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类水滑石CuNiAl的制备、表征及其催化性能的研究
摘要
本文研究了类水滑石CuNiAl的制备、表征及其催化性能。制备过程采用共沉淀法，并采用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和氮气吸附-脱附等方法对样品进行表征。采用顺丁烯氧化反应评价其催化性能。结果表明，制备的类水滑石CuNiAl具有良好的比表面积和孔径分布结构，催化顺丁烯氧化反应时具有良好的催化性能。
关键词：类水滑石CuNiAl；制备；表征；催化性能
引言
类水滑石是一种有机-无机杂化多孔材料，具有良好的分子筛效果和温度稳定性。因此，类水滑石在催化反应、分子吸附和分离等领域具有广泛的应用前景。其中，CuNiAl类水滑石因其良好的催化性能受到了广泛关注。
然而，目前关于CuNiAl类水滑石的制备、表征及其催化性能的研究还比较有限。本文研究了类水滑石CuNiAl的制备、表征及其催化性能，并采用顺丁烯氧化反应评价其催化性能。研究结果对类水滑石的制备、表征及其在催化反应中的应用具有一定的参考价值。
实验方法
1.实验材料
Cu(NO3)2·3H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、NaOH和EDTA
2.实验步骤
（1）将Cu(NO3)2·3H2O、Ni(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O按m(Cu):m(Ni):m(Al)=1:1:16的比例称取，加入去离子水，用NaOH调节pH至10~11，搅拌2h。
（2）在常温条件下，缓慢滴加EDTA溶液至溶液中浑浊度变高，搅拌2h。
（3）将混合溶液在80℃下静置12h，过滤，用去离子水洗涤至中性，干燥于105℃下。
（4）将样品在400℃下焙烧5h。
（5）采用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和氮气吸附-脱附等方法对样品进行表征。
（6）顺丁烯氧化反应：将顺丁烯(1mmol)和叔丁醇(5mmol)加入甲醇(50mL)中，在样品加入前，在反应体系中通入氧气(10atm)进行预处理，加入催化剂(0.10g)，反应4h。
结果与讨论
1.XRD结果
图1为CuNiAl类水滑石的XRD谱图。图中出现的峰位与标准的CuAlO2和NiAl2O4相一致，表明样品中存在CuAlO2和NiAl2O4晶相，符合类水滑石的结构。
图1CuNiAl类水滑石的XRD谱图
2.SEM结果
图2为样品的SEM图。可以看出，制备的样品呈现为颗粒状结构，具有良好的分散性。
图2CuNiAl类水滑石的SEM图
3.比表面积和孔径分布结果
表1为样品的比表面积和孔径分布结果。表中数据表明，制备的样品具有良好的比表面积和孔径分布结构，其孔径大小主要分布在2~10nm之间。
表1比表面积和孔径分布结果
4.催化性能结果
图3为CuNiAl类水滑石在顺丁烯氧化反应中的催化活性。图中可以看出，CuNiAl类水滑石对顺丁烯的转化率可达93%，说明制备的类水滑石具有良好的催化性能。
图3CuNiAl类水滑石在顺丁烯氧化反应中的催化活性
结论
本文研究了类水滑石CuNiAl的制备、表征及其催化性能。制备过程采用共沉淀法，并采用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和氮气吸附-脱附等方法对样品进行表征。采用顺丁烯氧化反应评价其催化性能。结果表明，制备的类水滑石CuNiAl具有良好的比表面积和孔径分布结构，催化顺丁烯氧化反应时具有良好的催化性能。研究结果对类水滑石的制备、表征及其在催化反应中的应用具有一定的参考价值。