《表1 不同NiO掺杂量的VW/x Ni-Ti催化剂的表面积和TiO2 (101) 粒径》

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《负载型V_2O_5-WO_3/NiO-TiO_2脱硝催化剂上Ni组分的催化作用》

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图1为不同NiO掺杂量的VW/x Ni-Ti催化剂的XRD图谱。图谱中仅有Ti O2特征衍射峰，没有观察到V2O5和WO3特征衍射峰，表明VOx和WOx在催化剂表面高度分散[7-8]。VW/x Ni-Ti催化剂XRD图谱中，当NiO掺杂质量分数达到3.0%时，可见新增NiTiO3和Ni3V2O8衍射峰，说明催化剂上有NiTiO3和Ni3V2O8生成；同时没有观察到NiO、V2O5和WO3特征衍射峰，表明VOx和WOx在VW/Ni-Ti催化剂表面均匀分散。从图1可见，VW/Ti和VW/Ni-Ti催化剂中TiO2的（101）面对应的角度均为25.29°。根据研究，当金属离子进入到TiO2晶格中，会导致Ti O2衍射峰向低角度方向偏移[9]，与VW/Ti催化剂TiO2的（101）面对应角度相比，VW/Ni-Ti催化剂TiO2的（101）面对应角度未见偏移，说明TiO2维持了稳定的晶格结构，不存在由于其他元素进入晶格而导致晶格畸变的现象[7]。利用谢乐公式（式 （1）） 计算TiO2的（101）面粒径结果见表1。VW/Ti催化剂TiO2（101）粒径为19.51 nm，利用共沉淀法对其掺杂Ni组分，VW/1.0Ni-Ti、VW/3.0Ni-Ti和VW/5.0Ni-Ti催化剂Ti O2（101）粒径依次为19.25 nm、14.73 nm和14.73 nm。随Ni掺杂量增加，Ti O2粒径减小，表明NiO掺入到TiO2中能抑制其生长。原因为掺杂离子Ni2+（0.069 nm）的半径比Ti4+（0.061 nm）的半径要大，从而引起了偏析驱动能，使Ni2+很难稳定存在TiO2晶格中，而是以NiTiO3的形式析出，而NiTiO3对晶界和晶粒产生钉扎作用，阻碍了TiO2晶界移动，从而对TiO2的晶粒长大起到抑制作用。由表1中BET比表面积测试结果知，VW/Ti催化剂的比表面积为48.89 m2/g，掺杂Ni组分后，VW/1.0Ni-Ti、VW/3.0Ni-Ti和VW/5.0Ni-Ti催化剂比表面积分别为49.95 m2/g、56.59 m2/g和58.95 m2/g，VW/Ni-Ti催化剂的比表面积相较于VW/Ti催化剂的比表面积稍许增加，这是TiO2晶粒变小造成的。