《表3 基于Cu2p3/2XPS拟合结果的反应前后催化剂表面Cu物种组成》

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《碳球表面缺陷密度对其负载铜催化剂甲醇氧化羰基化反应性能的影响》


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由表征分析可知,Cu/CS催化剂的织构性质基本相同,但由于CS载体表面缺陷密度不同,导致催化剂表面Cu物种的分散度、颗粒尺寸和价态分布各不相同,而甲醇氧化羰基化反应活性与Cu物种的分散和价态分布密切相关。Cu/CS催化剂在反应2~10h内STYDMC、CCH3OH和SDMC的平均值以及表面Cu物种的平均粒径(dCu)、比表面积(SCu)和分散度(DCu)如表2所示。由表2和XPS表征结果可知,随着Cu物种颗粒尺寸减小,Cu的比表面积和分散度逐渐增大,活性物种(Cu++Cu0)含量也不断增大,催化剂的STYDMC和CCH3OH随之提高。3种催化剂中Cu/CS-1的dCu(4.1nm)最小,SCu (42.9m2/g)和DCu (63.2%)均为最大,活性物种 (Cu++Cu0)含量(45.7%)也最高(表3),其STYDMC和CCH3OH分别为276.6mg/(gcat·h)和3.43%,高于其他催化剂。综上所述,Cu/CS-1活性最高的原因是催化剂中Cu物种分散度最高,且活性物种(Cu++Cu0)含量最高,暴露的有效活性位最多。