòu)表征由FESEM圖和XRD圖對比（圖1、圖2）可以發(fā)現(xiàn)，采用本文的配方可以制備得到具有正八面體規(guī)則形貌的Cu-BTC材料。沉積沉淀法進(jìn)行Au擔(dān)載后，Cu-BTC的結(jié)構(gòu)和形貌不受影響，仍然保持完整的正八面體結(jié)構(gòu)，但與標(biāo)準(zhǔn)XRD譜圖對比卻很難發(fā)現(xiàn)Au衍射特征峰的存在，這一方面是因?yàn)楸疚闹蠥u的擔(dān)載量較低（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%），另一方面可能是由于沉積沉淀法擔(dān)載的Au納米顆粒尺寸較小[19]，導(dǎo)致其特征衍射峰無法被辨識或檢圖1Cu-BTC和Au/Cu-BTC的FESEM圖Fig.1FESEMimagesofCu-BTCandAu/Cu-BTC圖2Cu-BTC和Au/Cu-BTC的XRD譜圖Fig.2XRDpatternofsamples測。通過對比擔(dān)載前后的FESEM圖可以發(fā)現(xiàn)，相比于原先Cu-BTC光滑的表面，負(fù)載后Cu-BTC的表面明顯增加了許多納米顆粒，這也預(yù)示了Au擔(dān)載的成功。2.2Au/CuxO復(fù)合材料表征結(jié)構(gòu)分析2.2.1氧化條件對產(chǎn)物的影響將MOFs放入氧化環(huán)境中進(jìn)行熱處理即可獲得金屬氧化物，文獻(xiàn)中通常都采用空氣氧化法[14,18,20]，由于空氣中氧氣含量較高，反應(yīng)劇烈，一方面不利于對氧化產(chǎn)物的組分進(jìn)行調(diào)控，另一方面劇烈的反應(yīng)不利于MOFs結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。因此本文通過降低氧氣濃度，采用O2體積分?jǐn)?shù)為2%的O2/He混合氣進(jìn)行Cu-BTC的氧化。通過產(chǎn)物XRD譜圖（圖3）的對比可以發(fā)現(xiàn)，通過控制氧化時(shí)間可以有效調(diào)節(jié)產(chǎn)物的組分，氧化1h后產(chǎn)物以Cu2O為主，氧化3h得到Cu2O/CuO復(fù)合材料，當(dāng)反應(yīng)延長至6h產(chǎn)物變?yōu)镃uO。值得注意的是，Au/Cu-BTC產(chǎn)物中無法探測到的Au的特征峰，在氧化產(chǎn)物中清晰可見，而且隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，相對峰強(qiáng)度也越來越強(qiáng)，如Au在2θ=44.3°處的特征峰，在1h的氧化產(chǎn)物中還并不明顯（圖3），但隨著反應(yīng)的時(shí)間延長，特征峰強(qiáng)度明顯增加（圖3），這可

從κ奔淶?延長，相對峰強(qiáng)度也越來越強(qiáng)，如Au在2θ=44.3°處的特征峰，在1h的氧化產(chǎn)物中還并不明顯（圖3），但隨著反應(yīng)的時(shí)間延長，特征峰強(qiáng)度明顯增加（圖3），這可能是由于Au顆粒在受熱條件下逐漸發(fā)生了團(tuán)聚所致。由此可見，通過Au/Cu-BTC氧化環(huán)境和氧化時(shí)間的控制可以分別制得Au/Cu2O、Au/Cu2O-CuO、Au/CuO負(fù)載型催化材料。通過FESEM對氧化產(chǎn)物的形貌進(jìn)行表征，如圖4所示，氧化產(chǎn)物繼承了Cu-BTC材料的正八面體結(jié)構(gòu)。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，正八面體的結(jié)構(gòu)會發(fā)生一定的收縮和扭曲，但整體還是呈現(xiàn)正八面體圖3Au/CuxO的XRD譜圖Fig.3XRDpatternofAu/CuxOsamples

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2956843