不同形貌Co_3O_4的控制合成及其催化氧化甲苯性能

作者：张雪葳; 张婉璐; 牛晓宇^*; 朱宇君^*

来源：黑龙江大学自然科学学报, 2023, 1-8.

DOI：10.13482/j.issn1001-7011.2022.10.122

• 催化氧化
• 尖晶石Co_3O_4催化剂
• 形貌调控
• 甲苯消除

采用溶剂热方法控制合成了一系列具有球状、蝴蝶结状和块状的Co3O4催化剂,并评价其催化氧化消除甲苯的性能。通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)、H2程序升温还原、(H2-temperature programmed reduction,H2-TPR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)等方法表征了这些催化剂的结构和表面性质,探讨其形貌结构与活性的关系。研究结果表明,在质量体积空速为40 000 mL·g-1·h-1的条件下,所制备的具有不同形貌的三种催化剂中,球状Co3O4催化剂活性最佳,可以在246℃时使甲苯达到90%的转化(T90),而蝴蝶结状和块状催化剂催化甲苯转化的T90分别为250和263℃。而且球状Co3O4催化剂在250℃时,甲苯转化率可以在12 h内保持稳定。表征结果表明,在三种同为尖晶石相的Co3O4催化剂中,球状样品表面的Co3+和晶格氧含量最高,且其氧化能力最强,这可能是该样品具有优异催化氧化甲苯活性的原因。

• 单位
  材料学院; 黑龙江大学