超临界干燥与常压干燥法制备的硅气凝胶：催化性能对比研究

本文主要探讨了硅气凝胶的制备方法以及其在甲烷部分氧化反应中的应用，具体聚焦于2012年的一项研究。该研究采用了两种不同的制备技术：超临界干燥（SCD）法和常压干燥（APD）法，以二氧化硅为主要原料。通过这些方法制得的二氧化硅气凝胶，其理化性能得到了详细表征。 SCD法制备的二氧化硅气凝胶表现出较高的比表面积，达到1016 m2/g，其孔径主要分布在14.5 nm的范围，拥有更广泛的孔径分布和更多的较大孔，这有利于提高催化剂的活性和选择性。相比之下，APD法制备的气凝胶虽然比表面积稍低，为846 m2/g，其最可几孔径位于11.5 nm，孔径分布和大孔数量相对较少。 文章使用了低温物理吸附脱附法、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)等现代分析技术，对这两种气凝胶的微观结构和性能进行了深入分析。这些技术能够揭示气凝胶的孔隙结构、表面性质以及催化活性的关键因素。 在催化剂载体的应用方面，文中提到将这两种二氧化硅气凝胶用于负载硝酸银催化剂，通过浸渍法制备的负载催化剂中，硝酸银以极微小的颗粒形式均匀分散在气凝胶上，提高了催化剂的稳定性。在甲烷部分氧化(CPOM)反应中，以SCD和APD法制备的气凝胶作为载体，虽然二氧化碳和氢气的选择性相近，但在甲烷转化率上却存在明显差异，这可能与气凝胶的孔结构和活性位点有关。 这篇文章不仅介绍了硅气凝胶的制备工艺，还展示了其在实际催化反应中的性能优化策略，对于理解气凝胶在能源转换领域，特别是催化领域的潜在应用具有重要意义。同时，它也提示了研究人员在设计和优化催化剂载体时，需充分考虑气凝胶的孔径分布和表面特性对其催化性能的影响。