Page 113 - 《精细化工》2021年第6期

第 6 期 万梓玉，等: Co—N—C 催化剂的构筑及其在亚砜催化氢化中的应用 ·1175·

图 4 Co/CNAA-θ 催化剂的 XRD 谱图
Fig. 4 XRD patterns of Co/CNAA-θ catalysts

由图 4 发现，所有 Co/CNAA-θ 催化剂都在 2θ=
25.8°和 43.3°处显示出衍射峰，这与石墨碳的特征衍
射峰一致 [18] ，而且当热解温度升高到 900 ℃时，衍射
峰的强度明显增强，这说明热解温度的升高对催化剂
的石墨化程度起到促进作用。此外，在 Co/CNAA-800
中未观察到钴单质的特征衍射峰，这主要归因于 Co
NPs 较小的尺寸以及低的钴含量。而当热解温度升
高到 900 ℃时，在 2θ=44.2°、51.5°和 76.0°处可以
观察到 3 个特征衍射峰，它们分别对应于具有面心
立方（fcc）堆积的金属钴的(111)、(200)和(220)晶面 [19] ，
表明热解过程中钴离子被还原为钴单质并随温度的
升高而发生团聚，这与 TEM 的结果一致。
2.2.4 ICP-AES 分析
Co/CNAA-θ 催化剂中钴的负载量可通过原子
发射光谱的测量值计算得出。由 ICP-AES 测试结果
可知，Co/CNAA-700、Co/CNAA-800、Co/CNAA-900
和 Co/CNAA-1000 中钴 元素的质量 分数分别为

图 3 Co/CNAA-800 （ a ）、 Co/CNAA-900 （ b ）、 1.0%、1.1%、1.3%和 1.7%。随着热解温度的升高，
Co/CNAA-1000（c）的粒径分布图 催化剂中钴含量有明显的增加。这是因为温度越高，
Fig. 3 Particle size distribution of Co/CNAA-800 (a), 材料在热解过程中有机部分失重越多，从而相应增
Co/CNAA-900 (b) and Co/CNAA-1000 (c)
加了催化剂中的钴含量。
由图 2 可知，在 Co/CNAA-700 中未发现钴纳米 2.2.5 XPS 分析
Co/CNAA-900 的 XPS 全谱如 图 5 所示；
颗粒（Co NPs）的存在，而随着热解温度的升高，
Co/CNAA-θ 催化剂的 N 1s XPS 谱图如图 6 所示；
能够在 Co/CNAA-θ（θ=800、900、1000 ℃）催化剂
Co/CNAA-900 催化剂的 Co 2p3/2 谱图如图 7 所示。
中明显观察到 Co NPs，这说明在热解过程中钴离子

被还原并且发生团聚。值得注意的是，由 TEM 图可
以直观地看出，Co NPs 的粒径随热解温度升高而逐
渐变大，由粒径分布图可以进一步确认当热解温度
达到 1000 ℃时，Co NPs 发生团聚，平均粒径增长
到 93.88 nm，表明热解温度对 Co NPs 的形成和尺寸
分布有重要影响。Co-CNAA-900 样品的高分辨率透
射电子显微镜（HRTEM）图像显示出 0.266 nm 的
晶格间距，其对应金属钴的(111)晶面 [17] ，这表明在
热解过程中钴离子被还原成了钴单质。

2.2.3 XRD 分析 图 5 Co/CNAA-900 催化剂的 XPS 全谱
Co/CNAA-θ 的 XRD 谱图如图 4 所示。 Fig. 5 Full survey spectrum of Co/CNAA-900 catalyst