文献类型：期刊文献

中文题名：氮气吸附等温线分析PFSA/SiO2复合催化剂孔结构

作者：袁海宽[1,2];马晓华[1];许振良[1]

机构：[1]华东理工大学化学工程研究所,膜科学与工程研发中心,上海200237;[2]浙江工业大学化学工程与材料学院,杭州310014

年份：2011

卷号：41

期号：6

起止页码：1094

中文期刊名：中国科学：化学

外文期刊名：SCIENTIA SINICA Chimica

收录：CSTPCD;;北大核心:【北大核心2008】；CSCD:【CSCD2011_2012】；PubMed;

语种：中文

中文关键词：孔结构;PFSA/SiO2复合催化剂;吸附-脱附等温线;吸附滞后;t曲线

摘要：采用溶胶-凝胶法制备了全氟磺酸/二氧化硅(PFSA/SiO2)复合催化剂.调整PFSA与TEOS的配比,可制得不同PFSA负载量的复合催化剂.将PFSA含量分别为5%,13%,20%和40%的催化剂记为PFSA-5,PFSA-13,PFSA-20和PFSA-40.四种催化剂的等温线均属于Ⅳ型等温线,PFSA-5,PFSA-13和PFSA-20催化剂属H1型滞后环,而PFSA-40催化剂属H2型滞后环.采用BET法确定比表面积,BJH法计算孔径分布.结果显示,在PFSA/SiO2催化剂内形成了较为发达的圆柱状中孔,且分布较为均一.随着催化剂内PFSA负载量的增大,表面积和孔容逐渐减小.PFSA-40催化剂的表面积和孔容急剧降低,主要是由于过多的PFSA负载量使SiO2孔网络的连续性受到破坏,或部分孔道被堵塞所造成的.总的来说,高度分散和多孔的结构使催化剂的比表面积增大,提高了活性中心的可接近程度,同时也降低催化剂的成本.中孔材料的吸附脱附等温线中存在吸附滞后,滞后环的形状反映了孔结构类型.PFSA-5,PFSA-13和PFSA-20催化剂的吸附滞后环属于H1型,一般由大小均一且形状规则的孔造成.而PFSA-40催化剂的滞后环变成了H2型,催化剂内形成具有瓶颈状的圆柱状孔,且分布不均一.采用对比曲线法(t曲线)可修正由BJH方法得到的PFSA/SiO2催化剂的孔径分布.PFSA-5,PFSA-13和PFSA-20催化剂的t曲线有三个阶段构成,分别命名为Stage A,StageB,Stage C.Stage A,孔壁内N2多层吸附;StageC,N2外表面吸附;StageB中,PFSA-5,PFSA-13和PFSA-20催化剂的t曲线非常陡,表明孔内毛细管凝聚的发生,同时也预示中孔结构形成.PFSA-40催化剂的t曲线StageB的水平偏离表明其内有微孔存在,即PFSA-40催化剂内部并不是分布均一的中孔,这与氮气吸附滞后的分析结果相一致.另外,t曲线的微分形状与多孔材料的孔径分布非常相似,能定性反映PFSA/SiO2催化剂的孔径分布.PFSA-5,PFSA-13和PFSA-20催化剂的微分曲线在t=0.6～1.0nm存在较为尖锐的峰,意味着均一孔结构的形成.PFSA-40催化剂的微分曲线上所形成的峰并不明显,表明PFSA-40催化剂具有较宽的孔径分布,与吸附滞后的分析结果一致.因此,使用t曲线及其微分曲线来分析PFSA/SiO2催化剂的孔径分布是对BJH法很好的补充.