《表2 不同焙烧温度下制备的催化剂表面Cr物种摩尔分数》
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《"Cr_2O_3气相催化1,1,2-三氯乙烷脱HCl性能"》
图3是不同焙烧温度下制备的Cr2O3催化剂中Cr2p的XPS谱图。从图3A的不同焙烧温度Cr2O3催化剂中Cr2p的XPS谱图可以看出,Cr2O3催化剂的Cr2p3/2分裂为3个峰,分别在575.9、577.1和579.1 e V左右。575.9 e V的峰归属于Cr(OH)3[25],577.1 eV的峰归属于Cr2O3[26-28],579.1 eV的峰归属于CrO3[29]。表2是根据图3A的各分峰面积经过归一计算得到催化剂表面Cr物种的摩尔百分数。从表2可见,不同焙烧温度的Cr2O3催化剂中三价铬物种有Cr(OH)3和Cr2O3两种形式存在。其中Cr(OH)3所占比例较少,焙烧温度的升高对催化剂表面3种物质的比例影响不大。对于Cr(OH)3物种随着焙烧温度的升高,减少的趋势不太明显,可能是催化剂暴露空气中所致。然而,当催化剂焙烧温度从300℃升高到400℃时,表面Cr2O3物种含量明显提高,CrO3物种明显减少,继续提高焙烧温度对Cr2O3物种和CrO3物种影响不明显,其中Cr2O3-400和Cr2O3-500催化剂中三价铬(Cr2O3)含量较高分别为52.6%和52.2%。可见,高温焙烧对Cr2O3催化剂的Cr的平均价态影响非常明显,但是对表面Cr物种的存在形态影响不是很大(即Cr物种的表面组成影响不是很大)。即使经过700℃焙烧,催化剂表面还存在很多CrO3和Cr(OH)3物种。假设300~700℃焙烧制备的催化剂的物种只有六价铬和三价铬两种价态,则平均价态为6价和3价按所占比例的平均值。根据图2的TPR结果得到的Cr平均价态来计算催化剂整体的Cr6+/Cr3+摩尔比分别为1.24、0.09、0.08、0.05、0.02。XPS给出的是催化剂表面信息,TPR给出的是催化剂整体信息,由于表面和体相的不一致,导致了Cr6+/Cr3+摩尔比不同。对于300℃焙烧的Cr2O3催化剂,TPR和XPS测得的Cr6+含量比较接近,这是由于催化剂中Cr6+含量较高的原因。然而,对于其他温度焙烧制备的催化剂,催化剂表面的Cr6+/Cr3+摩尔比(表2)明显高于整体的Cr6+/Cr3+摩尔比(TPR结果),这表明Cr6+主要分布在催化剂表面。图3B是不同焙烧温度Cr2O3催化剂经过N2-原位预处理的Cr2p的XPS谱图,可以看出Cr2O3催化剂表面的Cr(OH)3物种含量随着焙烧温度的升高并无明显的变化,因此可以排除催化剂暴露空气的影响。图3C是不同焙烧温度的Cr2O3催化剂反应后的XPS谱图,表3是根据图3C得到反应后的不同焙烧温度催化剂表面Cr物种的含量。可以看出反应后的催化剂表面的Cr6+/Cr3+摩尔比值明显下降,且反应后Cr2O3-300催化剂表面Cr6+的量明显下降,Cr3+的量明显提高。
图表编号 | XD0046532900 严禁用于非法目的 |
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绘制时间 | 2019.05.10 |
作者 | 董朝霞、宋通洋、鲁继青、谢冠群、罗孟飞 |
绘制单位 | 浙江师范大学物理化学研究所先进催化材料教育部重点实验室、浙江师范大学物理化学研究所先进催化材料教育部重点实验室、浙江师范大学物理化学研究所先进催化材料教育部重点实验室、浙江师范大学物理化学研究所先进催化材料教育部重点实验室、浙江师范大学物理化学研究所先进催化材料教育部重点实验室 |
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