铁氧体催化剂磁性合成及其对双氧水分解反应的影响.PDF

维普资讯 第 54卷 第 7期 化 工 学 报 Vo1．54 № 7 2003年 7月 Journal of Chemical Industry and Engineering (China) July 2003 铁氧体催化剂磁性合成及其对 双氧水分解反应 的影响 陶景光 廖兆曙 罗慧倩 彭喜英 (华中科技大学材料学院分析测试中心，湖北 武汉 430074) 摘 要 通过双氧水催化分解反应动力学研究，显示磁化合成铁氧体具有较高的催化速率．利用高分辨分析 电 镜和电子能量损失谱测试了其显微形貌、化学组成和微区晶体结构 ，探讨 了催化作用机理． 关键词 铁氧体催化剂 双氧水分解 催化反应动力学 高分辨分析电子显微镜 (HRAEM) 电子能量损失 谱 (EELS) 中图分类号 0646 文献标识码 A 文章编号 O438—1157 (2003)O7一O942一O4 SYNTHESISOFFERRITECATALYSTUNDER MAGNETIC FIELD AND ITS INFLUENCE oN HYDRoGEN PERoXIDE DECoM PoSITIoN TAOJingguang，LIAO Zhaoshu，LUO HuiqianandPENG Xiying (CollegeofMaterials，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，Hubei，China) Abstract Theferritecatalystsynthesizedundermagneticfieldhasacrystallinestructureofspineltype FexO，with0．75≤z≤0．85．ThemagneticfieldcanimpelmoreFe抖 tooccupytheoctahedralsite，SO Fe／Oatom ratio，theresidualmagnetronandthecrystaldefectsareincreased．Asaresult，thespinel ferritecatalystcanincreasethecatalyticredoxreactionratesuchasdecompositionofH2O2． Keywords ferritecatalyst，H2O2decomposition，kineticsoncatalyticreaction，highresolutionanalytic electronmicroscopy (HRAEM)，electronenergylossspectrum (EELS) 化学反应都涉及磁性转变，化学反应前后物质的磁 引 言 状态及外磁场也会影响该类反应．强磁场 (10T) 双氧水分解反应 2HzOz— O +2H O是纺 能影响原子键合，改变原子间键合的位能曲线；即 织、造纸等行业漂 白剂的基础反应，也是研究催化 使较弱的磁场 (10 T)也能改变磁偶极矩粒子聚 反应 动力 学 的一个 基 础反 应．考虑 到反 应 物 集的有序度_2]．基于铁氧体催化分解双氧水的实验 (HzOz)是反磁性，而生成物 (Oz)是顺磁性 ， 结果，采用高分辨分析电镜技术探讨这种催化效应 若无外部条件触发，涉及磁性的量子态不会 自发改 及其微观机理． 变，上述反应不会 自动进行；而某种磁状态的触发 1 实验方法 有可能影响该类反应． 1977年 M．W．Rowse首次发现磁场对铁氧化 1．1 磁场合成铁氧体催化剂 物还原及其磁性的影响_1]．后来，Heiter和 Lon—