氧化铁在ZnO上分散的结构状态及其表征

采用（ＮＨ_４）_３［Ｆｅ（Ｃ_２Ｏ_４）_３］？ｘＨ_２Ｏ的水溶液含浸，Ｆｅ（ＮＯ_３）_３．９Ｈ_２Ｏ水溶液饱和浸渍（含浸）以及Ｆｅ（ＡｃＡｃ）_３的甲苯溶液热吸附三种方法制备了在ＺｎＯ上分散的氧化铁体系。用多种物理化学手段对用不同方法制备的分散体系进行了细致的表征，氧化铁在ＺｎＯ上形成单层分散是困难的。Ｆｅ~（３＋）一般进入到ＺｎＯ载体的表层，结构环境类似于ＺｎＦｅ_２Ｏ_４微晶中的Ｆｅ~（３＋），分散的Ｆｅ~（３＋）通常处于高自旋态，配位对称性并不是正交畸变。在ＺｎＯ上形成尖晶石的趋势最强。在亚单层铁含量范围内，通常形成表面ＺｎｘＦｅ_ｙＯ_ｚ。当铁含量超过单层阈值时，既生成ＺｎＦｅ_２Ｏ_４簇也有ＦｅＯ_ｘ簇存在。无论是ＦｅＯ_ｘ或ＺｎＦｅ_２Ｏ４簇还是表面的Ｚｎ_ｘＦｅ_ｙＯｚ，其Ｆｅ_（３＋）在实验温度范围内，很难被还原为零价铁，ＦｅＯ_ｘ较之Ｚｎ_ｘＦｅ_ｙＯ_ｚ物种难以还原且比体相ａ－Ｆｅ_２Ｏ_３中Ｆｅ~（３＋）要难还原得多。由热吸附法制得的ＦｅＯ_ｘ和ＺｎＦｅ_２Ｏ_４簇具有很低的催化活性，而由含浸法制得的表面Ｚｎ_ｘＦｅ_ｙＯｚ的反应性能有明显的改善。ＺｎＯ载体上不同含铁物种的反应性由Ｆｅ~（３＋）的还原性及是否存在活泼