《表3 纯Fe催化剂的TPH拟合》

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《助剂对铁基费托合成催化剂氧化行为的影响:H_2O作用的解读》

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为进一步探究H2O氧化过程对纯Fe催化剂中碳物种的影响规律，对纯Fe催化剂碳化5 h后的样品（Fe-C5）进行不同时间的H2O氧化处理，所得样品分别进行TPH表征，结果见图4，并将TPH谱图进行分峰拟合（表3），CH4峰的出峰温度代表碳物种的活泼程度（出峰温度越低，则碳物种越活泼），以CH4峰的面积代表碳物种的含量。由图4可知，催化剂均在270-390、420-455、480-680和600-700℃温度出现了CH4峰，这些峰可分别归属为单原子碳物种（α）、2-3原子聚合碳物种（β）、铁碳化合物（γ）和石墨碳（δ）的加氢过程[21]。表3拟合结果显示，经H2O氧化后样品的碳物种总量（所有CH4峰面积之和）显著下降，由Fe-C5样品的3.77×10-4降低到Fe-C5W0.5样品的1.46×10-4，这可能是由于在H2O氧化的过程中发生了反应（2），使得部分碳物种在H2O氧化过程中以CH4的形式被消耗，造成H2O氧化后样品中碳物种总量降低。同时可知，H2O氧化过程使得石墨碳的含量显著增加，由Fe-C5样品的8.43×10-7增加到Fe-C5W0.5样品的3.43×10-6，说明氧化过程使得催化剂中原来的碳物种石墨化程度增加，这与Raman表征结果一致，造成此现象的原因在于H2O氧化过程发生了反应（1），使得碳化铁中的碳物种向石墨碳转变。而H2O氧化时间的变化对石墨碳的相对含量体现出先增加后降低的复杂规律。由图4可知，随H2O氧化时间的延长，CH4初始出峰的温度逐渐升高，整体出峰温度亦向高温方向偏移，这说明H2O氧化过程在将催化剂中活泼程度较高的碳消除（反应(2）)的同时，也使剩余的碳物种石墨化程度增加，这种现象随H2O氧化处理时间的延长变得更加明显，最终使得其加氢消除所需温度逐渐升高。