擬薄水鋁石結(jié)構(gòu)分析

1、五、結(jié)構(gòu)分析將所得產(chǎn)品進(jìn)行紅外，熱重，xrd進(jìn)行表征。(1)、紅外分析以KBr為背景，所制得的薄水鋁石和丫-三氧化二鋁進(jìn)行紅外分析，的如下圖:1、擬薄水鋁石3000cm 1左右出現(xiàn)一-1 ,1630cm處的吸收峰2、丫-三氧化二鋁如圖可以看到，在紅外光譜圖中，3400cm1附近有一寬峰，同時(shí)在肩峰，其分別為結(jié)合水的羥基對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰和反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰。在為吸附水與結(jié)合水的羥基彎曲振動(dòng)，1100cm1處的吸收峰歸屬于 5 0鍵的伸縮振動(dòng)，表明試樣中有甲醇?xì)埩?。同時(shí)在指紋區(qū)中可以看到，在480cm1和600cm1附近出現(xiàn)兩個(gè)相互部分重疊的峰，是由A10在610cm1附近的伸縮振動(dòng)峰和 AlO鍵在4

2、78cm1處的彎曲振動(dòng)峰重疊 寬化而成，這是由于甲醇分散并洗滌擬薄水鋁石使其結(jié)晶度降低?？傊屑t外分析得出的結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)果類(lèi)似，特征峰相同，表明成功制備了擬薄水鋁石。1640cm-1左右處的吸收峰歸屬于 HH600處的吸收峰為 A10鍵在610 cm-13500cm1左右的吸收峰歸屬于羥基的伸縮振動(dòng),O健的彎曲振動(dòng)，說(shuō)明yAl 2。中有大量的吸附水;附近的伸縮振動(dòng)峰和該鍵在 478cm-1處的彎曲振動(dòng)峰重疊寬化而成。(2)擬薄水鋁石熱重分析國(guó)運(yùn).4.2o.a.64,2og.6a4， ， ，6.6.6.& &5.5 50.5-010020C300400500600溫度-C由上圖可知，在溫度為

3、 50-100攝氏度范圍內(nèi)，DTA圖出現(xiàn)了第一個(gè)峰谷，隨后電壓歲 溫度升高，同時(shí) TGA圖出現(xiàn)下滑，質(zhì)量百分比下降，此時(shí)應(yīng)該是非結(jié)合水(表面吸附水)12的蒸發(fā)引起質(zhì)量下降。從300c開(kāi)始左右開(kāi)始，電壓升高緩慢，DTA圖慢慢出現(xiàn)波峰，到450- 500 C,電壓開(kāi)始下降。同時(shí)在300c到500c之間，TGA圖出現(xiàn)下坡，質(zhì)量百分比急劇下降， 這一段過(guò)程為擬薄水鋁石中結(jié)合水的丟失過(guò)程，同時(shí)生成三氧化鋁。500 c后，質(zhì)量百分比趨于穩(wěn)定，從熱重圖中可以知道，由擬薄水鋁石制取 yAl 2。的最佳煨燒溫度為450-500 C。 同相關(guān)文獻(xiàn)中的結(jié)果相同。xrd分析1、擬薄水鋁石(jade擬合后)MTnata

4、ir(-FnoHY.IJwui-E一由文獻(xiàn)得到圖中前四個(gè)峰的峰類(lèi)型分別為：（020）、（120）、（140）,由jade擬合得到的峰類(lèi)型為（020）、（120）、（031）,可能不同制備條件，晶型有差別。且當(dāng)晶粒較大時(shí)， 其XRD譜圖將在4555范圍內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)峰（分別為（051）和（200）晶面的特征峰）和 兩個(gè)弱峰，隨著晶粒度逐漸變小兩個(gè)強(qiáng)峰逐漸靠攏，兩個(gè)小峰也逐漸變?nèi)?，?dāng)粒度小于10nm時(shí)兩個(gè)強(qiáng)峰合為一個(gè)峰，當(dāng)粒度小到5nm時(shí)兩個(gè)小峰消失.而在 xrd圖中4555只出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)峰，表明所得產(chǎn)品的晶粒度應(yīng)該小于5nm下面通過(guò)晶粒度的計(jì)算來(lái)驗(yàn)證。晶粒度計(jì)算掃描時(shí)，輻射源 Cu/K“1,入=0.

5、154,056,nm，掃描步長(zhǎng) 0.02 ,2。從 5 至U 80.06 ; 根據(jù)Scherrer公式（D = K入/ Bcos。）計(jì)算樣品的平均晶粒度.其中： D為平均晶粒度； K為形狀因子，K=0.89;入為X-射線波長(zhǎng)，入=0.154,056,nm ; B為半高寬對(duì)應(yīng)的弧度大 ??；0為布拉格衍射角。由jade擬合并計(jì)算晶粒度和結(jié)晶度：擬合圖形并搜索符合產(chǎn)品峰型的標(biāo)準(zhǔn)卡片得較符合的為Y-AlOOH,所以制得的產(chǎn)品很可能為此種晶型。計(jì)算晶粒度和結(jié)晶度為：2-Thetad(A)FWHMXS(A)crystallinity/%13.968(0.058)6.3349(0.0527)2.265(0.

6、089)35(2)72.5228.579(0.060)3.1208(0.0129)2.653(0.107)31(2)67.8438.842(0.076)2.3166(0.0088)1.635(0.169)52(6)91.4949.350(0.047)1.8451(0.0033)1.983(0.063)44(2)68.15求得的晶粒度分別為 3.5、3.1、5.2nm,均小于10nm,說(shuō)明制得的產(chǎn)品為擬薄水鋁石, 不是薄水鋁石（晶粒度大于50nm）。同時(shí)由表中晶粒度可發(fā)現(xiàn)，隨著半峰寬的減小，晶粒度成增大趨勢(shì)，主要是因?yàn)榫Я５牧捷^小時(shí)，不能再近似看成具有無(wú)限多晶面的理想晶體， 對(duì)X射線的彌散現(xiàn)象

7、就較嚴(yán)重，表現(xiàn)在峰強(qiáng)變?nèi)酰遄儗挕?、yAl 2O3實(shí)驗(yàn)測(cè)得圖為：（直線位置為標(biāo)準(zhǔn) yAl2O3的峰位置）10MKM4SECI-5Z 2 1 :LLS_.、=文獻(xiàn)圖為：（截圖）41性，3y 一人1=9, “佯* X口口寸告尸:1.9r 3|3M希Ctr烏 of 丁八1 衛(wèi) Of 事wnpjQr用jade計(jì)算晶粒度和結(jié)晶度得：2-Thetad(A)FWHMXS(A)crystallinity/%46.279(0.036)1.9602(0.0029)1.990(0.094)4344.5166.894(0.048)1.3975(0.0018)2.119(0.078)4555.49由圖可見(jiàn)，式樣具有典

8、型的三個(gè)峰，與標(biāo)準(zhǔn)譜圖相比，兩個(gè)強(qiáng)峰（400）、（440）較吻合，（220）、（311）、（222）三個(gè)峰可能由于測(cè)量環(huán)境、產(chǎn)品純度等影響重疊為一個(gè)寬峰。同 時(shí)與查得文獻(xiàn)中的 xrd圖對(duì)比，譜圖相似度很高，但是由于試樣的顆粒較細(xì)，其衍射峰明顯寬化且彌散。通過(guò)計(jì)算晶粒度，得到其平均晶粒度在 3nm左右，晶粒度很小，同較大的半峰寬相對(duì)應(yīng)。a -Al 203求四個(gè)最強(qiáng)峰的晶粒度得:峰半峰寬20D/晶粒度 J_10.1827825.5725244.09373 20.192435.1541242.8499330.1972343.3563742.8807140.2431557.5033336.86543通

9、過(guò)以上計(jì)算結(jié)果可知，在三種物質(zhì)中，a-Al 203得晶粒度最大，平均在41nm左右。晶粒度越大，比表面積越小，催化性能也相應(yīng)比較差，所以一般用yAl 203作催化劑。六、思考題1、為什么KBr 需要保持干燥？答：因?yàn)槿绻鸎Br 受潮， 水就會(huì)被帶入檢測(cè)系統(tǒng)中，而紅外光譜中會(huì)有羥基的吸收峰， 所以水中的羥基會(huì)影響譜圖的解讀。2、如何通過(guò)TG-DTA判斷制備丫 -Al 2Q催化劑的焙燒溫度？答：如前面的分析一樣，從擬薄水鋁石的 TG 圖中可以看到兩次質(zhì)量的急劇減少，同時(shí)DTA圖出現(xiàn)峰，而第一次質(zhì)量減少主要是擬薄水鋁石中吸附水的蒸發(fā)，后一次是結(jié)晶水的去除，所以第二次質(zhì)量減少的末端溫度就是制備丫-Al

10、 2O3催化劑的焙燒溫度，本實(shí)驗(yàn)中得到這個(gè)溫度為 450-500 。如何計(jì)算晶粒度的大??？答：原理：根據(jù) Scherrer公式（D = K入/ Bcos 0 ）計(jì)算，D為平均晶粒度；K為形狀因 子，K- 0.89;入為X-射線波長(zhǎng)，入=0.154,056,nm ; B為半高寬對(duì)應(yīng)的弧度大小；0 為布拉格衍射角。方法： 用 jade 直接全峰擬合，并直接讀出晶粒度； 或用 origin 進(jìn)行高斯或洛倫茲擬合， 讀 出半峰寬和布拉格衍射角，帶入Scherrer 公式就可求出。參考文獻(xiàn)：【 1 】 揭嘉，王玉林，楊運(yùn)泉，包建國(guó)，劉文英，李國(guó)龍. 大孔體積、超高比表面積y Al 2O3 的制備與表征 J. 石油化工， 2008， 5【2】 隋寶寬，劉文潔，楊剛，王剛 . 溫度對(duì)擬薄水鋁石性能的影響J. 遼寧：工業(yè)催化， 2012，