Page 144 - 《精细化工》2022年第7期

·1430· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

的良好位点。Ru@Ni-NCNT/AC 中用于单原子限域
的 N 原子主要是吡啶—N。结合图 4b 局部纳米管的
EDS 元素分析结果，N 的摩尔分数为 3.05%，Ni 的
摩尔分数为 0.35%，比值接近 8∶1。

a—Ru 3p；b—Ni 2p

图 6 不同材料的 Ru 3p 和 Ni 2p XPS 谱图
Fig. 6 Ru 3p and Ni 2p XPS spectra of different materials

由图 6b 可见，催化剂经强酸酸洗后，表面 NiO

图 5 Ru@Ni-NCNT/AC 的 N 1s XPS 谱图 和 Ni 纳米 粒子均 被 腐蚀溶 解 去除。 因 此 ，
Fig. 5 N 1s XPS spectra of Ru@Ni-NCNT/AC Ni-NCNT/AC 的 XPS 谱图中在 854.5 eV 处的主峰可

由表 1 可知，吡啶—N 摩尔分数为 47.93%，可 归属于碳骨架中单原子 Ni 以 Ni—N x 构型形成的 Ni
以得到吡啶—N 与 Ni 的原子比接近 4∶1。ZHAO 的氧化态峰。Ru@Ni-NCNT/AC 中 Ni 元素 XPS 的
等 [17] 通过密度泛函理论（DFT）计算，证明了限域 主峰也仍未发生明显变化，说明单原子 Ni 在高温条
件下具有较高的热稳定性，吡啶—N 等 N 元素对 Ni
单原子 Ni 在 NCNT 骨架中最稳定的构型是 Ni—N 4
结构，这说明所制备的催化剂中单原子 Ni 主要以 单原子的限域作用较为牢固，可以保持较好的构型
Ni—N 4 的形式存在。 稳定性 [20] 。
2.3 XAFS 分析
表 1 Ru@Ni-NCNT/AC 的 N 1s XPS 谱图中主要氮种类 图 7 为单原子 Ni 催化剂的 XAFS 谱图。
的摩尔分数 由图 7a 可见，Ni-NCNT/AC 的吸收光谱的上升
Table 1 Molar fraction of main N species in XPS spectra
of N 1s for Ru@Ni-NCNT/AC 沿位置位于 Ni 箔和 NiO 样品光谱的上升沿之间，
0
表明 Ni-NCNT/AC 中 Ni 的平均氧化态在 Ni 和 Ni 2+
氮的种类 结合能/eV 摩尔分数/%
吡啶—N 398.7 47.93 之间。
吡咯—N 400.5 18.93
石墨—N 401.6 27.96
O—N 403.4 5.18

图 6 为 NiO、Ni-NCNT/AC 和 Ru@Ni-NCNT/AC
的 Ru 3p 和 Ni 2p 的 XPS 谱图。
由图 6a 可见，Ru@Ni-NCNT/AC 表面还原态钌
的结合能为 461.5 eV，低于 Ru@AC 表面还原态钌
的结合能（462.1 eV），说明金属单原子可进一步影
响表面负载贵金属的表面电荷性质 [19] 。