Page 226 - 《精细化工》2021年第7期

·1508· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

图 2e 为 4% Ru/CN-1000 的 TEM 图。由图 2e 可 Ru/CN-1000 的 TEM 结果相一致。
知， Ru 纳 米粒子平均 粒径为 3.03 nm，与 3%
Ru/CN-1000 催化剂相比，其粒径明显增大，这是由
于负载量的增加导致 Ru 纳米粒子部分发生团聚。
2.4 N 2 吸附-脱附分析
CN-1000 和 3% Ru/CN-1000 的 N 2 吸附-脱附
等温线见图 3。由图 3 可知，CN-1000 的等温吸
附-脱附曲线是典型的Ⅳ型等温线，表明 CN-1000
属于介孔材料。3% Ru/CN-1000 吸附-脱附等温线
与 CN-1000 形状相同，表明负载活性组分 Ru 后
载体 CN-1000 的孔道结构并没有发生明显的改
变。3% Ru/MC、3% Ru/CNT、3% Ru/AC、3% 图 4 CN-1000、3% Ru/CN-1000、3% Ru/AC、3% Ru/MC、
Ru/CN-1000、CN-1000 的比表面积（S BET ）、孔 3% Ru/CNT 的 XRD 谱图
Fig. 4 XRD patterns of CN-1000, 3% Ru/CN-1000, 3% Ru/AC,
体积（V p ）和平均孔径（D p ）见表 1。由表 1 可知， 3% Ru/MC and 3% Ru/CNT
CN-1000 的平均孔径为 12.1 nm，与合成过程中所
2.6 XPS 分析
用球型 SiO 2 模板剂粒径(10±5) nm 相一致。但 3% 采用 XPS 对不同炭化温度制备的 CN 负载 3%
2
Ru/MC-1000 比表面积由 CN-1000 的 147.2 m /g 降 Ru 催化剂进行了表征，见图 5。由 3% Ru/CN-θ 的
2
为 129.5 m /g，平均孔径略微增加，可能是 CN-1000 全谱图（图 5a）可清楚地看到，Ru 3p、O 1s、C 1s、
的部分微孔被 Ru 纳米粒子堵塞所导致的。 N 1s 峰，说明氮原子成功掺入了碳骨架中，其中 C

1s 的峰最强，这与元素分析结果相一致。对 CN 材
料中 N 1s 进行分峰拟合，根据结合能由低到高分
别为吡啶氮（约 398.0 eV）、吡咯氮（约 400.5 eV）、
石墨氮（约 401.0 eV）和高氧化态氮（404.0 eV 以
上） [23-24] ，根据峰强度可以计算各种类型氮的相对
含量，结果见表 2。

图 3 CN-1000 和 3% Ru/CN-1000 N 2 吸附-脱附等温线
Fig. 3 N 2 adsorption-desorption isotherms of CN-1000 and
3% Ru/CN-1000

表 1 不同催化剂的物理特性
Table 1 Physical properties of different catalysts
2
3
催化剂 S BET/(m /g) V p/(cm /g) D p/nm
3% Ru/MC 695.8 1.40 9.5
3% Ru/CNT 436.0 1.68 14.7
3% Ru/AC 823.1 0.18 4.5
3% Ru/CN-1000 129.5 0.36 13.3
CN-1000 147.2 0.36 12.1

2.5 XRD 分析
不同碳材料负载 3% Ru 催化剂的 XRD 谱图如
图 4 所示。由图 4 可知，所有样品在 2θ=23°和 43°
附近出现两个宽峰，分别对应石墨 (002)和(100)晶
面的特征衍射峰 [21] ，其中，(002)晶面峰强度较强，
这与拉曼光谱表征结果相一致。3% Ru/CN-1000 未
观察到 Ru 的特征衍射峰，说明金属 Ru 晶粒很小且
高 度分散 （ Ru 粒径 ≤ 4.0 nm ） [22] ，这 与 3%