Page 150 - 《精细化工》2023年第12期

·2692· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

图 2 Ni/CaO（a、b）和 Ni-Fe/CaO（c、d）在不同放大倍数下的 TEM 图及 Ni-Fe/CaO 高分辨 TEM 图（e）和 EDS 能
谱图（f~i）
Fig. 2 TEM images of Ni/CaO (a, b) and Ni-Fe/CaO (c, d) at different magnifications, high resolution TEM image of
Ni-Fe/CaO (e), and EDS spectra of Ni-Fe/CaO (f~i)

由图 2a 和 b 可见，Ni/CaO 中金属元素 Ni 有一 水反应生成了 Ca(OH) 2 ，部分 Ca(OH) 2 与 CO 2 反应
定的聚集；由图 2c 和 d 可见，Fe 掺杂后的 Ni-Fe/CaO 生成 CaCO 3 。催化剂制备过程中加入少量的硅溶胶，
2+
催化剂表面金属分散均匀，金属呈现出规则的形状， 硅溶胶水解生成的 SiO 2 会与 Ni 形成层状含 Ni 的
2+
没有大面积的聚集发生；由图 1e 可看出，掺杂 Fe 硅酸盐 [14] ，从而降低催化剂制备过程中 Ni 的损失，
后的样品中金属晶格条纹间距为 0.21 nm，证明 Fe 并未发现 Si 相关物质的晶相存在，可能是加入的硅
和 Ni 之间形成了合金 [16] 。由 EDS 能谱图（图 2f~i） 溶胶含量过少，未出现明显的衍射峰。
分析金属元素分布状态，能更直观观察催化剂的组 2.1.3 N 2 物理吸/脱附分析
成。从图 2f 可发现，Ni 元素均匀地分布在催化剂表 载体和催化剂样品的 N 2 物理吸-脱附等温线如
面，没有发现明显的聚集；由图 2g 可看出，Fe 元 图 4 所示。由图 4 可以看出，载体 CaO 具有Ⅳ型等
素均匀地分布在 Ni 元素周围；由图 2i 可看出，O 元 温线和 H4 回滞环，说明 CaO 具有层状结构堆积的
素含量相对较多，多于图 2h 中 Ca 元素含量，这也 狭缝孔结构。负载金属后催化剂具有Ⅳ型等温线，
证明载体中除了 CaO 的存在也有其他氧物质存在。 并未改变其介孔结构，说明其具有良好的催化性能；
2.1.2 XRD 分析 H3 型回滞曲线表明，催化剂具有较多的颗粒堆积形
为了进一步探究催化剂的体相结构，对 Fe 改性 成的狭缝孔 [17] 。

前后的样品进行了 XRD 表征，结果见图 3。

图 4 不同样品的 N 2 物理吸附-脱附等温线（插图为孔径

分布图）
图 3 Ni/CaO（a）和 Ni-Fe/CaO（b）的 XRD 谱图 Fig. 4 N 2 adsorption-desorption isotherms of different samples
Fig. 3 XRD patterns of Ni/CaO (a) and Ni-Fe/CaO (b) (Inset is pore size distribution)

从图 3 可以发现，掺杂 Fe 后，催化剂中载体的 不同样品的孔结构参数见表 1。从表 1 可以看
衍射峰变弱，Ni 位置的峰向角度偏小的位置偏移， 出，Ni 负载在 CaO 后，其比表面积增加了近 9 倍，

Jade 软件寻峰分析（PDF#38-0419），该位置为 FeNi 3 主要原因是负载金属后，CaO 载体的层状堆积狭缝
合金相，证实了 TEM 出现的不同晶格条纹的结果； 孔变成了颗粒粒子堆积狭缝孔，因此，CaO 负载金
但没有发现 Fe 氧化物晶相结构存在，可能是含量较 属后催化剂的比表面积提高。同时发现，金属负载
少，没有明显的衍射峰出现；同时，在所有样品中 后催化剂的孔径变小，孔体积变大，说明有部分 Ni
均没有发现 NiO 的衍射峰，说明催化剂还原效果较 进入到了 CaO 内部，并扩大孔体积，掺杂 Fe 后催
好；在样品中发现有 Ca(OH) 2 和 CaCO 3 的衍射峰， 化剂的比表面积下降，主要原因是掺杂 Fe 后占据了
主要是因为在制备催化剂过程中一部分载体 CaO 与 更多的表面位置，导致其比表面积降低。