钌催化剂图
经高温石墨化了的活性炭比表面积、总孔体积和中孔孔体积都逐渐减小,活性炭表面含氧官能团受到严重的破坏。活性炭表面含氧官能团是某些金属离子的活性吸附位。因此,高温石墨化的活性炭还需进行氧化处理,以恢复石墨化活性炭的比表面积和孔结构,引入表面含氧官能团。
朱虹等通过对石墨化活性炭进行氧化处理,能在一定程度上恢复其比表面积和孔结构,随后进行的HNO3处理可以使石墨化活性炭表面的含氧基团增加,改善载体的浸润性能,有利于催化剂活性组分的负载和催化活性的提高。将改性后的石墨化活性炭用作载体,制备了高活性的氨合成催化剂。郑晓玲等发现活性炭载体经气相法氧化处理后,能够增大炭载体的比表面,改善炭载体孔结构,而且可以提高钌催化剂的热稳定性和氨合成催化活性。
El-Hendawy等用硝酸处理活性炭使活性炭的表面织构和吸附性能都得到了改善,并且处理后炭材料的织构参数依赖于炭的前驱体。韩文锋等进行的研究表明,用硝酸处理后的活性炭,表面的含氧官能团增多,表面的亲水性明显提高。毛树禄发现高温处理能使活性炭部分石墨化,但处理后活性炭的比表面和比孔容急骤下降。经过氧化扩孔处理,能使热处理活性炭的多孔性得到不同程度的恢复,而且处理活性炭的温度越高,以它作为载体的催化剂甲烷化程度就越低,氨合成活性越高。
Yu等研究了硝酸处理碳纳米管-堇青石钌基氨合成催化剂,适当的处理可以增加载体的表面积和孔径分布,使得氨合成活性提高了很多。对于氧化物载体,王建梅等研究表明:堇青石经硝酸处理后,Mg、Al离子溶出,载体表面酸性增强,并且随着酸处理强度的增加,表面酸性进一步增加,与未经酸处理的堇青石相比,总酸量可以多于一个数量级。同时酸处理条件对堇青石的表面织构也有较大的影响,如果用温和的酸处理条件并不能改变堇青石的孔结构以及比表面积,而苛刻的酸处理条件可以有效地提高堇青石的比表面积、比孔容积,改善堇青石的孔径分布。但是,酸处理并没有改变堇青石载体的物相结构。催化剂的活性随着堇青石载体的酸处理强度的增加而降低,即比表面积越大,表面酸性越强,催化剂的活性越低。