DOI: 10.1016/j.jcat.2021.11.019

氧化铝（Al2O3）是化学工业中广泛使用的催化材料。除了高比表面积外，Al2O3上的酸性位点在吸附分子的化学转化中起着至关重要的作用，这些分子最终与催化剂反应并从催化剂上解吸。本研究介绍了一种基于静电纺丝的合成方法，以使用不同铝前体配方制备酸度和孔隙率可调的Al2O3纳米纤维（ANFs）。经静电纺丝和热处理后，纳米纤维形成具有大孔（约4μm）的非织造网络。氨的程序升温脱附（NH3-TPD）和BET测定显示，由二仲丁氧基乙酰乙酸铝螯合物（ASB）制成的纳米纤维显示出最高的总酸度，约为0.70µmol/m2。使用红外（IR）光谱详细研究了ASB ANFs中酸性位点的性质。将吡啶用作鉴定ASB中酸性位点的分子探针，吡啶显示明显存在路易斯酸位点。利用密度泛函理论（DFT）研究了氨（NH3）等化学物质在γ-Al2O3晶体上的脱附动力学。本工作重点研究了化学吸附和物理吸附NH3的移动方法。将计算结果与NH3-TPD实验进行比较，用于最终估算解吸能量和脱附动力学参数，试验结果与模拟结果吻合。综上，该类非织造结构可作为催化剂中金属颗粒的分散介质。

图1.（a）ASB1173K、（b）AN、（c）AN-ASB、（d）ASB-AL、（e）AN-AL和（f）AN-ASB-AL ANFs在1173K下煅烧的SEM图片。

图2.（a）使用各种前体（AN，AN-ASB）在1173K下获得的ANFs以及（b）在1173、1023和873K下退火的ASB ANFs的XRD衍射图。AL用于比较。

图3.（a，b）在1173K下获得的ASB1173K、AN、AN-ASB、AN-ASB-AL ANFs以及（c，d）ASB873K、ASB1023K和ASB1173K的吸附-解吸等温线和孔径分布。AL和ALS用于比较。

图4.ASB873K、ASB1023K和ASB1173K ANFs的STEM图像。

图5.（a）ASB873K、ASB1023K、ASB1173K、AL和ALS在303K下吸附Py后的FTIR光谱以及（b）Py吸附后的FTIR高频区光谱。

图6.在873、1023和1173K下获得的ASB ANFs的NH3-TPD曲线。AL用作对照。

图7.从含化学吸附水的γ-Al2O3[110]模型系统开始的解吸路径的反应示意图。不同的NH3吸附位点及其各自的解吸温度Tdes，（K，红色）和ΔHdes（kJ/mol，黑色）。原子颜色代码：Al（灰色），O（红色），N（蓝色），H（白色），周期性重复单元（黑色矩形）。