介孔 TiO2的合成及Rum-TiO2的催化活性研究.pdf

张雪红h2 罗来涛1 段战辉1 (1南昌大学化学系，南昌 330047；2南昌航空工业学院环化系，南昌330034) 讨了模板荆、溶剂、溶液pH、老化温度和c。sPycl与哪P摩尔比的影响。结果表明：在本实验条件下，最佳合成条件是 粒与介孔载体发生相互作用，尽管可能会部分堵塞孔道，但对于甲醇分解为cO和H：的催化活性依然很高，载体的制 备条件对甲醇分解活性有一定的影响。 关键词介孔二氧化钛 甲醇分解钌催化剂载体氯化十六烷基吡啶 20世纪90年代初，美国Mobile公司首次使用表 面活性剂合成硅酸盐介孔分子筛，由于这类材料具有 1 实验 很高的比表面和规整的介孔孔道，有利于反应物的扩 散，在分子(尤其是大分子)吸附和催化过程中有诱人 1．1 m—Ti02材料的制备 的应用前景…。与此同时，一些不含硅的具有半导体性 能的介孔氧化物材料的制得，在催化氧化、光催化、气 体传感器等方面显示出优良的性能【引，而TiO：则是其 中应用面较广的一类。TiO：是一种活性载体，但在负载 Pd后，pd在其表面的分散度并不高”】，而很多其它方 子水，开始析出白色沉淀。随后用NaOH调节溶液pH 面的应用也需要大比表面的多孔TiO：。Antonelli等川 使用烷基磷酸盐为模板剂成功合成了m—TiO：，但在 整个溶液体系在一定温度下老化3d后，过滤，固体产 高温热处理去除模板剂时介孔结构遭到破坏，后来陆 续有许多研究小组以不同的阴离子或中性模板剂也合 成出介孔分子筛，但大多数情况下得到的介孑L结构不 80分别代表老化温度。 够稳定，其介孔结构往往会因为模板剂的除去而遭破 表1 m—Tioz的合成条件 坏【引。作为催化剂载体，热稳定性是必要的，因此有必 要获得热稳定的介孔TiO：。迄今为止，还未见有以氯化 十六烷基吡啶(C。sPyCl)为模板剂来合成介孔TiO： (m—TiO：)，各种合成条件的影响也未加以讨论。本实 验研究了m—TiO：的合成，分别用红外光谱(FT—IR)、 x射线粉末衍射(xRD)和BET比表面测定等技术对介 孔，I；IiO：的结构、晶相和比表面积进行了表征。同时，以 甲醇分解成CO和H：为探针反应，以合成的m—TiO： 为载体，采用浸渍法负载Ru活性组分，考察了载体制 备条件对催化活性的影响。 作者简介：张雪红(1973一)，女，博士研究生，讲师．主要从事催化材料的研究 33 万方数据 1．2 Ru基催化剂的制备 以上述不同条件下合成的各m—Ti02材料为载体， 1mol／L 采用浸渍法分别将1％的0．O RuCl3溶液浸渍在氧化物中的氯化十六烷基吡啶表面活性剂已被除去； 同时还发现在2300cm。左右出现了2个新的吸收 载体中，24h后置于红外灯下烘干，经400℃煅烧2h，所 峰，这可能是高温处理所引起的晶格缺陷，从而导致介 得催化剂分别记为1％Ru／A20，l％Ru／s，1％Ru／c，l％ Ru／A’：。和1％Ru／A”：。(各载体表示方法见表1)。 孔结构发生重排】。 1．3 活性测试 气相甲醇分解是在固定床反应器中进行。O．039 要 8 催化剂置于U型不锈钢反应管中，在400℃下经氮氢 暑 = 混合气(体积分数为10％H：，流速10cm3／“n)还原2h ‘备 后，分别保持在180℃，200℃，220℃，240℃，260℃，詈