金属有机框架衍生Co3O4在碳烟催化燃烧中应用

• 作者: 石永凯 汪炜 刘雅洁 刘嘉俊 王丽 郭耘
• 来源期刊: 稀有金属
• 关键词: ZIF-67 Co3O4 规则形貌 碳烟燃烧
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Papers
• 页码范围: 952-960
• 页数: 9页
• 分类号: TQ426
• 语种: 中文
• DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY19050013

摘要

以金属有机框架材料(ZIF-67)为前驱体,通过热解制备了具有规则形貌的四氧化三钴(Co3O4)催化剂,并以紧密接触状态下的碳烟催化燃烧为模型,测试了催化剂制备条件,如结晶时间和热解温度对碳烟催化燃烧性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和低温N2吸脱附实验发现400 ℃热解制备的Co3O4-400由细小纳米颗粒组成,呈现内部中空的规则多面体结构,有利于碳烟与催化剂接触;随着热解温度升高,催化剂的规则形貌被破坏,其中高温热解得到的Co3O4-700呈现大颗粒Co3O4杂乱排布.X射线光电子能谱(XPS)、氧气程序升温脱附(O2-TPD)与碳烟程序升温还原(Soot-TPR)表明Co3O4-400表面具有较多的Co3+-O物种和氧空穴,加速了氧气的吸附与活化;而过高的热解温度导致催化剂表面Co3+-O、氧空穴含量以及活性氧物种活化速率降低.Co3O4-400具有较好的碳烟脱除性能,达到碳烟转化率50％所对应的温度(T50)为362℃,CO2选择性为99.1％.