| 摘 要： | 近年来,设计和制备具有高活性和稳定性的异相催化剂成为国内外研究热点,其主要关注面分为以下3点1]:1)怎样设计活性位点高度分散的催化剂以达到最大限度利用材料资源的目的;2i)针对某一具体的工业过程,怎样在原子水平上调节活性位点的几何和电子状态,设计高选择性的催化剂;3)怎样提高活性位点的稳定性得到长期使用和循环的催化剂。材料的催化性能由它的电子结构决定,特别是表面和界面的电子结构。而电子结构又受材料的表面形态和活性位点的结构影响。因此,通过调节材料的纳米结构来组装电子结构,是设计高活性和选择性催化剂的有效方法 2]。LDH的二维层状结构被认为是设计吸附剂和催化剂材料的优选模板。其关键因素是LDH的MII和MIII阳离子是分布在一个统一的规整的羟基层中,而不是像阳离子那样成簇或成团。这一特征结构使得LDH成为具有特殊形貌和表面结构的活性位点高分散的纳米催化剂3]。本研究分别采用共沉淀法、静态尿素法和动态尿素法合成配比为4:1:1的Co Mn Al-LDH,并在500℃煅烧得到LDO。通过对比发现不同制备方法获得Co Mn Al-LDH/LDO在形貌、孔隙结构和组成上具有一定的差异性。从形貌来看,静态尿素法合成的LDH/LDO具有较大的片状结构,且堆积成簇;而动态尿素法得到层状化合物为大小均一(1.2μm)、分散较好的六边形片状结构;共沉淀法制备的LDH/LDO则为大小不均、团聚成大颗粒的片状结构。3种方法制备的LDH在500℃煅烧后均得到了尖晶石结构的混合金属氧化物,且煅烧后Co以+2和+3价形式存在,而Mn以+3和+4价形式存在。且在300~500℃范围内,随着煅烧温度的升高,材料中高价态的过渡金属含量增加。通过分析3种方法制备的LDO的比表面积和孔隙结构,发现受体系的均匀程度及成核和晶化速率的影响,3种材料按比表面积大小排列顺序为:动态尿素法(141.13 m2·g-1)共沉淀法(134.57 m2·g-1)静态尿素法(64.17m2·g-1),平均孔隙大小排列顺序为:共沉淀法(18.45 nm)静态尿素法(8.82 nm)动态尿素法(5.71nm)。共沉淀法制备的LDO以两端开口的圆柱形孔隙为主,而静态尿素法和动态尿素法制备的LDO以片层堆积的裂缝孔为主。以上结论为层状金属化合物晶粒结构和尺寸的可控性制备提供理论依据。
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