Citation: Jun Yang, Yuxi Liu, Jiguang Deng, Xingtian Zhao, Kunfeng Zhang, Zhuo Han, Hongxing Dai. AgAuPd/meso-Co3O4:High-performance catalysts for methanol oxidation[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2019, 40(6): 837-848. doi: 10.1016/S1872-2067(18)63205-X
AgAuPd/meso-Co3O4高效甲醇氧化催化剂
广角度XRD结果表明,meso-Co3O4具有立方晶相结构.XRD谱中未检测到Ag,Au和Pd的衍射峰,系贵金属负载量低且均匀分散在载体表面所致.贵金属粒径为2.8-4.5nm.小角度XRD和TEM结果表明,meso-Co3O4具有有序介孔结构.从HAADF-STEM照片可以观察到,0.68 wt% Ag0.75Au1.14Pd/meso-Co3O4中的贵金属形成了Ag-Au-Pd合金.BET结果显示,所制得催化剂的比表面积为115-120m2/g,孔径为5.7-6.0nm,孔容为0.15-0.16cm3/g.XPS结果表明,贵金属与载体之间较强的相互作用使0.68 wt% Ag0.75Au1.14Pd/meso-Co3O4具有最低的表面Co3+/Co2+摩尔比,从而使该催化剂表面拥有更多的氧空位,有利于吸附和活化氧气,提高表面吸附氧浓度,从而提高催化活性.0.68 wt% Ag0.75Au1.14Pd/meso-Co3O4具有最低的还原温度(即最好的低温还原性),有利于催化活性的提高.因此,高分散的Ag0.75Au1.14Pd纳米粒子、高的吸附氧浓度、优良的低温还原性以及载体与Ag0.75Au1.14Pd粒子之间强的相互作用是0.68Ag0.75Au1.14Pd/meso-Co3O4具有最高催化活性(当空速为80000mL g–1 h–1时,T50%=100℃和T90%=112℃)的主要原因.在反应温度为110℃和空速为80000mL g–1 h–1的条件下,向反应体系中分别引入3.0 vol%水蒸气和5.0 vol%二氧化碳,甲醇转化率分别下降6.0%和7.0%;当切断水和二氧化碳后,甲醇转化率均恢复到在无水和二氧化碳时的数值.因此,水和二氧化碳对该催化剂的失活是可逆的.换句话说,0.68 wt% Ag0.75Au1.14Pd/meso-Co3O4具有优良的水热稳定性和抗二氧化碳中毒能力.
-
关键词:
- 挥发性有机物
- / 介孔四氧化三钴
- / 负载贵金属催化剂
- / AgAuPd合金纳米粒子
- / 甲醇氧化
English
AgAuPd/meso-Co3O4:High-performance catalysts for methanol oxidation
-
-
[1] L. A. Calzada, S. E. Collins, C. W. Han, V. Ortalan, R. Zanella, Appl. Catal. B, 2017, 207, 79-92.
-
[2] N. G. Patel, P. D. Patel, V. S. Vaishnav, Sens. Actuat. B, 2003, 96, 180-189.
-
[3] A. Mirzaei, S. G. Leonardi, G. Neri, Ceram. Int., 2016, 42, 15119-15141.
-
[4] W. L. Wang, Q. J. Meng, Y. H. Xue, X. L. Weng, P. F. Sun, Z. B. Wu, J. Catal., 2018, 366, 213-222.
-
[5] S. C. Kim, W. G. Shim, Appl. Catal. B, 2009, 92, 429-436.
-
[6] F. J. Maldonado-Hódar, C. Moreno-Castilla, A. F. Pérez-Cadenas, Appl. Catal. B, 2004, 54, 217-224.
-
[7] A. M. Sica, J. H. Z. D. Santos, I. M. Baibich, C. E. Gigola, J. Mol. Catal. A, 1999, 137, 287-295.
-
[8] K. Persson, L. D. Pfefferle, W. Schwartz, A. Ersson, S. G. Jaras, Appl. Catal. B, 2007, 74, 242-250.
-
[9] J. Q. Jiao, Y. C. Wei, Y. L. Zhao, Z. Zhao, A. J. Duan, J. Liu, Y. Y. Pang, J. M. Li, G. Y. Jiang, Y. J. Wang, Appl. Catal. B, 2017, 209, 228-239.
-
[10] Y. C. Wei, X. X. Wu, Y. L. Zhao, L. Wang, Z. Zhao, X. T. Huang, J. Liu, J. M. Li, Appl. Catal. B, 2018, 236, 445-457.
-
[11] J. Xiong, Q. Q. Wu, X. L. Mei, J. Liu, Y. C. Wei, Z. Zhao, D. Wu, J. M. Li, ACS Catal., 2018, 8, 7915-7930.
-
[12] Z. W. Wang, Y. X. Liu, T. Yang, J. G. Deng, S. H. Xie, H. X. Dai, Chin. J. Catal., 2017, 38, 207-216.
-
[13] S. H. Xie, J. G. Deng, S. M. Zang, H. G. Yang, G. S. Guo, H. Arandiyan, H. X. Dai, J. Catal., 2015, 322, 38-48.
-
[14] Y. Y. Guo, S. Zhang, J. Zhu, L. Q. Su, X. M. Xie, Z. Li, Appl. Surf. Sci., 2017, 416, 358-364.
-
[15] S. H. Xie, Y. X. Liu, J. G. Deng, S. M. Zang, Z. H. Zhang, H. Arandiyan, H. X. Dai, Environ. Sci. Technol., 2017, 51, 2271-2279.
-
[16] H. J. Sedjame, C. Fontaine, G. Lafaye, J. Barbier Jr., Appl. Catal. B, 2014, 144, 233-242.
-
[17] B. Rivas, J. I. Gutierrez-Ortiz, R. Lopez-Fonseca, J. R. Gonzalez-Velasco, Appl. Catal. A, 2006, 314, 54-63.
-
[18] K. Okumura, T. Kobayashi, H. Tanaka, M. Niwa, Appl. Catal. B, 2003, 44, 325-331.
-
[19] Y. Ren, Z. Ma, P. G. Bruce, Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 4909-4927.
-
[20] D. Gu, F. Schüth, Chem. Soc. Rev., 2014, 43, 313-344.
-
[21] Y. F. Wang, C. B. Zhang, F. D. Liu, H. He, Appl. Catal. B, 2013, 142-143, 72-79.
-
[22] X. M. Zhang, Y. Q. Deng, P. F. Tian, H. H. Shang, J. Xu, Y. F. Han, Appl. Catal. B, 2016, 191, 179-191.
-
[23] B. Y. Bai, J. H. Li, J. M. Hao, Appl. Catal. B, 2015, 164, 241-250.
-
[24] Q. Liu, L. C. Wang, M. Chen, Y. Cao, H. Y. He, K. N. Fan, J. Catal., 2009, 263, 104-113.
-
[25] Z. X. Wu, J. G. Deng, Y. X. Liu, S. H. Xie, Y. Jiang, X. T. Zhao, J. Yang, H. Arandiyan, G. S. Guo, H. X. Dai, J. Catal., 2015, 332, 13-24.
-
[26] Y. X. Liu, H. X. Dai, J. G. Deng, S. H. Xie, H. G. Yang, W. Tan, W. Han, Y. Jiang, G. S. Guo, J. Catal., 2014, 309, 408-418.
-
[27] Z. X. Wu, J. G. Deng, S. H. Xie, H. G. Yang, X. T. Zhao, K. F. Zhang, H. X. Lin, H. X. Dai, G. S. Guo, Microporous Mesoporous Mater., 2016, 224, 311-322.
-
[28] P. Xu, Z. X. Wu, J. G. Deng, Y. X. Liu, S. H. Xie, G. S. Guo, H. X. Dai, Chin. J. Catal., 2017, 38, 92-105.
-
[29] Y. S. Xia, H. X. Dai, H. Y. Jiang, J. G. Deng, H. He, C. T. Au, Environ. Sci. Technol., 2009, 43, 8355-8360.
-
[30] Y. S. Xia, H. X. Dai, L. Zhang, J. G. Deng, H. He, C. T. Au, Appl. Catal. B, 2010, 100, 229-237.
-
[31] F. Kleitz, S. H. Choi, R. Ryoo, Chem. Commun., 2003, 2136-2137.
-
[32] X. C. Zhang, J. Wang, L. C. Xuan, Z. B. Zhu, Q. J. Pan, K. Y. Shi, G. Zhang, J. Alloys Compd., 2018, 768, 190-197.
-
[33] S. Dubey, J. Kumar, A. Kumar, Y. C. Sharma, Adv. Powder Technol., 2018, 29, 2583-2590.
-
[34] S. R. Naik, A. V. Salker, S. M. Yusuf, S. S. Meena, J. Alloys Compd., 2013, 566, 54-61.
-
[35] C. V. Schenck, J. G. Dillard, J. W. Murray, J. Colloid Interface Sci., 1983, 95, 398-409.
-
[36] G. J. Zhang, Y. E. Wang, X. Wang, Y. Chen, Y. M. Zhou, Y. W. Tang, L. D. Lu, J. C. Bao, T. H. Lu, Appl. Catal. B, 2011, 102, 614-619.
-
[37] G. Corro, E. Vidal, S. Cebada, U. Pal, F. Banuelos, D. Vargas, E. Guilleminot, Appl. Catal. B, 2017, 216, 1-10.
-
[38] X. She, M. Flytzani-Stephanopoulos, J. Catal., 2006, 237, 79-93.
-
[39] A. K. Sinha, K. Suzuki, M. Takahara, H. Azuma, T. Nonaka, K. Fukumoto, Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, 2891-2894.
-
[40] K. R. Priolkar, P. Bera, P. R. Sarode, M. S. Hegde, S. Emura, R. Kumashiro, N. P. Lalla, Chem. Mater., 2002, 14, 2120-2128.
-
[41] H. Gabasch, K. Hayek, B. Klo1tzer, W. Unterberger, E. Kleimenov, D. Teschner, S. Zafeiratos, M. Halvecker, A. Knop-Gericke, R. Schlolg, B. Aszalos-Kiss, D. Zemlyanov, J. Phys. Chem. C, 2007, 111, 7957-7962.
-
[42] A. R. Belambe, R. Oukaci, J. G. Goodwin Jr., J. Catal., 1997, 166, 8-15.
-
[43] B. Solsona, T. E. Davies, T. Garcia, I. Vazquez, A. Dejoz, S. H. Taylor, Appl. Catal. B, 2008, 84, 176-184.
-
[44] K. D. Chen, S. B. Xie, A. T. Bell, E. Iglesia, J. Catal., 2001, 198, 232-242.
-
[45] H. X. Dai, A. T. Bell, E. Iglesia, J. Catal., 2004, 221, 491-499.
-
[46] Y. S. Xia, H. X. Dai, H. Y. Jiang, L. Zhang, J. G. Deng, Y. X. Liu, J. Hazard. Mater., 2011, 186, 84-91.
-
[47] Y. S. Xia, H. X. Dai, H. Y. Jiang, L. Zhang, Catal. Commun., 2010, 11, 1171-1175.
-
[48] Y. X. Liu, H. X. Dai, J. G. Deng, Y. C. Du, X. W. Li, Z. X. Zhao, Y. Wang, B. Z. Gao, H. G. Yang, Appl. Catal. B, 2013, 140-141, 493-505.
-
[49] N. Shimoda, S. Umehara, M. Kasahara, T. Hongoa, A. Yamazaki, S. Satokaw, Appl. Catal. A, 2015, 507, 56-64.
-
[50] Y. J. Luo, Y. H. Xiao, G. H. Cai, Y. Zheng, K. M. Wei, Fuel, 2012, 93, 533-538.
-
[51] S. H. Xie, H. X. Dai, J. G. Deng, Y. X. Liu, H. G. Yang, Y. Jiang, W. Tan, A. S. Ao, G. S. Guo, Nanoscale, 2013, 5, 11207-11219.
-
[52] S. H. Xie, Y. X. Liu, J. G. Deng, X. T. Zhao, J. Yang, K. F. Zhang, Z. Han, H. Arandiyan, H. X. Dai, Appl. Catal. B, 2017, 206, 221-232.
-
[53] X. Y. Li, Y. X. Liu, J. G. Deng, S. H. Xie, X. T. Zhao, Y. Zhang, K. F. Zhang, H. Arandiyan, G. S. Guo, H. X. Dai, Appl. Surf. Sci., 2017, 403, 590-600.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 5
- 文章访问数: 1773
- HTML全文浏览量: 127

下载: