Page 160 - 《精细化工》2023年第3期

·616· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

2 结果与讨论 图 3b 证明。
通过 BET 方程计算样品的比表面积，用密度泛
2.1 催化剂的表征 函理论（DFT）方法得到样品的孔体积和平均孔径，
2.1.1 催化剂的 SEM 分析 结果见表 1。
图 2 为两种催化剂的 SEM 图。
表 1 催化剂的织构参数
Table 1 Catalyst texture parameters
2
3
比表面积/(m /g) 孔体积/(cm /g) 平均孔径/nm
Co 催化剂 26.4 0.05 6.1
Mn 催化剂 13.9 0.04 4.9

由表 1 可知，与 Mn 催化剂相比，Co 催化剂孔
a—Co 催化剂；b—Mn 催化剂 体积和孔径偏大，比表面积也更大，可能是催化剂
图 2 催化剂的 SEM 图 [11]
Fig. 2 SEM images of catalysts 制备过程中 Mn 组分堆叠造成孔道部分堵塞 。据
文献报道 [12] ，在制备催化剂时 Mn 离子的耐高温性
由图 2 可知，两种催化剂表面光滑，呈现立体 能不佳，在溶液中会出现循环性能较差的情况。因
多孔结构，丰富的孔隙结构将为活性组分提供充足 此，其比表面积也较 Co 催化剂下降很多，与表 1
的接触面积，促进反应物转化和目标产物生成。 结果一致。催化剂颗粒形貌和活性组分的分布是影
2.1.2 催化剂的结构性质分析 响催化效果的重要因素。Co 催化剂和 Mn 催化剂的
图 3 为 Co 催化剂和 Mn 催化剂的 N 2 吸附-脱附 孔径均在 5 nm 附近处有较明显的分布，表明本文制
等温曲线和孔径分布图。 得催化剂具有发达的孔隙结构，与图 2 表征结果一

致。YIN 等 [13] 研究表明，催化剂发达的孔隙结构更
有利于活性中心的暴露，因此，氧分子更容易进入催
化剂孔道与活性中心过渡金属结合而促进氧化反应。
2.1.3 催化剂的 XRD 分析
图 4 为催化剂的 XRD 谱图。

图 4 催化剂的 XRD 谱图
Fig. 4 XRD patterns of catalysts

由图 4 可见，经标准卡片比对，在 2θ=10.22°、
13.48°、14.02°、29.70°、34.84°为 C 4 H 6 CoO 4 〔乙酸

图 3 催化剂的 N 2 吸附-脱附等温线（a）及孔径分布（b） 钴(Ⅱ)盐〕的特征衍射峰。在 2θ=10.72°、13.80°、
Fig. 3 N 2 adsorption-desorption isotherms (a) and pore 19.92°、22.18°、29.08°为 C 4 H 6 MnO 4 〔乙酸锰(Ⅱ)
size distribution (b) of catalysts
盐〕的特征衍射峰。两种催化剂的衍射峰尖锐且强
由图 3a 可知，Co 催化剂和 Mn 催化剂的 N 2 吸 烈，呈现了良好的结晶态，Co 催化剂的衍射峰强度
附-脱附等温曲线出现闭合回线，均为 IUPAC 分类 更强，表明其晶粒生长更加完整，具有更好的结晶
标准中的第Ⅳ型，说明两种催化剂均为介孔结构。 度。由于催化剂按固相机理形成，当催化剂结晶度
等温线在相对压力接近 1.0 的尾部呈明显陡峭且等 更好时，平均粒径随之增大，更有利于活性中心的
温线整体狭长，说明催化剂孔分布较宽。此结论可由 暴露 [14] 。