以氮化碳為載體,采用液相還原的方法制備了不同AuPd比例的Au_xPd_1-x/CN催化劑,并將催化劑用于甲酸分解反應(yīng)中,研究其催化制氫性能。通過(guò)X-射線衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、X-射線光電子能譜（XPS）等方法對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,催化劑呈片狀結(jié)構(gòu),Au、Pd納米粒子形成了AuPd合金,并均勻地分散在氮化碳載體上,粒徑大小約為2.4 nm。在348 K,FA∶SF=1∶5的反應(yīng)條件下,Au_0.25Pd_0.75/CN表現(xiàn)了最佳的催化性能,初始轉(zhuǎn)化頻率達(dá)397 h^-1。AuPd納米粒子與氮化碳載體之間的相互作用,AuPd的比例、載體的性質(zhì)和高分散的AuPd納米粒子有助于提高催化劑的催化性能。 

【文章來(lái)源】：化學(xué)研究與應(yīng)用. 2020,32(06)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

不同AuPd比例的AuxPd1-x/CN催化劑

圖2是不同載體上負(fù)載型AuPd催化劑的XRD譜圖。如圖2所示,對(duì)于Au0.25Pd0.75/C催化劑,在2θ=38.2、44.4、64.6°時(shí)出現(xiàn)了衍射峰,可以歸屬為標(biāo)準(zhǔn)的Au衍射峰,在2θ=40.1、46.4、67.8°時(shí)出現(xiàn)了衍射峰,可以歸屬為標(biāo)準(zhǔn)的Pd衍射峰,說(shuō)明未形成AuPd合金。對(duì)于Au0.25Pd0.75/CN催化劑,衍射峰位于Au衍射峰和Pd衍射峰之間,說(shuō)明形成了AuPd合金。同時(shí),對(duì)比不同載體上的AuPd催化劑各衍射峰的強(qiáng)度可以看出,氮化碳載體上金屬的特征衍射峰較寬,表明形成的AuPd合金高度分散在氮化碳載體上。圖3為Au0.25Pd0.75/C和Au0.25Pd0.75/CN催化劑的TEM圖。從圖3a中可以看出,AuPd粒子能夠分布在碳載體上,但是粒子分布并不均勻。

圖3 b為Au0.25Pd0.75/CN催化劑的TEM圖。從圖中可以看出,Au0.25Pd0.75/CN催化劑表現(xiàn)為二維片狀結(jié)構(gòu),納米粒子均勻地分散在氮化碳納米片上,平均粒徑大小為2.4 ± 0.2 nm(圖3b插圖),表明氮化碳載體中氮元素與金屬的配位作用在納米粒子分散上起到了重要的作用。從催化劑的高倍透射電鏡圖(圖3c)可以看出,粒子的晶面間距為0.228 nm,介于面心立方Au(0.235 nm)和Pd(0.225 nm)之間,進(jìn)一步確認(rèn)了AuPd合金結(jié)構(gòu)的存在,與XRD結(jié)果相一致。Au0.25Pd0.75/CN催化劑的Au 4f 和Pd 3d的 XPS譜圖如圖4所示。從圖中可以看出,結(jié)合能為335.2 eV和340.6 eV的峰可歸屬為金屬態(tài)Pd0,結(jié)合能為336.2 eV和342.5 eV的峰歸屬于Pd2+。結(jié)合能為83.1 eV和86.8 eV的峰歸屬為Au0,結(jié)合能為84.5 eV和88.2 eV的峰可歸屬為Au+。相較于純Au的Au 4f,AuPd合金中Au 4f峰位置向低結(jié)合能方向轉(zhuǎn)移,表明有電子從載體向Au和Pd進(jìn)行了轉(zhuǎn)移[15]。而這種電子轉(zhuǎn)移,有可能成為AuPd合金表現(xiàn)出良好的催化性能的重要因素。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多孔AuPd催化劑的制備及在甲酸制氫中的應(yīng)用[J]. 劉軍,王瀟蕤,李容.  化學(xué)研究與應(yīng)用. 2019(10)
[2]高效甲酸分解制氫鈀基催化劑的研究進(jìn)展[J]. 王珍珍,張文祥,賈明君.  黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]含氮中孔碳負(fù)載的Au-Pd雙金屬催化劑在甲酸分解制氫中的催化性能[J]. 陳旸,高凌峰,邱鎮(zhèn),余正發(fā),劉清港,王新葵.  工業(yè)催化. 2016(07)



本文編號(hào)：3353627