采用先浸漬Ce后浸漬Cu的方法制備了活性炭（AC）負載CuCe催化劑,考察了焙燒溫度對CuCe/AC催化劑表面結(jié)構(gòu)及其催化甲醇氣相氧化羰基化合成碳酸二甲酯（DMC）性能的影響,并采用XRD、XPS和H2-TPR等表征分析了活性組分含量和價態(tài)等性質(zhì)。結(jié)果表明,催化劑中高價態(tài)的Cu²⁺逐漸被還原為低價態(tài)的Cu⁺和Cu⁰,催化劑中發(fā)生Cu²⁺→Cu⁺→Cu⁰的還原變化過程。催化劑經(jīng)450℃焙燒處理后,催化劑中仍然存在一定量的Cu₂O晶相,表明Ce與Cu的相互作用抑制了部分Cu₂O的還原。當(dāng)焙燒處理溫度為300℃時,催化劑中的Cu⁺含量達到最高,此時催化劑的活性達到最優(yōu),DMC的時空收率、選擇性以及甲醇轉(zhuǎn)化率分別為143.4mg/（g·h）、85.2%和4.1%。 

【文章來源】：燃料化學(xué)學(xué)報. 2016,44(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同焙燒溫度下催化劑的XＲD譜圖

中僅出現(xiàn)單質(zhì)Cu的衍射峰，而加入Ce后的催化劑，在高溫下仍有Cu2O的衍射峰出現(xiàn)，表明助劑Ce的加入增強了活性組分Cu與Ce之間的相互作用，減弱了焙燒過程中還原性氣氛對Cu+的還原，使得催化劑中Cu+→Cu0的還原不完全。圖1不同焙燒溫度下催化劑的XＲD譜圖Figure1XＲDpatternsofcatalystscalcinatedatdifferenttemperatures2．2催化劑的XPS分析圖2為不同焙燒溫度下催化劑的Cu2pXPS譜圖和Cu2p3/2XPS高斯擬合圖。催化劑的XＲD譜圖分析表明，當(dāng)焙燒溫度在150－250℃時，XＲD譜圖中并未出現(xiàn)CuO的特征衍射峰，而催化劑的Cu2pXPS譜圖顯示，940－946eV有明顯的Cu2+的衛(wèi)星伴峰，其高斯擬合圖在934．5eV附近出現(xiàn)Cu2+的能譜峰，這主要歸因于催化劑表面高度分散的Cu2+［16，17］。焙燒溫度在300－450℃時，在結(jié)合能為940－946eV沒有出現(xiàn)衛(wèi)星伴峰，各催化劑的XPS譜圖僅在932．6eV附近出現(xiàn)能譜峰，歸屬于Cu+/Cu0的結(jié)合能［18］，表明在較高的焙燒溫度下，催化劑表面的Cu2+物種已被還原為低價態(tài)的Cu+或Cu0物種。由于Cu+和Cu0的結(jié)合能相近，需借助AES進一步區(qū)分［19］。不同焙燒溫度下催化劑的CuLMMAES的高斯擬合圖見圖3。由圖3可知，Cu+和Cu0的俄歇能分別為916．2－916．5eV和918．0－918．1eV［20］。其中，催化劑經(jīng)150和200℃焙燒后，僅出現(xiàn)了916．3eV附近的俄歇峰，歸屬于Cu+的能譜峰;催化劑在焙燒溫度為250－450℃時，出現(xiàn)916．3eV附近的Cu+和918．0eV附近的Cu0能譜峰，表明催化劑中同時存在Cu+和Cu0物種。圖2不同焙燒溫度下催化劑的Cu2pXPS譜圖(a)和Cu2p3/2XPS高斯擬合圖(b)Figure2Cu2pXPSspectra(a)andCu2p3/2XPSGaussianfittin

?40－946eV有明顯的Cu2+的衛(wèi)星伴峰，其高斯擬合圖在934．5eV附近出現(xiàn)Cu2+的能譜峰，這主要歸因于催化劑表面高度分散的Cu2+［16，17］。焙燒溫度在300－450℃時，在結(jié)合能為940－946eV沒有出現(xiàn)衛(wèi)星伴峰，各催化劑的XPS譜圖僅在932．6eV附近出現(xiàn)能譜峰，歸屬于Cu+/Cu0的結(jié)合能［18］，表明在較高的焙燒溫度下，催化劑表面的Cu2+物種已被還原為低價態(tài)的Cu+或Cu0物種。由于Cu+和Cu0的結(jié)合能相近，需借助AES進一步區(qū)分［19］。不同焙燒溫度下催化劑的CuLMMAES的高斯擬合圖見圖3。由圖3可知，Cu+和Cu0的俄歇能分別為916．2－916．5eV和918．0－918．1eV［20］。其中，催化劑經(jīng)150和200℃焙燒后，僅出現(xiàn)了916．3eV附近的俄歇峰，歸屬于Cu+的能譜峰;催化劑在焙燒溫度為250－450℃時，出現(xiàn)916．3eV附近的Cu+和918．0eV附近的Cu0能譜峰，表明催化劑中同時存在Cu+和Cu0物種。圖2不同焙燒溫度下催化劑的Cu2pXPS譜圖(a)和Cu2p3/2XPS高斯擬合圖(b)Figure2Cu2pXPSspectra(a)andCu2p3/2XPSGaussianfittingpatterns(b)ofcatalystscalcinatedatdifferenttemperatures圖3不同焙燒溫度下催化劑的CuLMMAES譜圖Figure3CuLMMAESspectraofcatalystscalcinatedatdifferenttemperatures表1為催化劑的Cu2pXPS和CuLMMAES能譜曲線擬合的分析結(jié)果。由表1可知，當(dāng)焙燒溫度為150和200℃時，催化劑表面的銅物種為Cu2+和Cu+;升高焙燒溫度至250℃時，催化劑表面開始出現(xiàn)Cu0物種，且三種銅物種共同存在于催化劑表面;當(dāng)焙燒溫度為300℃時，催化劑中Cu+的含量達到最大值。隨著焙燒溫度從300℃升高至450℃，催化劑表面僅存在Cu+和Cu0物種，并隨著焙燒溫度

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3323048