Page 144 - 《精细化工》2022年第7期
P. 144

·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] 。
   139   140   141   142   143   144   145   146   147   148   149