輝光放電等離子體處理載體和前驅體對費-托合成鈷基催化劑催化性能影響及作用機理研究.pdf

1、本論文以SiO2為載體，Pt為助劑，采用等體積浸漬法制備鈷基催化劑。在催化劑的制備過程中引入輝光放電等離子體技術替代傳統(tǒng)焙燒技術，以處理載體和催化劑前驅體硝酸鈷。本文主要從載體性質、鈷金屬分散度及還原度等方面，討論輝光放電等離子體技術對催化劑結構及費-托合成反應催化性能的影響，并采用理論計算的方式研究等離子體技術對催化劑表面催化性能的作用機理。具體研究工作如下：
　?。?）考察輝光放電等離子體處理對不同溫度熱處理的CoPt/SiO

2、2催化劑形貌和催化反應性能的影響。前驅體熱處理溫度分別為100℃、210℃、400℃，并對催化劑的結構、性質和催化性能進行表征和評價。結果表明，經過不同溫度熱處理后再進行等離子體處理的催化劑，其鈷分散度均高于熱處理樣品。費-托合成反應結果表明，等離子體處理的催化劑反應活性均明顯高于對應熱處理樣品，具有較好的低溫反應活性，其中100℃干燥后再等離子體處理的樣品活性最高。但是隨著熱處理溫度的升高，等離子體處理效果逐漸減弱。因此，等離子體處理

3、對硝酸鈷前驅體的分解過程有較大影響，催化劑的最佳前驅體熱處理溫度為100℃。
　　（2）采用輝光放電等離子體處理二氧化硅載體，考察其對對應鈷基催化劑形貌及催化反應性能的影響。以等離子體處理前后二氧化硅為載體，采用等容浸漬法制備鈷基催化劑。對干燥后的催化劑前驅體分別采用傳統(tǒng)焙燒和空氣氣氛輝光放電等離子體進行處理，得到負載型CoPt/SiO2催化劑。結果表明，等離子體場中高能電子轟擊載體及活性金屬物種表面原子，不僅影響了催化劑前驅體的

4、分解過程，提高鈷物種的分散度；而且使載體表面性質也發(fā)生了變化，進而影響到負載催化劑的結構和性能。結合載體等離子體修飾和鈷前驅體等離子體分解的催化劑具有最高的費-托合成反應活性。
　　（3）采用等離子體技術處理鈷基催化劑，一方面使催化劑前驅體得以分解，另一方面也可能造成催化劑表面缺陷。通過密度泛函理論計算，研究了面心立方(fcc)和六方(hcp)晶型鈷表面缺陷位的CO吸附及解離機理。以fcc-Co(111)和hcp-Co(101)表