CeO_2掺杂RuO_2_Al_2O_3催化剂结构与湿式氧化降解苯(3)

No.5杨少霞等:CeO2掺杂RuO2 2ΧAl2O3催化剂结构与湿式氧化降解苯酚的活性研究　　　899

图3(A)为RuO2 22.可见两种催化剂的ΧAl2O3和RuO22CeO2 ΧAl2O3催化剂表面Ru3d的XPS谱图表面Ru3d的结合能峰约在28110eV,与RuO2的结合能一致[6],说明催化剂中Ru主要以RuO2形式存

在,这与XRD测定结果一致.图3(B)为两种催化剂表面O1s的XPS谱图.由图3(B)可见,O1s峰不对称,且较宽化.掺杂CeO2后,O1s峰的半峰宽从21014增加到21501eV,且略向高结合能方向移动,说明在催化剂表面存在不同形式的氧物种.活性组分的粒子尺寸较小,且热处理温度较低,故催化剂表面存在羟基氧.查标准XPS谱图,确认表面存在3种氧物种,依次为晶格氧、羟基氧和化学吸附氧[7]

.

Fig.3　XPSprofilesofRu3d(A)andO1s(B)ofCatalystsRuO2 Χ-Al2O3(a)andRuO2-CeO2 Χ-Al2O3(b)

对表面O1s峰进行分峰拟合,结果见表1.由表1,催化剂表面存在化学吸附氧,掺杂CeO2后,.,具有不饱和性质,表面存在氧空位,.当掺杂CeO2后,催化剂表面粒子分散性提高,,,氧空位增加,故掺杂CeO2后,,它的存在有利于氧和有机物

[8]

2后,RuO2 2ΧAl2O3催化剂的活性将会提高.

Tableoftypesofoxygenspeciesonthesurfaceofdifferentcatalysts

Eb eV

　　RuO2 2ΧAl2O3

　　RuO222CeO2 ΧAl2O3

Latticeoxygen

530151(7214%)530148(6113%)

Hydroxyoxygen532107(1015%)531185(1411%)

Chemisorbedoxygen533124(1711%)532186(2516%)

2.3　催化剂ESR结果

图4为RuO2 22.由图4可以看出,两种催化剂ΧAl2O3和RuO22CeO2

ΧAl2O3催化剂的ESR波谱图

均出现一条很宽的谱线,在宽谱上面叠有一条轴对称的谱线,g∥=21077,g⊥=11956,与文献[9,10]报道的氧空位的ESR信号一致,推测为O-2信号.这个ESR信号的产生是由于表面氧空位俘获了自由电子并束缚在周围,被捕获的电子易与表面吸附氧相互作用,形成了具有S=1 2的顺磁共振源,出现稳定的轴对称ESR信号.

.掺杂CeO2ESR谱(图4)也说明了催化剂表面存在氧空位,这在催化剂XPS的表征中已得到证实

-后,g∥峰相对强度增加,说明RuO222CeO2 ΧAl2O3催化剂表面O2的含量增加,这可能是由于掺杂

Fig.4　ESRspectraofcatalystsRuO2 Χ-Al2O3(A)andRuO2-CeO2 Χ-Al2O3(B)at85K

.加入CeO2后,表面氧空位增加,这有利于CeO2后,催化剂活性粒子尺寸减小,氧空位增加而造成的