Fe2O3的表征及其催化2,4-甲苯二氨基甲酸甲酯分解反應(yīng)性能

趙 茜， 崔雪霞， 王桂榮， 趙新強(qiáng)， 王延吉

(河北工業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院，天津 300130)

甲苯二異氰酸酯是重要的有機(jī)合成中間體，是合成聚氨酯的重要原料。目前，工業(yè)上生產(chǎn)甲苯二異氰酸酯采用光氣法，但該工藝以光氣為原料，毒性大、污染重，副產(chǎn)物HCl腐蝕設(shè)備，因此光氣法將被逐步淘汰。非光氣法[1]合成甲苯二異氰酸酯，如：氧化羰基化法[2]、還原羰基化法[3]、碳酸酯法[4-5]、尿素法[6]等，均有大量文獻(xiàn)報道。其中，碳酸酯法和尿素法的工業(yè)化潛力很大，其合成過程均由兩步完成：(1)合成甲苯二氨基甲酸酯；(2)甲苯二氨基甲酸酯分解得到甲苯二異氰酸酯[7]。

由于甲苯二異氰酸酯分子中含有化學(xué)性質(zhì)活潑的-NCO基團(tuán)，易發(fā)生副反應(yīng)，給氨基甲酸酯熱解生成異氰酸酯反應(yīng)帶來了很大挑戰(zhàn)[8]。甲苯二氨基甲酸酯分解反應(yīng)可以氣相進(jìn)行，也可以液相進(jìn)行。氣相反應(yīng)溫度較高[9]，易發(fā)生副反應(yīng)；液相反應(yīng)溫度要低得多。為有效抑制副反應(yīng)，液相反應(yīng)需選擇適宜催化劑以提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間。文獻(xiàn)[10-12]表明，芳香基氨基甲酸酯催化分解制備相應(yīng)異氰酸酯的催化劑主要有金屬單質(zhì)及其氧化物、金屬有機(jī)鹽等。其中Fe2O3催化分解甲苯二氨基甲酸甲酯，可以獲得較高的甲苯二異氰酸酯收率[12]；而且，F(xiàn)e2O3價格便宜、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、反應(yīng)后易于分離、重復(fù)使用性好[12]。因此從經(jīng)濟(jì)上考慮，F(xiàn)e2O3具有很大的研究和使用價值。

筆者對不同的Fe2O3催化劑進(jìn)行多種表征，分析其結(jié)構(gòu)特征，比較不同F(xiàn)e2O3對TDC液相分解制備TDI反應(yīng)的催化性能，并結(jié)合表征結(jié)果分析影響催化劑性能的因素。

1 實驗部分

1.1 原料與試劑

2，4-甲苯二氨基甲酸甲酯(TDC)，自制[12]；鄰苯二甲酸二辛酯，AR，天津博迪化工股份有限公司產(chǎn)品；無水乙醇、無定形SiO2、Fe(NO3)3·9H2O，AR，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司產(chǎn)品；色譜甲醇，天津康科德科技有限公司產(chǎn)品；FeCl3·6H2O，AR，天津市福晨化學(xué)試劑廠產(chǎn)品；晶體SiO2，AR，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所產(chǎn)品。

1.2 催化劑的制備

(1)市售Fe2O3(未處理)，記為Fe2O3-0。

(2)均勻沉淀法制備Fe2O3[13]：將一定量FeCl3·6H2O 加入到適量的蒸餾水中，配成Fe3+濃度為0.2 mol/L的溶液，加入尿素，溶解，其中Fe3+與尿素的摩爾比為1∶3，在95 ℃反應(yīng)4 h，反應(yīng)所得溶液經(jīng)過靜置老化、離心、洗滌，粗產(chǎn)物在100 ℃烘箱烘干，最后在300 ℃下焙燒3 h，即得到α-Fe2O3，記為Fe2O3-1。

(3)溶膠-凝膠法制備Fe2O3[14]：將一定量的FeCl3·6H2O溶解于適量的蒸餾水中，室溫下攪拌，緩慢滴加10 mL乙二醇，并繼續(xù)攪拌1 h，得到紅色透明的懸浮液，再向溶液中逐滴加入1 mol/L的NaOH溶液至pH=9，在攪拌條件下老化6 h后于110 ℃的烘箱中干燥，得到的干凝膠用蒸餾水、乙醇洗滌后，60 ℃下干燥12 h，即得到Fe2O3，記為Fe2O3-2。

(5)Fe2O3-1和SiO2雙組分催化劑的制備

①直接混合型：按質(zhì)量比6∶4分別稱取Fe2O3-1與無定型SiO2、晶體SiO2-1000分別進(jìn)行物理混合，得到Fe2O3-1+SiO2(無定型)和Fe2O3-1+SiO2-1000(晶體)雙組分混合型催化劑。

②復(fù)合型：在制備Fe2O3-1過程中加入無定型SiO2、晶體SiO2-1000。將一定量的FeCl3·6H2O加入到適量的蒸餾水中，配成Fe3+濃度為0.2 mol/L的溶液，再加入尿素使其溶解，其中Fe3+與尿素摩爾比為1∶3，然后按Fe2O3-1和SiO2質(zhì)量比為 6∶4 分別加入無定型SiO2或晶體SiO2-1000，在 95 ℃ 反應(yīng)4 h，反應(yīng)液經(jīng)靜置老化、離心、洗滌，粗產(chǎn)物在100 ℃烘箱烘干，最后在300 ℃下煅燒3 h得到含有Fe2O3-1及SiO2的復(fù)合型催化劑。分別記為Fe2O3-1-SiO2(無定型)和Fe2O3-1-SiO2-1000(晶體)。

1.3 表征方法

采用美國Micromeritics Auto Chem-2920型化學(xué)吸附儀進(jìn)行NH3-TPD測試。測定條件：He氣流量為50 mL/min；升溫速率為10 ℃/min；溫度范圍為25～600 ℃。使用美國Micromeritics公司的ASAP 2020 M+C型吸附儀，對催化劑進(jìn)行氮氣低溫物理吸附，測定催化劑的比表面積(BET)和孔結(jié)構(gòu)。采用Rigaku D/Max-2500型X射線衍射儀(XRD)測定催化劑的晶相結(jié)構(gòu)。測定條件：Cu靶，石墨單色濾光片；工作電壓為40 kV；電流為100 mA；掃描范圍為10°～70°；連續(xù)掃描方式，掃描速率為12°/min。采用德國Bruker公司的VECTOR 22傅里葉紅外光譜分析儀對催化劑樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)和基團(tuán)的分析(FTIR)。儀器分辨率為4 cm-1；掃描速率0.2 cm/s；掃描次數(shù)10；波數(shù)范圍4000～400 cm-1。

1.4 催化劑中雜質(zhì)含量測定

催化劑中雜質(zhì)含量采用兩種方法測定：ICP間接法和直接法。ICP間接測定法是采用Perkin Elmer公司的Opfima 7300V型等離子發(fā)射光譜(ICP-OES)測定Fe2O3的含量，從而計算雜質(zhì)的含量。直接測定方法是：取10 g的Fe2O3-0樣品置于500 mL燒杯中，加入200 mL體積分?jǐn)?shù)為50%的稀鹽酸，加熱到80～90 ℃使Fe2O3的溶解，約2 h后冷卻靜置，將上層清液取出后繼續(xù)加入稀鹽酸重復(fù)上述過程。經(jīng)過2次溶解后將其中未溶解的固體洗滌、過濾后，400 ℃焙燒1 h，稱量得到雜質(zhì)的質(zhì)量。

1.5 TDC分解反應(yīng)實驗

TDC分解合成TDI反應(yīng)式如(1)～(2)所示。

(1)

(2)

前期工作中[12]已考察了Zn、ZnO、SiO2、Al2O3、Fe3O4、Pb3O4以及Fe2O3等多種外購催化劑對TDC分解反應(yīng)的催化性能，表明Fe2O3對TDC分解反應(yīng)有較好催化活性。借鑒前期優(yōu)化結(jié)果，TDC分解反應(yīng)條件：以鄰苯二甲酸二辛酯為溶劑，TDC質(zhì)量濃度為2.38×10-2g/mL，催化劑質(zhì)量濃度為8.52×10-3g/mL，反應(yīng)溫度為240 ℃，反應(yīng)壓力為7.33 kPa，反應(yīng)時間為1.5 h。

在冷凝裝置中通入相應(yīng)的冷卻介質(zhì)，將25 mL鄰苯二甲酸二辛酯、0.426 g催化劑加入250 mL四口燒瓶中，通入氮氣；加熱至設(shè)定反應(yīng)溫度，抽真空至設(shè)定壓力；將1.191 g TDC溶于25 mL鄰苯二甲酸二辛酯，然后由恒壓滴液漏斗勻速滴入燒瓶進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)汽、液產(chǎn)物經(jīng)分離柱、兩級冷凝裝置依次分離、冷凝，一級冷凝后接收TDI和中間產(chǎn)物甲苯單異氰酸酯(TMI)，二級冷凝后接收副產(chǎn)物甲醇。

采用液相色譜對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行定量分析[16]：將無水乙醇與TDI和中間產(chǎn)物TMI進(jìn)行衍生反應(yīng)，采用高效液相色譜定量分析衍生物的量，以定量計算TDC轉(zhuǎn)化率、TDI及TMI收率。定量分析采用美國Waters公司W(wǎng)aters 515型高效液相色譜儀，配有2487型雙波長紫外檢測器，紫外光檢測波長為254 nm。色譜分析條件如下：Turner C18(4.6 mm×150 mm)色譜柱，流動相為甲醇-水的混合溶液(體積比為6∶4)，流速為0.5 mL/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 Fe2O3制備方法對其催化性能的影響

采用不同方法制備的Fe2O3對TDC分解反應(yīng)的催化效果如表1所示。由表1可見：市售Fe2O3-0的催化效果最好，TDC的轉(zhuǎn)化率達(dá)100%，且?guī)缀跞D(zhuǎn)化為TDI和TMI，沒有副反應(yīng)；自制Fe2O3-2和Fe2O3-3的催化活性也較高，TDC的轉(zhuǎn)化率均達(dá)100%，但TDI、TMI的總收率和總選擇性都較低，說明副反應(yīng)較多；自制的Fe2O3-1催化活性較低，TDC的轉(zhuǎn)化率僅79.0%，但其TDI和TMI的總選擇性達(dá)到100%，說明無副反應(yīng)發(fā)生。

表1 不同方法制備的Fe2O3的催化性能Table 1 Catalytic performances of Fe2O3 prepared bydifferent methods

Reaction conditions：ρcatalyst=8.52×10-3g/mL；T=240 ℃；p=7.33 kPa；ρTDC=2.38×10-2g/mL；t=1.5 h

2.2 不同方法制備Fe2O3催化劑的表征與分析

2.2.1 NH3-TPD表征

催化劑的酸性和酸量是影響其性能的重要因素，考察不同F(xiàn)e2O3催化劑的NH3-TPD結(jié)果如圖1所示；其峰面積積分結(jié)果列于表2。圖1可以看出：不同F(xiàn)e2O3催化劑在100～250 ℃和250～400 ℃范圍內(nèi)均出現(xiàn)了2個脫附峰，分別對應(yīng)催化劑的弱酸中心和中強(qiáng)酸中心；而高于400 ℃時沒有出現(xiàn)明顯的脫附峰，表明催化劑沒有強(qiáng)酸中心。由表2可見，催化效果最好的Fe2O3-0的弱酸中心酸量較多，而中強(qiáng)酸中心很少，說明在TDC分解反應(yīng)中起催化作用的是弱酸中心而不是中強(qiáng)酸中心。此外，由表2可知，不同F(xiàn)e2O3的弱酸酸量相差不大，不會使其催化性能產(chǎn)生明顯差別。

圖1 不同方法制備Fe2O3的NH3-TPD曲線Fig.1 NH3-TPD profiles of Fe2O3 prepared bydifferent methods

表2 不同F(xiàn)e2O3催化劑的NH3-TPD表征結(jié)果Table 2 NH3-TPD characterization results ofdifferent Fe2O3 catalysts

2.2.2 BET分析

表3為Fe2O3比表面積、孔體積和孔徑的測定結(jié)果。由表3可見：不同方法制備的Fe2O3的比表面積、孔體積和孔徑相差很大；但結(jié)合表1中TDI、TMI收率發(fā)現(xiàn)，比表面積和孔體積對Fe2O3的催化活性沒有規(guī)律性的影響；孔徑則對其催化活性影響很大。Fe2O3-0的孔徑很大，TDC分子可以容易地進(jìn)入孔內(nèi)，在活性位上進(jìn)行反應(yīng)；其他Fe2O3的孔徑較小，TDC分子難于進(jìn)入孔道內(nèi)部、或速率很慢，起催化作用的活性位少，因此催化效果較差。其中Fe2O3-2催化劑孔徑最小，其催化TDC分解反應(yīng)的活性最差。這說明孔徑是影響Fe2O3催化性能的主要因素之一。然而，F(xiàn)e2O3-1的孔徑比Fe2O3-3的大，但TDI與TMI的總收率反而小，說明催化活性還與其他因素有關(guān)。

表3 不同F(xiàn)e2O3催化劑的比表面積、孔體積和孔徑Table 3 The surface area, pore volume and pore size ofdifferent Fe2O3 catalysts

各種Fe2O3催化劑的SEM表征結(jié)果如圖2所示。由圖2可見，不同方法制備的Fe2O3催化劑的表觀形貌有很大差別：Fe2O3-0催化劑是由大小不均勻的粒子散堆而成的(圖2(a))；Fe2O3-2表面有很多致密的小孔(圖2(b))，因而比表面積很大；Fe2O3-1和Fe2O3-3均為長/徑比約為5的棒狀粒子(圖2(c)和(e))。此外，從圖2還可知，F(xiàn)e2O3-1顆粒發(fā)生了團(tuán)聚(圖2(d))，而Fe2O3-3顆粒大小均勻、分散性好(圖2(f))。團(tuán)聚覆蓋了粒子表面的活性位，使Fe2O3-1部分孔道堵塞，催化劑的活性降低。這可能是Fe2O3-1的催化效果比Fe2O3-3差的原因。

2.2.4 XRD表征

對各種Fe2O3催化劑進(jìn)行XRD表征，結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出：Fe2O3-2是無定型結(jié)構(gòu)；其他幾種Fe2O3都在2θ為24.14°、33.15°、35.61°、40.85°、49.48°、54.09°、62.45°和63.99°處出現(xiàn)了相應(yīng)的特征峰，與赤鐵礦的標(biāo)準(zhǔn)譜圖(JCPDS 33-0664)完全一致，說明是α-Fe2O3。其中，F(xiàn)e2O3-0的特征峰最強(qiáng)，說明其結(jié)晶度最好。此外，在Fe2O3-0的XRD譜圖中還有一些雜質(zhì)峰，而Fe2O3-1和Fe2O3-3均無雜質(zhì)峰。因此，推測Fe2O3-0的催化性能可能與其含有雜質(zhì)有關(guān)。

綜上可見，F(xiàn)e2O3-0的催化效果最好，原因可能與其顆粒孔徑大、結(jié)晶度好有關(guān)。而且，F(xiàn)e2O3-0含有雜質(zhì)可能影響其催化效果。因此，有必要對Fe2O3-0催化劑的雜質(zhì)進(jìn)一步分析。

圖2 不同方法制備Fe2O3的SEM圖像Fig.2 SEM images of Fe2O3 prepared by different methods(a) Fe2O3-0； (b) Fe2O3-2； (c)-(d) Fe2O3-1； (e)-(f) Fe2O3-3

圖3 不同方法制備的Fe2O3催化劑的XRD譜圖Fig.3 XRD patterns of Fe2O3 prepared by different methods

2.3 Fe2O3-0催化劑的雜質(zhì)分析

2.3.1 Fe2O3-0催化劑中雜質(zhì)組分的分析

圖4為Fe2O3-0的XRD表征結(jié)果。由圖4可以看出，未經(jīng)焙燒樣品Fe2O3-0-25 ℃的XRD圖中除了α-Fe2O3的特征峰外，2θ在20.86°、26.64°、36.54°、50.13°和68.13°處的特征峰與SiO2的標(biāo)準(zhǔn)譜圖(JCPDS 65-0466)高度吻合。同時，2θ為26.64°處的特征峰與β-FeOOH的標(biāo)準(zhǔn)特征峰也吻合(JCPDS 34-1266)，因此，F(xiàn)e2O3-0中的雜質(zhì)可能是SiO2或(和)β-FeOOH。經(jīng)400 ℃和600 ℃焙燒處理2 h后，樣品Fe2O3-0-400 ℃和Fe2O3-0-600 ℃的XRD圖中Fe2O3的特征峰位置不變，說明其未發(fā)生晶型上的改變。但雜質(zhì)的特征峰依然存在，因而可以確定Fe2O3-0中的主要雜質(zhì)是SiO2，而不是β-FeOOH。因為β-FeOOH在600 ℃時會完全轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe2O3[17]，特征峰消失。

圖4 Fe2O3-0催化劑在不同焙燒溫度下的XRD譜圖Fig.4 XRD patterns of Fe2O3-0 calcined atdifferent temperatures

圖5為Fe2O3-0的FTIR表征結(jié)果。文獻(xiàn)表明[18]，560 cm-1和480 cm-1附近是α-Fe2O3中 Fe-O 的紅外特征峰。由圖5可以看出：在FTIR譜中除了α-Fe2O3中Fe-O的特征峰外，在 790 cm-1和1100 cm-1處還分別出現(xiàn)Si-O-Si的不對稱伸縮振動吸收峰和Si-O的對稱伸縮振動吸收峰[19-20]，說明Fe2O3-0中的Si主要以SiO2的形式存在。在1474 cm-1處出現(xiàn)吸收峰，表明Fe2O3-0中可能黏附了含C-H的烴類油酯。該譜圖中沒有出現(xiàn)β-FeOOH的特征峰(847 cm-1和684 cm-1附近[21])，因此基本可確定在Fe2O3-0中沒有β-FeOOH。由圖5還可以看出：經(jīng)高溫焙燒后，790 cm-1和1100 cm-1處SiO2的特征峰依然存在；而 1474 cm-1附近的特征峰消失，可能是有機(jī)烴類化合物高溫分解或燃燒了。

本研究中所得數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析，計量數(shù)據(jù)采用t檢驗，計數(shù)數(shù)據(jù)采用x2檢驗，當(dāng)P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖5 Fe2O3-0催化劑在不同焙燒溫度下的紅外光譜圖Fig.5 IR spectra of Fe2O3-0 calcined at different temperatures

2.3.2 Fe2O3-0催化劑中雜質(zhì)組分的催化活性

采用不同溫度焙燒的Fe2O3-0催化TDC分解反應(yīng)，結(jié)果如圖6所示。由圖6可以看出：Fe2O3-0催化劑經(jīng)過高溫焙燒后催化效果幾乎沒有變化，表明催化劑上黏附的含C-H的有機(jī)油酯對Fe2O3-0的催化作用無影響。

圖6 不同焙燒溫度的Fe2O3-0催化性能比較Fig.6 Catalytic performances comparison of Fe2O3-0calcined at different temperaturesReaction conditions： T= 240 ℃； p=7.33 kPa；ρcatalyst=8.52×10-3 g/mL；ρTDC=2.38×10-2 g/mL； t=1.5 h

同時，由于低溫焙燒對SiO2無影響，因而通過低溫焙燒無法考察SiO2的催化活性。為考察SiO2對TDC分解反應(yīng)的催化效果，將晶體SiO2(石英砂)分別進(jìn)行700和1000 ℃的高溫焙燒處理，得到晶體SiO2-700和SiO2-1000。其XRD表征結(jié)果如圖7 所示；其催化TDC分解反應(yīng)效果見表4。

由圖7可以看出：無定型SiO2的2θ在20°～25°范圍內(nèi)有1個大鼓包；不同溫度處理的晶體SiO2的XRD中都呈現(xiàn)明顯的晶相特征。隨著處理溫度的升高，2θ在20.86°、26.64°處的結(jié)晶度保持良好，而其他晶面的結(jié)晶度逐漸變?nèi)酰绕洚?dāng)處理溫度為1000 ℃時，其他晶面的特征峰幾乎消失。比較XRD譜圖可知，SiO2-1000的晶型與Fe2O3-0中雜質(zhì)SiO2的晶型相符。由表4可以看出，晶體SiO2催化TDC分解反應(yīng)的效果優(yōu)于無定型SiO2，且晶體SiO2-1000的催化效果最好。

圖7 不同SiO2和Fe2O3-0的XRD譜圖Fig.7 XRD patterns of different SiO2和Fe2O3-0

表4 不同SiO2的催化效果Table 4 Catalytic performances of different SiO2

Reaction conditions：T=240 ℃；p=7.33 kPa；ρcatalyst=8.52×10-3g/mL；ρTDC=2.38×10-2g/mL；t=1.5 h

綜上，F(xiàn)e2O3-0樣品不是純Fe2O3，其主要雜質(zhì)是SiO2。SiO2對TDC分解反應(yīng)有一定的催化活性；晶體SiO2-1000的晶型與Fe2O3-0樣品中雜質(zhì)SiO2的晶型相符，且其催化效果優(yōu)于其他溫度處理的晶體SiO2。

2.3.3 Fe2O3-0中SiO2含量的測定

由ICP測得樣品Fe2O3-0中的Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%以上，可以間接得到其中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%以上。直接法測得Fe2O3-0樣品中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為40%。因此，F(xiàn)e2O3-0樣品中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30%～40%之間。

2.4 Fe2O3與SiO2雙組分催化劑催化TDC分解反應(yīng)

在分析市售Fe2O3-0的基礎(chǔ)上，實驗由Fe2O3-1與SiO2制備了雙組分催化劑，并考察雙組分催化劑對TDC分解反應(yīng)的催化效果，結(jié)果如表5所示。由表5可以看出：不論是Fe2O3-1和SiO2物理混合的雙組分催化劑，還是在制備Fe2O3-1過程中加入SiO2得到的復(fù)合型雙組分催化劑，其催化效果均優(yōu)于單組分Fe2O3-1，TDI的收率提高；尤其是在制備Fe2O3-1過程中加入晶體SiO2-1000后，TDC轉(zhuǎn)化率提高明顯，TDI收率提高很多，說明Fe2O3和SiO2之間存在正協(xié)同作用，促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行。

對于Fe2O3催化TDC分解反應(yīng)的機(jī)理，筆者認(rèn)為Fe2O3催化劑的金屬Fe3+與TDC中的羰基氧發(fā)生配位作用是TDC催化分解的關(guān)鍵。其中，顯正電性的Fe吸引C=O鍵的電子云，使電子云密度向O偏移，C=O雙鍵被削弱斷裂形成單鍵以及 N-H 鍵斷裂，從而形成N=C雙鍵。SiO2催化TDC分解反應(yīng)可能也是基于相似的反應(yīng)機(jī)理，Si4+與TDC的羰基氧的配位作用可以促進(jìn)TDC分解反應(yīng)的發(fā)生。當(dāng)Fe2O3摻雜SiO2后，F(xiàn)e3+和Si4+的同時存在導(dǎo)致催化劑的電子云分布發(fā)生了一定偏移，進(jìn)一步有利于C=O雙鍵斷裂形成單鍵以及N-H鍵斷裂，從而最終有利于-NCO基團(tuán)的形成。

表5 Fe2O3、SiO2及Fe2O3-SiO2的催化效果Table 5 Catalytic performances of SiO2, Fe2O3 and Fe2O3-SiO2

Reaction conditions:T=240 ℃；p=7.33 kPa；ρcatalyst=8.52×10-3g/mL；ρTDC=2.38×10-2g/mL；t=1.5 h

3 結(jié) 論

(1)不同方法得到的Fe2O3催化劑中，對TDC分解反應(yīng)催化效果最好的是市售Fe2O3。其TDC轉(zhuǎn)化率達(dá)100%，TDI與TMI總收率達(dá)到99.6%。實驗制備的純Fe2O3的催化效果均不如市售Fe2O3。

(2)XRD、FTIR表征及雜質(zhì)含量測定結(jié)果表明，市售Fe2O3催化劑中含有30%～40%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SiO2雜質(zhì)。同時，BET和SEM分析表明催化劑的孔徑越大，其催化活性越好。

(3)SiO2與Fe2O3對TDC分解反應(yīng)具有協(xié)同催化作用。由Fe2O3-1和晶體SiO2-1000制備的雙組分催化劑的催化效果好于純Fe2O3-1，接近于市售Fe2O3。