輝光放電等離子體處理載體和前驅(qū)體對(duì)費(fèi)-托合成鈷基催化劑催化性能影響及作用機(jī)理研究.pdf

1、本論文以SiO2為載體，Pt為助劑，采用等體積浸漬法制備鈷基催化劑。在催化劑的制備過(guò)程中引入輝光放電等離子體技術(shù)替代傳統(tǒng)焙燒技術(shù)，以處理載體和催化劑前驅(qū)體硝酸鈷。本文主要從載體性質(zhì)、鈷金屬分散度及還原度等方面，討論輝光放電等離子體技術(shù)對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)及費(fèi)-托合成反應(yīng)催化性能的影響，并采用理論計(jì)算的方式研究等離子體技術(shù)對(duì)催化劑表面催化性能的作用機(jī)理。具體研究工作如下：
　?。?）考察輝光放電等離子體處理對(duì)不同溫度熱處理的CoPt/SiO

2、2催化劑形貌和催化反應(yīng)性能的影響。前驅(qū)體熱處理溫度分別為100℃、210℃、400℃，并對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和催化性能進(jìn)行表征和評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)不同溫度熱處理后再進(jìn)行等離子體處理的催化劑，其鈷分散度均高于熱處理樣品。費(fèi)-托合成反應(yīng)結(jié)果表明，等離子體處理的催化劑反應(yīng)活性均明顯高于對(duì)應(yīng)熱處理樣品，具有較好的低溫反應(yīng)活性，其中100℃干燥后再等離子體處理的樣品活性最高。但是隨著熱處理溫度的升高，等離子體處理效果逐漸減弱。因此，等離子體處理

3、對(duì)硝酸鈷前驅(qū)體的分解過(guò)程有較大影響，催化劑的最佳前驅(qū)體熱處理溫度為100℃。
　?。?）采用輝光放電等離子體處理二氧化硅載體，考察其對(duì)對(duì)應(yīng)鈷基催化劑形貌及催化反應(yīng)性能的影響。以等離子體處理前后二氧化硅為載體，采用等容浸漬法制備鈷基催化劑。對(duì)干燥后的催化劑前驅(qū)體分別采用傳統(tǒng)焙燒和空氣氣氛輝光放電等離子體進(jìn)行處理，得到負(fù)載型CoPt/SiO2催化劑。結(jié)果表明，等離子體場(chǎng)中高能電子轟擊載體及活性金屬物種表面原子，不僅影響了催化劑前驅(qū)體的

4、分解過(guò)程，提高鈷物種的分散度；而且使載體表面性質(zhì)也發(fā)生了變化，進(jìn)而影響到負(fù)載催化劑的結(jié)構(gòu)和性能。結(jié)合載體等離子體修飾和鈷前驅(qū)體等離子體分解的催化劑具有最高的費(fèi)-托合成反應(yīng)活性。
　?。?）采用等離子體技術(shù)處理鈷基催化劑，一方面使催化劑前驅(qū)體得以分解，另一方面也可能造成催化劑表面缺陷。通過(guò)密度泛函理論計(jì)算，研究了面心立方(fcc)和六方(hcp)晶型鈷表面缺陷位的CO吸附及解離機(jī)理。以fcc-Co(111)和hcp-Co(101)表