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在我国经济快速发展的同时,能源被不断消耗,环境问题也不断凸显,在这种背景下,以煤或天然气为原料,经合成气制备低碳混合醇的研究受到越来越广泛的重视。在各种合成低碳醇催化剂体系中,Cu-Fe基催化剂以其温和的反应条件和良好的催化性能而倍受关注。然而,研究者大多围绕无定形Cu-Fe双金属复合氧化物的制备及应用开展研究,而具有Cu-Fe包覆形态的双金属核壳或类核壳结构的研究报道相对较少。 本论文从研究具有包覆或者径向梯度结构的催化剂的合成手段入手,系统考察了各种合成手段对产物结构的影响以及合成过程中的机理问题。同时,采用TEM、SEM、XRD、EDS等表征手段,研究了不同反应条件下对产物结构及组成的影响。本论文的研究工作主要包括以下几方面内容: (1)均匀沉淀法制备Cu-Fe核壳结构及其合成过程的机理研究。采用TEM、EDS、XRD等表征手段研究了不同合成阶段及制备条件下纺锤形结构颗粒的形貌、元素及物相组成。结果表明,核壳结构的形成过程是溶液中Fe3+、Cu2+先后沉淀生成α-Fe2O3和Cu2(OH)3NO3纳米带,后者与氨络合而后转化为更稳定的Cu(OH)2纳米片,Cu(OH)2纳米片再以α-Fe2O3为凝结核聚合,形成了纺锤形纳米核壳结构颗粒。 (2)梯度沉淀法在各种体系中应用所得产物的形貌及结构研究。通过三种反应体系的变化,考察了反应体系对产物结构和形貌的影响。①对于水相体系,产物形貌表明,经过分步沉淀老化的产物中大颗粒具有径向梯度结构,但是由于Cu,Fe离子水解速率的影响,颗粒的形貌并不好。通过在沉淀剂中添加NH3,大大改善了产物的形貌,得到了外层富Cu的四棱核桃结构颗粒。②对于乳液体系,环己烷/TX-100乳液体系以及甲苯/Span-80乳液体系中,通过直接间接的表征手段,证明乳液中的水池是一个一个被填满的,即产物并不具有梯度结构,乳液法不适合合成径向梯度结构。③对于微乳液体系,在环己烷/TX-100乳液体系以及甲苯/Span-80乳液体系中添加助表面活性剂后得到的微乳液体系中添加水,表现出了不同的水池长大行为。在甲苯/TX-100/正丁醇微乳液体系中进行梯度沉淀,在其中发现了球形的梯度结构颗粒,在环己烷/TX-100/正丁醇微乳液体系中得到了网络状产物,网络的节点处发现了类似的包覆结构。并且,在甲苯/TX-100/正丁醇体系中,梯度结构的形成与油/水比例亦有很大关系。