有序介孔氧化鋁基復(fù)合金屬氧化物的合成、結(jié)構(gòu)分析及性能研究.pdf

1、自二十世紀(jì)90年代初期以來，介孔材料因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)被廣泛用于吸附、催化、傳感器、電化學(xué)等方面。繼介孔二氧化硅之后，ZrO2、WO3、TiO2、Al2O3、HfO2、Nb2O5、Ta2O5、SnO2等多種介孔材料被開發(fā)制備，其中介孔氧化鋁因具有高比表面積，孔道均一，孔徑在大范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，表面存在路易斯酸性位等結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，而受到廣泛關(guān)注。本論文主要利用溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝(EISA)法可控地制備有序介孔氧化鋁基復(fù)合氧化物材料，在不同氣氛下調(diào)控C

2、u-Mg-Al復(fù)合氧化物的微結(jié)構(gòu)，運(yùn)用一系列的表征手段證明不同氣氛下銅物種的存在狀態(tài)不同，同時(shí)針對(duì)性地研究含有不同狀態(tài)銅物種的Cu-Mg-Al復(fù)合氧化物在CO氧化反應(yīng)中的催化性能。研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，用溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝法制備Mg-Al、Cu-Mg-Al復(fù)合氧化物介孔材料。SXRD圖中均顯示一強(qiáng)一弱衍射峰，TEM圖中可以直觀地看到長(zhǎng)程有序的介孔結(jié)構(gòu)。結(jié)合SXRD和TEM結(jié)果分析，證明EISA法制備的Mg-Al、Cu-Mg-A

3、l復(fù)合氧化物具有二維-六方有序的介孔結(jié)構(gòu)。Cu-Mg-Al復(fù)合氧化物在空氣氣氛下800℃處理4h后，比表面積仍高達(dá)137 m2/g，孔體積0.30 cm3/g，平均孔徑分布在7.1 nm，這一系列數(shù)據(jù)說明Cu-Mg-Al介孔材料具有較好的熱穩(wěn)定性。
　　其次，將Cu-Mg-Al復(fù)合氧化物在不同氣氛下處理:空氣氣氛下，結(jié)合XRD和TEM分析表明得到尖晶石結(jié)構(gòu)的Cu-Mg-Al復(fù)合氧化物，TPR中CuO還原峰在305℃，均說明銅均勻插

4、入到有序介孔尖晶石的骨架中;還原氣氛下，結(jié)合XRD和TEM分析表明6-10 nm的金屬銅顆粒均勻分散在孔道表面，TPR顯示CuO還原峰在220℃，再次表明骨架中銅遷移到介孔材料表面，并長(zhǎng)大聚集為金屬銅顆粒;上述樣品進(jìn)一步在氧化氣氛中處理，XRD中只有尖晶石的衍射峰，TPR顯示CuO還原峰在290℃，說明表面金屬銅再次進(jìn)入到尖晶石的骨架中。在CO催化性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):尖晶石結(jié)構(gòu)的Cu-Mg-Al催化氧化CO的完全轉(zhuǎn)化溫度為270℃，而含