本文主要研究内容
作者潘会严,陈小伟（2019）在《一步水热法有效调变锰钾矿中钾含量及其对锰钾矿催化剂氧化还原性和催化性能的影响（英文）》一文中研究指出：锰钾矿是一种同时具有1×1和2×2孔道的八面体分子筛结构的氧化锰材料.通常情况下, 1×1孔道是空的, 2×2孔道可以被水或者不同的阳离子占据,当占据2×2孔道的阳离子为K+时即为锰钾矿.据文献报道,锰钾矿被广泛用于不同的催化氧化反应如一氧化碳氧化、亚甲基蓝分解、有机污染物氧化消除和小分子烷烃氧化,并表现出良好的催化性能,这通常被认为是其表面存在的活性氧物种使这类催化剂具有独特的氧化还原性.但是,关于这些活性氧的来源并没有很好的解释,而这对优化锰钾矿的氧化还原性及催化活性非常重要.如上所述,由于孔道中K+的存在,部分四价锰被还原为三价锰以保持电荷平衡,这意味着锰钾矿中三价锰的含量或者锰的平均价态会随着孔道中K+含量不同而变化.因此,锰钾矿中钾含量可能对其氧化还原性产生重要影响.然而,最近发表的几篇文献中关于K+含量对锰钾矿表面活性氧或氧空位影响的结果相互矛盾,因此有必要进一步深入研究K+含量对锰钾矿材料氧化还原性及催化活性的影响.本文以高锰酸钾作为氧化剂和锰的前驱体,乙醇为还原剂,通过改变水热反应温度（80–120 oC）和乙醇浓度（50–1550mmol/L）,用一步水热法成功合成了不同钾含量的锰钾矿和软锰矿纳米材料.采用X射线衍射（XRD）、物理吸附、X射线荧光光谱（XRF）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X光电子能谱（XPS）、程序升温脱附（TPD）和程序升温还原（CO-TPR）等表征技术研究了K+含量对锰钾矿材料结构稳定性和氧化还原性的影响及进一步对一氧化碳催化氧化活性的影响.XRD结果表明,在较低合成温度（80和100 oC）时主要得到锰钾矿,在120 oC并且乙醇浓度较高（960和1550 mmol/L）时主要得到软锰矿.这些不同合成条件下得到的锰钾矿具有不同的结晶度、比表面积及钾含量等性质,根据这些性质,将制备的众多样品分为三组进行讨论.A组是具有高结晶度、中等比表面积（100–135 m2/g）和高钾含量（～16%）的锰钾矿样品;B组锰钾矿样品结晶度较低,但比表面积高（160–200 m2/g）,钾含量中等（～11%）;C组主要是软锰矿结构的氧化锰材料,结晶度高,但比表面积低（13–50 m2/g）,钾含量也低（<5%）.SEM和TEM结果表明,这三组样品均为大小不同的纳米棒状形貌, DDP分析结果与XRD结果一致, A组和B组中大直径与小直径的纳米棒样品都具有完好的锰钾矿结构.与XRF结果相同, XPS分析也发现A组样品比B组样品具有更高的钾含量,即B组样品的四价锰含量更高.对Mn 3s结合能区域分析,根据文献中报道的锰的平均氧化态公式AOS=8.956–1.126×?E3s计算得到A,B和C组样品的AOS分别为3.73,3.81和3.96.TPD和CO-TPR表明, B组锰钾矿样品比A组更容易释放氧,也更容易被还原.这些结果都表明A组锰钾矿比B组锰钾矿更稳定.而A组样品具有更高的K含量,说明K含量高有利于锰钾矿的稳定性.CO氧化活性实验表明,三组样品的催化活性顺序为B>A>C.由于三组样品的比表面积差别较大,我们比较了所有样品在75 oC时单位面积上的反应速率.75 oC时, A组锰钾矿几乎没有活性,反应速率为0.与之相反, B组样品的反应速率高于传统回流法制备的锰钾矿参考样品.这些结果表明锰钾矿的高比表面积和更好的氧化还原性是其在CO氧化反应中具有高活性的主要原因.为了进一步研究锰钾矿在低温下释放的氧物种对CO催化氧化的影响,将B组代表样品在500 oC焙烧6 h.与原样品相比, TPD中低温释放的氧消失,另外两个氧气的峰也向高温方向移动了20°C以上.在CO催化氧化实验中, 500 oC焙烧后的样品直到100 oC尚没有催化活性,而原样品在此温度则有38%的转化率.这一结果证明锰钾矿在TPD实验中300 oC左右释放的第一个活性氧物种导致了低温下CO催化氧化的活性.另外,将B组代表样品在含有20%氧气的原料气氛下进行了两个循环的CO氧化反应测试,发现B组样品在高氧气浓度下具有较高的稳定性.综上所述,锰钾矿中的钾含量可以通过改变水热合成温度和乙醇浓度成功地来调控.钾含量较低的锰钾矿样品具有更好的氧化还原性和催化CO氧化活性.而钾含量较高时,锰钾矿结构更稳定,不利于活性氧的释放,因而催化氧化活性较差.
Abstract
meng jia kuang shi yi chong tong shi ju you 1×1he 2×2kong dao de ba mian ti fen zi shai jie gou de yang hua meng cai liao .tong chang qing kuang xia , 1×1kong dao shi kong de , 2×2kong dao ke yi bei shui huo zhe bu tong de yang li zi zhan ju ,dang zhan ju 2×2kong dao de yang li zi wei K+shi ji wei meng jia kuang .ju wen suo bao dao ,meng jia kuang bei an fan yong yu bu tong de cui hua yang hua fan ying ru yi yang hua tan yang hua 、ya jia ji lan fen jie 、you ji wu ran wu yang hua xiao chu he xiao fen zi wan ting yang hua ,bing biao xian chu liang hao de cui hua xing neng ,zhe tong chang bei ren wei shi ji biao mian cun zai de huo xing yang wu chong shi zhe lei cui hua ji ju you du te de yang hua hai yuan xing .dan shi ,guan yu zhe xie huo xing yang de lai yuan bing mei you hen hao de jie shi ,er zhe dui you hua meng jia kuang de yang hua hai yuan xing ji cui hua huo xing fei chang chong yao .ru shang suo shu ,you yu kong dao zhong K+de cun zai ,bu fen si jia meng bei hai yuan wei san jia meng yi bao chi dian he ping heng ,zhe yi wei zhao meng jia kuang zhong san jia meng de han liang huo zhe meng de ping jun jia tai hui sui zhao kong dao zhong K+han liang bu tong er bian hua .yin ci ,meng jia kuang zhong jia han liang ke neng dui ji yang hua hai yuan xing chan sheng chong yao ying xiang .ran er ,zui jin fa biao de ji pian wen suo zhong guan yu K+han liang dui meng jia kuang biao mian huo xing yang huo yang kong wei ying xiang de jie guo xiang hu mao dun ,yin ci you bi yao jin yi bu shen ru yan jiu K+han liang dui meng jia kuang cai liao yang hua hai yuan xing ji cui hua huo xing de ying xiang .ben wen yi gao meng suan jia zuo wei yang hua ji he meng de qian qu ti ,yi chun wei hai yuan ji ,tong guo gai bian shui re fan ying wen du （80–120 oC）he yi chun nong du （50–1550mmol/L）,yong yi bu shui re fa cheng gong ge cheng le bu tong jia han liang de meng jia kuang he ruan meng kuang na mi cai liao .cai yong Xshe xian yan she （XRD）、wu li xi fu 、Xshe xian ying guang guang pu （XRF）、sao miao dian jing （SEM）、tou she dian jing （TEM）、Xguang dian zi neng pu （XPS）、cheng xu sheng wen tuo fu （TPD）he cheng xu sheng wen hai yuan （CO-TPR）deng biao zheng ji shu yan jiu le K+han liang dui meng jia kuang cai liao jie gou wen ding xing he yang hua hai yuan xing de ying xiang ji jin yi bu dui yi yang hua tan cui hua yang hua huo xing de ying xiang .XRDjie guo biao ming ,zai jiao di ge cheng wen du （80he 100 oC）shi zhu yao de dao meng jia kuang ,zai 120 oCbing ju yi chun nong du jiao gao （960he 1550 mmol/L）shi zhu yao de dao ruan meng kuang .zhe xie bu tong ge cheng tiao jian xia de dao de meng jia kuang ju you bu tong de jie jing du 、bi biao mian ji ji jia han liang deng xing zhi ,gen ju zhe xie xing zhi ,jiang zhi bei de zhong duo yang pin fen wei san zu jin hang tao lun .Azu shi ju you gao jie jing du 、zhong deng bi biao mian ji （100–135 m2/g）he gao jia han liang （～16%）de meng jia kuang yang pin ;Bzu meng jia kuang yang pin jie jing du jiao di ,dan bi biao mian ji gao （160–200 m2/g）,jia han liang zhong deng （～11%）;Czu zhu yao shi ruan meng kuang jie gou de yang hua meng cai liao ,jie jing du gao ,dan bi biao mian ji di （13–50 m2/g）,jia han liang ye di （<5%）.SEMhe TEMjie guo biao ming ,zhe san zu yang pin jun wei da xiao bu tong de na mi bang zhuang xing mao , DDPfen xi jie guo yu XRDjie guo yi zhi , Azu he Bzu zhong da zhi jing yu xiao zhi jing de na mi bang yang pin dou ju you wan hao de meng jia kuang jie gou .yu XRFjie guo xiang tong , XPSfen xi ye fa xian Azu yang pin bi Bzu yang pin ju you geng gao de jia han liang ,ji Bzu yang pin de si jia meng han liang geng gao .dui Mn 3sjie ge neng ou yu fen xi ,gen ju wen suo zhong bao dao de meng de ping jun yang hua tai gong shi AOS=8.956–1.126×?E3sji suan de dao A,Bhe Czu yang pin de AOSfen bie wei 3.73,3.81he 3.96.TPDhe CO-TPRbiao ming , Bzu meng jia kuang yang pin bi Azu geng rong yi shi fang yang ,ye geng rong yi bei hai yuan .zhe xie jie guo dou biao ming Azu meng jia kuang bi Bzu meng jia kuang geng wen ding .er Azu yang pin ju you geng gao de Khan liang ,shui ming Khan liang gao you li yu meng jia kuang de wen ding xing .COyang hua huo xing shi yan biao ming ,san zu yang pin de cui hua huo xing shun xu wei B>A>C.you yu san zu yang pin de bi biao mian ji cha bie jiao da ,wo men bi jiao le suo you yang pin zai 75 oCshi chan wei mian ji shang de fan ying su lv .75 oCshi , Azu meng jia kuang ji hu mei you huo xing ,fan ying su lv wei 0.yu zhi xiang fan , Bzu yang pin de fan ying su lv gao yu chuan tong hui liu fa zhi bei de meng jia kuang can kao yang pin .zhe xie jie guo biao ming meng jia kuang de gao bi biao mian ji he geng hao de yang hua hai yuan xing shi ji zai COyang hua fan ying zhong ju you gao huo xing de zhu yao yuan yin .wei le jin yi bu yan jiu meng jia kuang zai di wen xia shi fang de yang wu chong dui COcui hua yang hua de ying xiang ,jiang Bzu dai biao yang pin zai 500 oCbei shao 6 h.yu yuan yang pin xiang bi , TPDzhong di wen shi fang de yang xiao shi ,ling wai liang ge yang qi de feng ye xiang gao wen fang xiang yi dong le 20°Cyi shang .zai COcui hua yang hua shi yan zhong , 500 oCbei shao hou de yang pin zhi dao 100 oCshang mei you cui hua huo xing ,er yuan yang pin zai ci wen du ze you 38%de zhuai hua lv .zhe yi jie guo zheng ming meng jia kuang zai TPDshi yan zhong 300 oCzuo you shi fang de di yi ge huo xing yang wu chong dao zhi le di wen xia COcui hua yang hua de huo xing .ling wai ,jiang Bzu dai biao yang pin zai han you 20%yang qi de yuan liao qi fen xia jin hang le liang ge xun huan de COyang hua fan ying ce shi ,fa xian Bzu yang pin zai gao yang qi nong du xia ju you jiao gao de wen ding xing .zeng shang suo shu ,meng jia kuang zhong de jia han liang ke yi tong guo gai bian shui re ge cheng wen du he yi chun nong du cheng gong de lai diao kong .jia han liang jiao di de meng jia kuang yang pin ju you geng hao de yang hua hai yuan xing he cui hua COyang hua huo xing .er jia han liang jiao gao shi ,meng jia kuang jie gou geng wen ding ,bu li yu huo xing yang de shi fang ,yin er cui hua yang hua huo xing jiao cha .
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自催化学报的潘会严,陈小伟，发表于刊物催化学报2019年06期论文，是一篇关于锰钾矿论文,软锰矿论文,一氧化碳催化氧化论文,水热合成论文,钾含量论文,催化学报2019年06期论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自催化学报2019年06期论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：锰钾矿论文; 软锰矿论文; 一氧化碳催化氧化论文; 水热合成论文; 钾含量论文; 催化学报2019年06期论文;