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·672·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

            术有很多，如：吸附、生物降解、等离子体技术、                             Nicolet 公司；GC-7900 型气相色谱仪，上海天美科
            光催化和催化氧化等          [3-7] 。其中，催化氧化法具有简              学仪器有限公司；GDYK-201S 室内空气甲醛测定
            便、高效、环境友好的特点，是众多学者特别关注                             仪，长春小天鹅仪器有限公司；催化评价装置，吉
            的空气净化技术        [8-9] 。目前，广泛用于甲醛氧化反应                林市科曼科技开发有限公司。
            中的催化剂有过渡金属氧化物（Mn、Ce、Co、Ni)                         1.2    方法
            和负载型贵金属催化剂（Au、Pt、Pd、Ag)                 [10-17] 。  1.2.1    载体 FeO x -T 的制备
                                            [15]       [18]        FeO x 的前驱体 Fe(OH) 3 参照文献[18]采用沉淀
            其中，负载型 Pt 基催化剂，如 Pt/TiO 2          、Pt/Fe 2 O 3  、
                    [19] 、Pt/NiO [20] 等在甲醛氧化反应中表现出优            法制备：将 112 g（0.28 mol）Fe(NO 3 ) 3 ·9H 2 O 溶于
            Pt/Al 2 O 3
            异的催化性能，室温下就可以将甲醛完全转化为                              100 mL 去离子水中，搅拌下用 0.44 mol/L 的 Na 2 CO 3
            CO 2 和 H 2 O。当前，如何能够结合载体选择和制备                      溶液滴定，pH 保持在 9，老化 1  h，过滤，洗涤，
            条件的优化，设计出性能更加优异的负载型 Pt 基催                          100  ℃空气氛围干燥 0.5 h，得到红棕色 Fe(OH) 3 粉
            化剂，进一步提高其甲醛低温催化氧化性能已成为                             末。将 Fe(OH) 3 分别在 100、200、300、400 和 500 ℃
            热点课题。                                              下热处理 1.5 h，制得载体 FeO x -T。
                 在各种催化氧化反应中，可还原的过渡金属氧                          1.2.2    Pt/FeO x -T 催化剂的制备
            化物 FeO x 被认为是最适合用来制备高效负载型 Pt                           Pt/FeO x -T 催化剂采用胶体沉积法        [18,24] 制备：在
            基催化剂的载体。Liu 等制备的 Pt/FeO x 与 An 等制                  充分搅拌氩气保护的条件下，将 27  mL（50  g/L）
            备的 Pt/Fe 2 O 3 催化剂分别在一氧化碳和甲醛的氧化                    NaOH 的乙二醇溶液逐滴加入到 60 mL（20 g/L）的
            反应中表现出较高的催化活性和稳定性                   [18,21] 。然而，   H 2 PtCl 6 ·6H 2 O 乙二醇溶液中，在 140 ℃加热 0.5 h，
            载体铁氧化物在构建高效的铂-载体界面和形成金                             得到黑色 Pt 胶体。将 Pt 胶体和载体 FeO x -T 在 80 ℃
            属与载体之间的相互作用过程中所起到的作用并不                             下充分搅拌过夜，完成沉积过程；过滤，洗涤，100 ℃
            清楚   [18,21] 。载体的性质直接影响着贵金属与载体之                    干燥 8 h 后得到棕色粉末。最后，将所得 Pt/FeO x-T 在
            间的相互作用以及贵金属催化剂的性能和稳定性                              O 2 体积分数为 20%的 O 2/Ar 氛围中，200 ℃热处理 2 h
            [22-23] ，因此，进一步研究载体 FeO x 在制备和催化过                  后得到棕色粉末状的最终产物。试样中 Pt 的理论负
                                                               载量为 1.5%（质量分数）。
            程中的作用对合理设计高效的 Pt 基催化剂具有重要
                                                               1.3    催化剂表征
            意义。
                                                                   气相色谱（GC）分析：TCD 检测器，TDX-1
                 研究 FeO x 载体在 Pt/FeO x 催化剂催化过程中的
                                                               色谱柱（3M），汽化温度 130 ℃，检测器温度 160 ℃，
            作用，需要在铂粒子性质不变的条件下对 FeO x 进行
                                                               柱温 150 ℃，进样量 0.6 mL；X 射线衍射（XRD）
            调变。因此，本研究首先采用共沉淀法制备 FeO x -T
                                                               分析：Cu 靶（K  射线，λ=0.14518 nm），Ni 滤波片，
            载体的前驱体 Fe(OH) 3 ，进行不同温度的热处理，
                                                               电压 40 kV，电流 30 mA，扫描速率为 10 (°)/min 的
            再制备出大致相同粒径尺寸的铂胶体粒子通过胶体
                                                               速率，扫描范围在 2θ=10~80°；红外光谱（FTIR）
            沉积法负载到 FeO x -T 载体上获得一系列 Pt/FeO x -T
                                                                                         –1
                                                               分析：扫描范围 4000~500 cm ；透射电镜（TEM）
            催化剂，应用于甲醛催化氧化反应，探讨 Pt/FeO x
                                                               分析：测试电压为 200 kV，样品在乙醇中超声分散
            催化剂在制备和催化过程中 FeO x 载体（结构、表面
                                                               10  min，悬浮液滴在碳膜覆盖的铜网上；催化剂的
            性质等）对催化性能的影响，进一步探讨载体在催
                                                               氧化还原性能（TPR）分析：试样 0.1  g，Ar 氛围
            化剂构建和反应中的作用。
                                                               （30 mL/min）200 ℃预处理 60  min，降温后，H 2
            1    实验部分                                          体积分数为 5%的 H 2 /Ar 氛围，处理温度 25~800 ℃，
                                                               TCD 检测记录数据。
            1.1    试剂与仪器                                       1.4    催化剂评价
                 硝酸铁、氢氧化钠、乙二醇，AR，天津市永大                             甲醛氧化反应的催化性能评价在固定床反应器
            化学试剂有限公司；碳酸钠，AR，天津市福晨化学                            中进行，流程简图如图 1 所示。
            试剂厂；氯铂酸，AR，国药集团试剂有限公司。                                 称取 0.1 g（粒径为 40~60 目）催化剂进行评价。
                 D/MAX2550 型 X 射线衍射仪，日本理学公司；                   反应气的组成为：HCHO 的体积分数为 0.00125%，
            电感耦合等离子体质谱仪 ICP-OES，美国安捷伦科                         O 2 的体积分数为 20%，N 2 为平衡气，混合气流速为：
            技公司；Tecnai  F20 型透射电子显微镜，美国 FEI                    100  mL/min，由质量流量计控制。将甲醛溶液（质
            公司；PCA-1200 型化学吸附仪，北京彼奥德公司；                        量分数 37%~38%）置于冰水浴中 N 2 吹扫得到气态
            AVATAR 370DTGS 型傅里叶变换红外光谱仪，美国                      甲醛，浓度由室内空气甲醛测定仪测定，生成气 CO 2
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