Page 128 - 《精细化工》2022年第12期

·2494· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

粒径分布（图 1b），可得 Pd 粒子的平均粒径为
0.7 nm，高分辨电镜图（图 1a 内插图）可以证明 Pd
没有团聚。
ICP-OES 结果表明，Pd 亚纳米簇@SiO 2 中 Pd
的质量分数为 4%（以催化剂总质量为基准）。高的
负载量可以增加活性位点密度、提高催化剂的质量
比活性、保证催化剂的使用寿命和再生循环。在高
负载量下保证 Pd 亚纳米簇不团聚，有助于充分发挥
Pd 亚纳米簇的催化性能。
将所制备的 Pd 亚纳米簇@SiO 2 进行 XRD 表征，
以探究材料的晶体性质以及尺寸特征，结果如图 2
所示。

图 2 Pd 亚纳米簇@SiO 2 的 XRD 谱图
Fig. 2 XRD pattern of subnano-Pd@SiO 2

由图 2 可以看出，在 2θ=15°~35°内有宽峰，为
[11] 。在 2θ=40.1°、46.6°与 68.1°处的峰
无定型 SiO 2
为立方晶型 Pd 的特征峰，对应 Pd 的 JCPDS 卡片号
46-1043，说明 PdO 前体被充分还原为金属 Pd。Pd
亚纳米簇@SiO 2 中 Pd 的特征峰非常弱，说明 Pd 的
尺寸非常小，这与 TEM 中观察到的 Pd 是亚纳米簇
的结果相符。
为了探究材料的表面元素组成与价态，对 Pd
亚纳米簇@SiO 2 进行了 XPS 表征，结果见图 3。由
图 3a 可见，在宽谱扫描中可以看到 Si、C、Pd 与 O
元素的存在。在 Pd 的窄谱中（图 3b），在结合能 335.5
与 340.7 eV 处的两个峰分别归属于 Pd 3d 5/2 与 Pd

3d 3/2 ，这说明 PdO 前体在 5% H 2 /N 2 、400 ℃的还原 a—宽谱；b—Pd 窄谱；c—Si 窄谱；d—O 窄谱
条件下被充分还原为金属 Pd，这与 XRD 结果一致。 图 3 Pd 亚纳米簇@SiO 2 的 XPS 谱图
Fig. 3 XPS spectra of subnano-Pd@SiO 2
在 Si 的窄谱中（图 3c），在结合能 103.2 eV 处的峰
归属于 SiO 2 中的 Si 2p。在 O 的窄谱中（图 3d），在 图 4 是 Pd 亚纳米簇@SiO 2 的 N 2 吸附-脱附等温
结合能 532.6 eV 处的峰归属于 SiO 2 中的 O 1s。 线与孔径分布曲线。如图 4a 所示，N 2 吸附-脱附等
为了探究所制备的材料在催化反应中的应用 温线属于第Ⅳ类，并且在低压区有明显的突增，说
性，对 Pd 亚纳米簇@SiO 2 材料进行了 N 2 吸附-脱附 明材料具有介孔及微孔结构 [12] 。然而，根据 TEM（图
表征，以获得材料的比表面积、孔容与孔径。结果 1），并未观察到 Pd 亚纳米簇@SiO 2 上有介孔的存
2
显示，Pd 亚纳米簇@SiO 2 的比表面积为 213 m /g， 在，所以推测介孔性质可能来自于载体 SiO 2 颗粒间
3
孔容为 0.58 cm /g。 的空隙，即堆积孔。图 4b 为 Pd 亚纳米簇@SiO 2 在