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·1924· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

子所代替，而整体上保持 MoO 3 的片层结构。而非
拓扑变换指 MoO 3 的片层结构首先在较高温度下发
生断裂形成小颗粒，然后在被 CH 4 裂解产生的 C 原
子所插层碳化，最终形成小颗粒。此外，拓扑变换
是形成 α-MoC 1–x 相态的主要过程，而 β-Mo 2 C 的形
成过程主要是通过非拓扑变换碳化过程而形成。从
图 3b 与 c 的 SEM 和 TEM 图可以看到，金属 Pt 负
载后的碳化钼样品主要是呈现片状结构的堆积形
态。此结果也与 XRD 和 BET 结果一致。图 3b 可以
看出，负载 Pt 后，片状结构更加明显，且片的厚度
大约为 50 nm。尽管有一些团聚的各向同性颗粒共
存，但观察到许多片状颗粒，表明在渗碳过程中，
拓扑转变过程为主要过程。从图 3c 与 d 中可以发现，
碳化钼载体表面没有发现明显的 Pt 颗粒，说明 Pt
在碳化钼表面分散度较高。

a—β-Mo 2C；b—0.4Pt/Mo xC y；c—0.8Pt/Mo xC y；d—1.6Pt/Mo xC y
图 2 β-Mo 2 C 及不同 Pt 负载量 Pt/Mo x C y 的吸附-脱附等
温线
Fig. 2 Adsorption and desorption isotherms of β-Mo 2 C
and Pt/Mo x C y catalysts

台，表明其孔结构很不规整，甚至孔结构很少。图
2b、c、d（分别对应 0.4PtMo x C y 、0.8Pt/Mo x C y 、

1.6Pt/Mo x C y ）则属于 H1 型回滞环，吸附等温线上
有饱和吸附等温平台，反映出其孔径分布比较均匀， a—β-Mo 2C 的 SEM 图；b—1.6Pt/Mo xC y 的 SEM 图；c—1.6Pt/Mo xC y
的 TEM 图；d—1.6Pt/Mo xC y 的 HR-TEM 图
说明 Pt 负载后的碳化钼催化剂是一种介孔材料，其
图 3 β-Mo 2 C 及 1.6Pt/Mo x C y 催化剂的电镜图
孔径分布相对较窄（3.3~4.7 nm）。结合表 1 结果可发 Fig. 3 SEM and TEM images of β-Mo 2 C and Pt catalysts
现，相比于 β-Mo 2 C（15.06 nm），Pt 负载后的样品孔
2.4 XPS 表征
径明显小于 β-Mo 2 C 样品。由于 Pt 的加入使得 MoO 3
为了进一步考察 Pt 与碳化钼载体间的相互作
在更低的碳化还原温度下进行，阻止了样品内部离子
用，作者对 β-Mo 2 C 及 Pt/Mo x C y 样品中 Mo 与 Pt 原
的迁移，使得样品体相及表面的小孔得以保留，进一
子进行了 X 射线光电子能谱分析（XPS），结果见图 4。
步产生较大的比表面积。此外，较发达的孔道结构更
Mo3d 轨道分裂出 3d 5/2 和 3d 3/2 2 个轨道，具有
加有利于反应中电子的传输，从而提高反应活性。
双峰结构，峰面积比为 3∶2，能带结合能相差为
2.3 SEM 及 TEM 表征
3.13 eV [15] 。对于 Pt 负载的碳化钼样品观察到类似的
β-Mo 2 C 及 Pt/Mo x C y 〔n(Pt)∶n(Mo)=1.6∶ 98.4〕
Mo 3d XPS 光谱，结果见表 2。
催化剂的形貌、结构、组成见图 3。图 3a 为 β-Mo 2 C

的微观形貌整体和局部放大图。从图 3a 可以看出，
碳化钼呈现不规则的块状分布，粒径为 2~ 8 μm。从
图 3a 中嵌入的高倍 SEM 图像中可看出，每一个碳
化钼的体相内部是致密结构，此结构导致 β-Mo 2 C
催化剂的比表面积较低。另外，根据相变过程的空
间拓扑结构，氧化钼在碳化过程中的变化分成两种
类型：拓扑型变换与非拓扑型变化。在碳化钼形成
的过程中，拓扑型变换主要指氧化钼前驱体晶格中
的氧原子在较低温度下逐一被 CH 4 裂解产生的 C 原