基于Fe的纳米粒子在有序的半孔支上进行空间和尺寸选择性合成,作为氨分解的高度活跃和稳定的催化剂
An-Hui Lu1, Joerg-Joachim Nitz, Massimiliano Comotti
1Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, D-45470 Mülheim an der Ruhr, Germany. anhuilu@dlut.edu.cn
Journal of the American Chemical Society
|September 21, 2010
概括
在CMK-5碳上高度分散的氧化铁纳米颗粒显示出优异的氨分解活性. 这些支持的氧化铁 (γ-Fe(2) O(3)) 催化剂在高空间速度实现了完整的转换,性能优于基准.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 开发有效的氨分解催化剂对于能源和环境应用至关重要.
- 基于铁的纳米材料具有作为贵金属催化剂的成本有效替代品的潜力.
- 顺序的半孔碳为纳米粒子稳定和增强的催化性能提供了独特的支.
研究的目的:
- 在CMK-5碳和C/SBA-15复合材料上支持统一的γ-Fe(2) O(3) 纳米颗粒的合成和特征.
- 评估这些支持氨分解的氧化铁纳米材料的催化活性和稳定性.
- 研究支结构对纳米粒子分散,固定和催化性能的影响.
主要方法:
- 纳米粒子合成的浸和热处理.
- 使用X射线衍射 (XRD),Mössbauer光谱,X射线光电子光谱 (XPS),扫描电子显微镜 (SEM),传输电子显微镜 (TEM) 和吸附的表征.
- 在不同温度和空间速度下测试氨的分解活性.
主要成果:
- 均的,高度分散的γ-Fe(2) O(3) 纳米粒子 (∼6 nm) 在中孔支体内成功固定.
- Fe(2) O(3) /CMK-5表现出异常的氨分解活性,在700°C和高太空速度 (60,000cm3g) -1h-1时实现完全转化.
- 铁2O3/CMK-5在600°C保持20小时的完整转换,空间速度为7500cm3g-1h-1.1.
- 与CMK-5相比,在C/SBA-15上的γ-Fe(2) O(3) 纳米颗粒显示出更好的结构稳定性,但活性较低.
- 碳层的存在对于增强催化活性至关重要.
结论:
- 顺序的中孔碳支有效地固定γ-Fe(2) O(3) 纳米粒子,防止烧结和增强催化活性.
- 2O3/CMK-5是氨分解的高度活性和稳定的催化剂,性能优于基准催化剂.
- 碳-复合材料支提供了更好的长期稳定性,由于纳米粒子在壁上固定.


