专业的氧化物厂家采用乙醇溶液浸渍法来制备金属Cu 高度分散的 Cu/MgO-Al 2 O 3 催化剂。 在保证 Cu 具有相似分散度的前提下, 通过分别调变 Cu 负载量和MgO-Al 2 O 3 复合氧化物载体中 Mg/Al 比例两种方式来考察碱中心与金属中心的比例对催化剂甘油氢解活性的影响, 以期揭示载体表面碱性对甘油氢解反应速率促进作用的本质。
为了制备具有相似分散度的 Cu 催化剂以及更好地比较氧化物载体碱性对甘油氢解活性的影响, 我们首先需要得到比表面积相似且碱性可调的 MgO-Al 2 O 3 复合氧化物。 在这里, MgO-Al 2 O 3 复合氧化物(Mg/Al 原子比分别为 1/1, 3/1 以及 4/1)通过合成结构均一的镁铝水滑石前体来进行制备 [19] 。作为对比, 纯的MgO 和Al 2 O 3 载体也通过相同的方法制备得到。
如表 1 所示, Al 2 O 3 与以上三种 MgO-Al 2 O 3 复合氧化物具有相似的比表面积(309~384 m 2 /g), 而 MgO 的比表面积仅约为它们的一半(163 m 2 /g)。 这表明在 MgO-Al 2 O 3 复合氧化物中Al 2 O 3组分起到了支撑复合氧化物结构、分散 MgO 的作用。
在另一方面, 根据CO 2 程序升温脱附实验的结果, Al 2 O 3 表面没有明显的中等强度的碱性位, 而随着MgO-Al 2 O 3 复合氧化物中Mg/Al比例的提高, 载体表面的碱性位密度逐渐增加。 至载体为纯的 MgO 时, 载体表面的碱性位密度达到峰值(5。8 µmol/m 2 )。
载体碱性位密度随载体中Mg/Al 比例的变化规律表明 MgO-Al 2 O 3 复合氧化物的碱性位主要来自于 MgO 组分的贡献, 即与 Mg 2+ 键连的O 2- 具有 Lewis 碱的性质 [20] 。 特别的, Di Cosimo 等发现将适量金属 Cu 引入 MgO-Al 2 O 3 复合氧化物的表面不影响氧化物表面的碱性位 [21] 。 因此, Cu/MgO-Al 2 O 3 催化剂与其载体具有相似的碱性位密度, 这有助于定量调控Cu/MgO-Al 2 O 3 催化剂的碱性位密度。