Fe_(3)O_(4)晶体碳化过程中的晶面效应

在费托合成反应中,Fe基催化剂由于价格低廉、活性高、CH_(4)选择性低等多种优势,被广泛应用于大规模煤炭间接液化工业中。催化性能与催化剂颗粒尺寸、表面结构、成分构成等性质密切相关。还原碳化是铁基催化剂活化的关键步骤,本工作通过改变晶体生长条件,制备了暴露{111}晶面的不同尺寸的Fe_(3)O_(4)-O,以及尺寸接近的Fe_(3)O_(4)-O和暴露{110}晶面的Fe_(3)O_(4)-RD,探究Fe_(3)O_(4)晶粒尺寸以及暴露晶面对碳化过程的影响。结果表明,尺寸达到微米级的Fe_(3)O_(4)-O晶体比50 nm的晶体更难被碳化。利用原位XRD表征尺寸均为150 nm的Fe_(3)O_(4)-O和Fe_(3)O_(4)-RD晶体在还原碳化过程中的物相组成变化,结果显示,两种晶体的碳化速率不同,且可碳化上限不同,因此,晶面取向会影响还原碳化过程。使用TEM表征暴露不同晶面的Fe_(3)O_(4)碳化后的晶体结构,发现两种晶体的形貌均发生改变,形成核壳结构。