Page 125 - 《精细化工》2020年第3期

第 3 期 谷荣彩，等: 逆 уCeO 2 /Cu χ Co 1–χ O δ 催化剂的制备及其 CO 催化氧化性能 ·543·

由表 2 可知，催化剂中 CeO 2 晶粒相对较小， 2.1.3 H 2 -TPR 测试
CuO 晶粒和 Co 3 O 4 晶粒相对较大，表明催化剂以逆 图 2 为不同 m(CuO):m(Co 3 O 4 )的 15% CeO 2 /
负载的形式存在。 Cu χ Co 1–χ O δ 催化剂的 H 2 -TPR 谱图。
2.1.2 BET 测试
不同 m(CuO)∶m(Co 3 O 4 )的 Cu χ Co 1–χ O δ 载体的物
化性质如表 3 所示。

表 3 Cu χ Co 1–χ O δ 载体的物化性质
Table 3 Physicochemical properties of Cu χ Co 1–χ O δ
m(CuO)∶ 比表面积/ 孔容积/
样品 2 3
m(Co 3O 4) （m /g） （cm /g）
CuO 1∶0 4.8 0.064
Cu 0.8Co 0.2O δ 0 . 8 ∶0.2 27.5 0.381

Cu 0.6Co 0.4O δ 0 . 6 ∶0.4 31.5 0.394
Cu 0.4Co 0.6O δ 0 . 4 ∶0.6 39.3 0.404 图 2 15% CeO 2 /Cu χ Co 1–χ O δ 催化剂的 H 2 -TPR 谱图
Fig. 2 H 2 -TPR patterns of 15% CeO 2 /Cu χ Co 1–χ O δ catalysts
Cu 0.2Co 0.8O δ 0 . 2 ∶0.8 55.3 0.421

Co 3O 4 0 ∶1.0 47.5 0.411
如图 2 所示，随载体中钴含量的增加，催化剂

的还原峰峰温先降低后升高，表明 CeO 2 与 Cu χ Co 1–χ
由表 3 可知，随载体中钴含量的增加，Cu χCo 1–χO δ [24]
O δ 间的相 互作用先增强后减弱 。 15% CeO 2 /
载体的比表面积和孔容积呈现先增加后降低的趋
Cu 0.2 Co 0.8 O δ 催化剂起始还原温度（164.4 ℃）最低，
势。这可能是因为 Co 3 O 4 本身具有相对较大的比表
面积和孔容积，铜钴固溶体的形成使表面元素的分 相互作用最强，还原性能最佳。CeO 2 与 Cu χ Co 1–χ O δ
的相互作用可以产生表面活性氧，促进 CO 的氧化
散度提高，粒径减小。样品 Cu 0.2 Co 0.8 O δ (δ=1.0~1.4) [25]
2
具有相对较大的比表面积（55.3 m /g）和孔容积 反应 。
3
（0.421 cm /g）。 结合 XRD 和 BET 结果可以得出，较高的分散
度、较高的比表面积和孔容积、较强的相互作用及
不同 m(CuO)∶m(Co 3O 4)的 15% CeO 2/Cu χCo 1–χO δ
较好的还原性能有助于 CO 氧化性能的提高。
催化剂的物化性质如表 4 所示。
2.1.4 CO 催化氧化活性
表 4 15% CeO 2 /Cu χ Co 1–χ O δ 催化剂的物化性质 不同 m(CuO)∶m(Co 3O 4)的 15% CeO 2/Cu χCo 1–χO δ
Table 4 Physicochemical properties of 15% CeO 2 /Cu χ Co 1–χ O δ 催化剂的 CO 催化氧化性能如图 3 所示。
catalysts
m(CuO)∶ 比表面积/ 孔容积/
催化剂编号
3
2
m(Co 3O 4) （m /g） （cm /g）
A 1.0∶0 27.2 0.103
B 0.8∶0.2 23.3 0.240
C 0.6∶0.4 27.5 0.273
D 0.4∶0.6 41.2 0.310
E 0.2∶0.8 58.9 0.356
F 0∶1.0 39.3 0.251

如表 4 所示，随载体中钴含量的增加，催化剂

的比表面积和孔容积呈现先增加后降低的趋势，这 图 3 15% CeO 2 /Cu χ Co 1–χ O δ 催化剂的 CO 催化氧化性能
与载体 Cu χ Co 1–χ O δ 的变 化趋 势一 致。 15% Fig. 3 Catalytic activities of 15% CeO 2 /Cu χ Co 1–χ O δ
catalysts in CO oxidation
CeO 2 /Cu 0.2 Co 0.8 O δ 催化剂具有最大的比表面积（58.9
3
2
m /g）和孔容积（0.356 cm /g）。 由图 3 可知，15% CeO 2 /Cu 0.2 Co 0.8 O δ 催化剂上
通过与 XRD 分析结果相比较可以得到，载体中 反应物转化率达到 100%时的温度（T 100 ）最低，催
CuO 与 Co 3 O 4 形成 Cu—O—Co 固溶体，有助于增加 化剂活性最高。逆负载型催化剂的活性与负载组分
[8]
载体的比表面积，利于 CeO 2 的高度分散，形成更多 和载体颗粒的尺寸密切相关 。小颗粒的负载组分
的两相接触界面，从而促进 CO 催化氧化反应的进 负载到大颗粒的载体上，可以产生更多的两相接触
行 [23,27] 。 界面，界面相互作用增强，催化剂活性提高。