TiN负载Co₃O₄纳米颗粒催化剂的费-托合成反应性能

摘要

采用水热法先合成了立方形的Co₃O₄纳米颗粒，再采用超声分散的方法以TiN为载体，制备了5%Co/TiN、10%Co/TiN、15%Co/TiN和20%Co/TiN 4个催化剂，并采用扫描透射电子显微镜（STEM）、X-射线粉末衍射（XRD）、X-光电子能谱（XPS）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、氮气物理吸附-脱附、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等多种表征方法对其结构和性能进行了分析.TEM和EDS元素面分布结果表明：Co₃O₄纳米颗粒大小均一，未因超声处理而发生明显变化，除20%Co/TiN催化剂有部分团聚现象外，Co₃O₄纳米颗粒都均匀地分散于其他3个催化剂表面.XPS和H₂-TPR表征说明钴物种与载体TiN之间存在较强的相互作用.费-托合成反应性能评价表明：催化反应的初始CO转化率、TOF和CTY值与钴负载量均呈线性关系.20%Co/TiN催化剂的初始CO转化率转化率最高，约为29.7%，但稳定性较差，在整个反应的过程中CO转化率不断减小，表明催化剂失活，主要由于其中钴金属的负载量相对较大，钴颗粒之间的距离较短，易于发生团聚.

关键词

费-托合成 / 钴基催化剂 / 四氧化三钴 / 氮化钛