三元铜催化剂中物相定性、定量分析检测方案(X射线衍射仪)

SSL-CA20-080Excellence in Science Excellence in ScienceXRD-029 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD. -Analytical Applications CenterEmail： sshzyan@shimadzu.com.cn Tel：86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn 三元铜催化剂 XRD 表征 XRD-029 摘要：甲基氯硅烷直接合成中，三元铜催化剂 (Cu、CuzO及 CuO) 因其高催化活性等优点获得了广泛使用，其组成比例与催化性能密切相关。本文使用岛津 XRD-7000测试了铜粉部分氧化法生产的三元铜催化剂，对得到的谱图进行了 Rietveld 精修，拟合结果良好， Rw，为3.8%，通过精修给出了三元铜中各物相的含量。这些结果对于三元铜催化剂的生产研发和质量控制有着重要意义。 关键词：铜基催化剂物相定量 XRD 甲基氯硅烷是合成素有“工业维生素”之称的有机硅产品最重要的单体材料，其中，二二甲基二氯硅烷[(CH3)2SiCl2， M2] 的需求量最大，约占有机硅行业单体产量的90%。大部分有机硅聚合物是以M2单体为原料所制聚的二甲基硅氧烷作为初级聚合物，再引入其他基团制得。 甲基氯硅烷生产主要采用直接合成法 (Rochow法)，，即利用一定粒度的硅粉与气态的氯甲烷接触，并利用催化剂在一定温度下进行反应催化，以得到甲基氯硅烷的目标产物。但 Rochow 法会伴随多种副反应，其反应产物组分比较复杂，因此催化剂在甲基氯硅烷合成反应中占有重要地位，不仅可以加快反应速 实验部分 1.1仪器 度、防止氯甲烷分解，而且可以通过不同催化剂的选择实现定向催化反应，提高目标产物的选择性和产率。 目前国内外应用最广泛的 Rochow 催化剂以三元铜催化剂 (Cu、Cu，O、CuO) 为主。 研究发现，，三元铜催化剂中 Cu、Cu，O及 Cuo三者间的协同作用是其优异催化性能的根本，因此保证铜粉的氧化程度是工艺中的操作难点，必须控制三元铜的合理组分才能保证催化性能。故而如何对三元铜中的组分进行精确表征亦尤为必要。 本文以某三元铜催化剂样品为例，利用岛津X射线衍射仪(XRD-7000)进行了测试，并利用 Rietveld精修对三元铜中各物相含量进行了精确定量。 1.2分析条件 表1测试参数 仪器：XRD-7000 发散狭缝：1° 激发源： CuKa，入=0.15406 nm 防散射狭缝：1° 单色化：石墨单色器 接收狭缝：0.3mm 管压/管流： 40kV /40 mA 步长/时间：0.02°/1.5s 扫描模式：步进扫描0/20 (Step-scan) 角度范围：25-110° 样品处理 样品无需前处理，取适量放置于铝制样品池，用玻璃板轻轻压平。 结果与讨论 3.1测试谱图 图1为该三元铜催化剂样品实测衍射谱图，衍射峰峰形尖锐，表明结晶良好。 2Theta(deg) 图1 三元铜催化剂样品衍射谱图 3.2物相定性分析 对照 ICDD-PDF卡片库进行检索匹配，对样品衍射谱图进行物相鉴定，结果如图2所示。 图2 三元铜催化剂样品物相鉴定结果 物相鉴定结果显示，该样品由 Cu，O、CuO和Cu等3种物相组成。 3.3物相定量分析 使用 MAUD 软件对上述数据进行 Rietveld 精修，依次调整标度因子、背景函数、晶格常数、峰形参数、原子坐标、温度因子等参数，使得计算谱与实测谱基本重合。图3给出了该三元铜催化剂样品的全谱拟合结果。可以看出，误差线较为平直，整体拟合较好(Rw=3.8%) 图3三三元铜催化剂样品 Rietveld 精修结果 精修完成后，由MAUD 软件直接读出各物相含量，结果见表 2。 表2三三元铜催化剂样品各物相含量 Cu CuO Cuz0 合计 三元铜催化剂样品 6.61% 25.28% 68.11% 100% 结论 本文使用岛津 XRD-7000 测试了铜粉部分氧化法生产的三元铜催化剂，进行了物相解析，样品中含有三种Cu 的化合物，对得到的谱图进行了 Rietveld 精修，拟合结果良好， Rw，为3.8%，通过精修给出了三元铜中各物相的含量。这些结果对于三元铜催化剂的生产研发和质量控制有着重要意义。 岛津应用云 本文使用岛津XRD-7000测试了铜粉部分氧化法生产的三元铜催化剂，进行了物相解析，样品中含有三种Cu的化合物，对得到的谱图进行了Rietveld精修，拟合结果良好，Rwp为3.8%，通过精修给出了三元铜中各物相的含量。这些结果对于三元铜催化剂的生产研发和质量控制有着重要意义。