Pd掺杂Fe催化剂上愈创木酚加氢脱氧理论研究

通过密度泛函理论(DFT)计算研究了愈创木酚在Fe(211)表面上的吸附活化行为和加氢脱氧(HDO)反应性能.讨论了Pd的掺杂和H_2O~*的参与对Fe催化剂活性和选择性的影响.计算结果表明,通过苯环水平吸附在催化剂表面的愈创木酚的稳定性高于仅通过羟基的垂直吸附构型,这有利于苯环, C_(Ar)-OCH_3键和O-CH_3键的活化.在Fe(211)表面上,愈创木酚通过脱甲基再加氢生成邻苯二酚在动力学上比通过脱甲氧基生成苯酚和通过脱羟基生成苯甲醚更有利. Pd掺杂对愈创木酚的吸附稳定性影响较小(0.05 eV),但增加了其加氢脱氧反应的活化能垒,抑制了C_(Ar)-OCH_3, O-CH_3和C_(Ar)-OH键的断裂以及随后加氢生成苯酚,邻苯二酚和苯甲醚的反应过程.在Fe(211)表面上, H_2O~*通过与-CH_3形成氢键作用(H-bonding机理)对反应产生影响,从而降低了愈创木酚脱甲基和脱甲氧基反应的活化能垒.在Fe(211)-1Pd表面上, H_2O~*通过H转移参与反应(H-shuttling机理),促进了愈创木酚向邻苯二酚和苯酚产物的转化,并提高了加氢脱氧反应对苯酚的选择性.     

ClCu(η^2-O~2)与ClCuNN分子的基质隔离红外光谱和 理论研究

激光烧蚀CuCl~2或CuCl靶的产物与O~1或N~2共同沉积在11K的Ar基质中,在1175.0cm^-^1(O~2/Ar)和2296.3cm^-^1(N~2/Al)处观察到了新的红外吸收。通过同位素取代实验以及量子化学计算,可将1175.0cm^-^1归属为ClCu(η^2-O~2)的O－O伸缩振动,而将2296.3cm^-^1归属为ClCuNn的N－N伸缩振动。ClCu(η^2-O~2)和ClCuNN这两种新型配合物的确证,为进一步研究含O~2,N~2的过渡金属配合物提供了一种模型分子。     

钼过氧配合物与HSO 在酸性溶液中的反应动力学和机理

用载流法研究了Mo~4O~12(O~2) [简作Mo~4(O~2)~2] 与HSO 在酸性条件(4×10^-3～0.5mol·dm^-3)下的反应动力学,并提出了反应机理.反应经历下列历程:Mo~4(O~2)~2+H~2O Mo~4(O~2)(OOH)(k~1,k~-1) Mo~4(O~2)(OOH)+HSO Mo~4(O~2)OOSO~2+H~2O(k~2,k~-2) Mo~4(O~2)OOSO~2+H~2O Mo~4(O~2)+H~2SO~4(k~1,k~-1)中间产物Mo~4(O~2)再以相同机理继续与HSO 反应.由机理,得到了[S(IV)/k~观察与[H^+],[S(IV)]之间的线性关系式以及20℃时的动力学参数:K~1=7.4±0.3dm^3·mol^-1·S^-1,k~-1/k~2=(5.8±0.5)×10^-2和k~-2/k~3=(1.4×0.8)×10^-4.配合物Mo~4(O~2)~2中(O~2)基质子化是决定反应速度的关键步骤.用此机理讨论了Thompson研究的 MoO(O~2)~2与HSO 的反应结果.     

钼过氧配合物与HSO 在酸性溶液中的反应动力学和机理

用载流法研究了Mo~4O~12(O~2) [简作Mo~4(O~2)~2] 与HSO 在酸性条件(4×10^-3～0.5mol·dm^-3)下的反应动力学,并提出了反应机理.反应经历下列历程:Mo~4(O~2)~2+H~2O Mo~4(O~2)(OOH)(k~1,k~-1) Mo~4(O~2)(OOH)+HSO Mo~4(O~2)OOSO~2+H~2O(k~2,k~-2) Mo~4(O~2)OOSO~2+H~2O Mo~4(O~2)+H~2SO~4(k~1,k~-1)中间产物Mo~4(O~2)再以相同机理继续与HSO 反应.由机理,得到了[S(IV)/k~观察与[H^+],[S(IV)]之间的线性关系式以及20℃时的动力学参数:K~1=7.4±0.3dm^3·mol^-1·S^-1,k~-1/k~2=(5.8±0.5)×10^-2和k~-2/k~3=(1.4×0.8)×10^-4.配合物Mo~4(O~2)~2中(O~2)基质子化是决定反应速度的关键步骤.用此机理讨论了Thompson研究的 MoO(O~2)~2与HSO 的反应结果.     

Cu/MgO催化剂上NO-TPO和CO-NO反应性能

采用TPD技术考察了Cu/MgO催化剂表面NO的脱附和分解。载体MgO表面有两类NO吸附中心,为MgO表面碱中心。负载Cu后,由于Cu覆盖了MgO表面碱中心,使Cu/MgO(>1%)催化剂表面只有吸附在Cu上的NO。热脱附过程伴有明显的分解,产物为N~2,N~2O和O~2。CO-NO反应低温有利于N~2O生成,而高温有利于N~2生成,反应活性与NO-TPD峰温有较好的对应关系。NO在催化剂表面解离(NO~a→N~a+O~a)是CO-NO反应的速控步。     

Co-ZSM-5催化剂上乙烯选择性催化还原Nox表面中间物种的组成

 采用预处理-瞬态反应产物分析方法定量研究了Co-ZSM-5催化剂上乙烯选择性催化还原氮氧化物反应过程中表面中间物种的组成. 催化剂在275 ℃经0.1%NO-0.05%C2H4-10%O2/Ar混合气处理后生成了表面中间物种NCaObHc, 该物种与NO/O2/Ar混合气反应比与单独的NO或O2反应生成更多的N2. 通过质谱、红外吸收四组分 (CO2, CO, CH4和N2O)分析仪及气相色谱-质谱联用等技术分析了表面中间物种与NO/O2/Ar混合气反应的产物,确定了表面中间物种中三种元素N, C和H的平均原子数之比为1.0∶1.8∶5.0 (氧物种由于实验原因很难确定).     

过渡金属卡宾配合物:VIII. 四羰基[乙氧基(芳基)卡宾]铁配合物的方便合成法

五羰基铁, Fe(CO)~5(1), 与芳基锂(ArLi)在乙醚中于低温下反应, 所生成的酰羰基锂中间体在水溶液中于0℃用 Et~3OBF~4烷基化, 制得六个标题配合物(co)~4Fec(OC~1H~5)Ar(Ar:C~6H~5, 2;o-CH~3C~6H~4,3;p-CH~3C~6H~4, 4;p-CH~3OC~6H~4,5;C~6Cl~5,6;p-CF~3C~6H~4,7). 当用p-CF~3C~6H~4Li作为亲核试剂与1 反应时, 除生成7外, 还获得副产物对三氟甲基苯丙酮,p-CF~3C~6H~4COC~2H~5(8)。     

过渡金属卡宾配合物:VIII. 四羰基[乙氧基(芳基)卡宾]铁配合物的方便合成法

五羰基铁, Fe(CO)~5(1), 与芳基锂(ArLi)在乙醚中于低温下反应, 所生成的酰羰基锂中间体在水溶液中于0℃用 Et~3OBF~4烷基化, 制得六个标题配合物(co)~4Fec(OC~1H~5)Ar(Ar:C~6H~5, 2;o-CH~3C~6H~4,3;p-CH~3C~6H~4, 4;p-CH~3OC~6H~4,5;C~6Cl~5,6;p-CF~3C~6H~4,7). 当用p-CF~3C~6H~4Li作为亲核试剂与1 反应时, 除生成7外, 还获得副产物对三氟甲基苯丙酮,p-CF~3C~6H~4COC~2H~5(8)。     

含烯烃配体的过渡金属卡宾络合物的研究——Ⅺ.新型环己二烯(二羰基)[乙氧基(芳基)卡宾]铁络合物的异构化产物的合成、波谱和晶体结构

1,3-环己二烯(三羰基)铁(Ⅰ)与芳基锂,ArLi(Ar=C_6H_5,m-,p-CH_(?)C_6H_4,p-CH_3OC_6H_4,p-CF_3C_6H_4),在乙醚中低温下反应,所生成的酰羰基锂盐随后用Et_3OBF_4在水溶液中0℃烷基化,生成5个组成为C_6H_8(CO)_2Fec(OC_2H_5)Ar的橙红色结晶化合物(Ⅱ—Ⅵ)。根据元素分析,光谱研究和X射线品体结构测定,Ⅱ—Ⅵ为环己二烯(二羰基)[乙氧基(芳基)卡宾]铁络合物的异构化产物。本文报道和讨论了它们的合成、光谱和X射线衍射的研究结果,并探讨了可能的反应机制。#原图像不清楚     

过渡金属卡宾配合物——Ⅶ.四羰基[乙氧基(芳基)卡宾]铁配合物的方便合成法

五羰基铁,Fe(CO)_5(1),与芳基锂(ArLi)在乙醚中于低温下反应,所生成的酰羰基锂中间体在水溶液中于0℃用Et_3OBF_4烷基化,制得六个标题配合物(C0)_4FeC(OC_2H_5)Ar(Ar:C_6H_5,2;o-CH_3C_6H_4,3;p-CH_3C_6H_4,4;p-CH_3OC_6H_4,5;C_6Cl_5,6;p-CF_3C_6H_4,7).当用p-CF_3C_6H_4Li作为亲核试剂与1反应时,除生成7外,还获得副产物对三氟甲基苯丙酮,p-CF_3C_6H_4COC_2H_5(8).     

水煤气变换催化剂Fe~3O~4的亚稳结构

X射线Rietveld结构修正发现, α-Fe~2O~3与γ-Fe~2O~3在400℃用水煤气还原得到的尖晶石型水煤气变换催化剂Fe~3O~4有不同的氧密堆积结构参数。用键价理论估算四面体A位和八面体B位Fe原子电价, γ-Fe~2O~3还原的Fe~3O~4电价明显偏离α-Fe~2O~3还原的Fe~3O~4所具有的正常电价, 但经600℃热处理后, 回复到正常Fe~3O~4的电价。这二种Fe~3O~4的Mossbauer谱存在明显的差异, α-Fe~2O~3还原的Fe~3O~4的第一峰有明显分裂, A位和B位的同质异能位移的趋势反映出来的Fe原子电价变化趋势, 与用键价理论推算的Fe原子电价变化趋势一致。我们把这种由γ-Fe~2O~3还原、电价偏离正常Fe~3O~4、并与水煤气低温变换催化活性有关的Fe~3O~4称为亚稳态Fe~3O~4。     

O~3＋NH→HNO＋O~2反应机理的量子化学研究

用密度泛函(DFT)的B3LYP方法(6－31++G^*^*)研究了臭氧与NH自由基反应的微观机理,优化得到反应途径上的反应物,过渡态,中间体和产物的构型,通过振动分析对过渡态和中间体进行了确认。对单点用QCISD(T)/6－31++G^*^*方法计算能量,同时进行零点能校正。研究结果表明：NH与O~3反应有两条不同的反应通道,且均表现为亲电反应特征,两条不同的反应均为强放热反应。     

盐卤硼酸盐化学XVII.MgO-B~2O~3-28%MgCl~2-H~2O体系20℃热力学非平衡态液固相关系研究

用动力学方法对MgO.nB~2O~3在28%MgCl~2-H~2O浓盐溶液中形成的过饱和溶液的结晶过程进行研究, 首次得到MgO-B~2O~3-MgCl~2-H~2O体系过饱和区内的液固相关系图, 即热力学非平衡态液固相关系图。该相图有六个相区: H~3BO~3,MgO.3B~2O~3.7.5H~2O, MgO.3B~2O~3.7H~2O, 2MgO.2B~2O~3.MgCl~2.14H~2O,3Mg(OH)~2.MgCl~2.8H~2O和5Mg(OH)~2.MgCl~2.8H~2O。拟合得到各结晶过程的动力学方程, 同时对结晶机制进行了探讨。     

亚稳分子O~2(b^1∑^+~g)猝灭反应研究

在流动余辉装置中,利用镍金属表面催化氧原子复合的方法,产生了高浓度的亚稳态O~2(b^1∑^+~g)。采用准一级近似的方法,测定了O~2(b^1∑^+~g)被15种分子猝灭的速率常数,其大小在10^-12～10^-14cm^3·molecule^-1·s^-1数量级范围内,用电子－振动(E-V)能量转移模型分析了各种分子猝灭反应的机理,结果表明猝灭速率常数的大小与试剂分子中的C----H,N---H以及O-----H键的数目密切相关;同时,我们的结果也表明,分子的其它特性将对O~2(b)的猝灭反应也起着重要的作用。     

In situ FT-IR and UV-vis spectroscopy of the low-temperature NO disproportionation mediated by solid state manganese(II) porphyrinates

The heterogeneous reaction between NO gas and sublimed layers of manganese(II) porphyrinato complexes Mn(Por) (Por = TPP (tetraphenylporphyrinato dianion), TMP (tetramesitylporphyrinato dianion), or TPP(d20) (perdeuterated tetraphenylporphyrinato dianion)) has been monitored by IR and optical spectroscopy over the temperature range of 77 K to room temperature. These manganese porphyrins promote NO disproportionation to NO2 species and N2O, and the reaction proceeds via several distinct stages. At 90 K, the principal species observed spectrally are the nitric oxide dimer, cis-ONNO, two manganese nitrosyls, the simple NO adduct Mn(Por)(NO), and another intermediate (1) that is apparently critical to the disproportionation mechanism. This key intermediate is formed prior to N2O evolution, and proposals regarding its likely structure are offered. When the system is warmed to 130 K, the disproportionation products, N2O and the O-coordinated nitrito complex Mn(Por)(NO)(ONO) (2), are formed. IR spectral changes show that, upon further warming to 200 K, 2 isomerizes into the N-bonded nitro linkage isomer Mn(Por)(NO)(NO2) (3). After it is warmed to room temperature, the latter species loses NO and converts to the known 5-coordinate nitrito complex Mn(Por)(ONO) (4).     

新型二维草酸根桥联配合物 {[Cu(en)~2]~4[KFe(C~2O~4)~3]~4}~n的合成、结构 和磁性

合成了一个新型草酸根桥联的二维配合物{[Cu(en)~2]~4[KFe(C~2O~4)~3]~4}~n,并进行了晶体结构测试和磁性研究。晶体结构分析显示:K^+离子为罕见的八配位环境,2个C~2O~4^2^-和2个或1个K^+离子长程桥联2个Fe^Ⅲ离子,形成一个二维网状的[KFe(C~2O~4)~3]~n^2^n^-骨架,[Cu(en)~2]^2^+单元通过(en)N-H...O(C~2O~4)氢键与[KFe(C~2O~4)~3]~n^2^n^-骨架连接。变温磁化率测量表明:Fe^Ⅲ与Fe^Ⅲ间存在着弱的磁相互作用,J=-0.17cm^-^1。     

O_2存在下NO在固体电解质电池上分解机理

研究了在O_2存在条件下,NO在Pd |YSZ| Pd固体电解质电池和RuO_2 |Pd|YSZ| Pd固体电解质电池上的分解性质,在O_2存在条件下650 ～ 700 ℃之间 ,在0 ～ 4.4 V直流电压作用下,NO在Pd |YSZ| Pd电池和RuO_2|Pd|YSZ| Pd电池 上的分解不以电解机制进行,而以电催化机理进行的。即在直流电压下,阴极催化 剂上的O~(2-)被直流电压通过YSZ固体电解质转移到阳极,以O_2的形式放出,以此 保持催化剂的活性状态。在Pd|YSZ|Pd 固体电解质电池上,Pd金属表面是催化NO分 解的主要活性位。RuO_2 |Pd|YSZ| Pd固体电解质电池上,某特定还原态的RuO_x (0 < x < 2)是NO分解的主要活性位。在O_2存在下,该电池在1 ～ 4 V间合适的电 压下,在650 ～ 700 ℃能选择性地对NO进行电催化分解。     

氯固相合成Ti-ZSM-5催化苯乙烯环氧化对映选择性 的研究

用TiCl~4气固相同晶取代法制得的Ti-ZSM-5作催化剂。研究了以H~2O~2为氧化剂氧化苯乙烯生成环氧苯乙烷的对映选择性,发现生成的环氧苯乙烷主要以R构型为主。考察了反应时间,反应温度,催化剂Ti-ZSM-5以及氧化剂[w(H~2O~2)=30%]的用量等反应条件对苯乙烯环氧化反应对映性的影响。结果表明,反应温度是影响环氧化反应对映选择性的重要因素,降低反应温度有利于提高对映选择性(ee),当反应温度≤40℃时,ee值可达100%;而反应时间,催化剂及氧化剂[w(H~2O~2)=30%]用量对环氧化反应的对映选择性几乎没有影响。     

TS分子筛的催化氧化性能研究5: 环己酮氨肟化反应

研究了自制的钛硅分子筛(TS-1)催化H~2O~2参与的环己酮氨肟化反应。结果表明,降低反应溶液中H~2O~2的浓度、增加NH~3用量有利于H~2O~2利用率、环己酮肟收率和选择性的提高,适宜的n(H~2O~2):n(酮)<1.0,n(NH~3):n(酮)>2.0。反应时间应控制在3.5h左右。对溶剂的研究显示,叔丁醇在溶剂中所占的体积对反应有较大的影响,在叔丁醇体积分数为0.2到0.8之间,实验获得了较好的结果。当n(NH~3):n(H~2O~2):n(酮)=2.0:1.0:1.0,叔丁醇体积分数为0.5,反应时间2.5h,反应温度353K时,H~2O~2利用率、环己酮肟收率和选择性分别达95%,94%和97%以上。并对空白实验结果和TS-1的重复性试验进行了讨论。     

Ab initio chemical kinetics for the ClOO + NO reaction: effects of temperature and pressure on product branching formation

The kinetics and mechanism for the reaction of ClOO with NO have been investigated by ab initio molecular orbital theory calculations based on the CCSD(T)/6-311+G(3df)//PW91PW91∕6-311+G(3df) method, employed to evaluate the energetics for the construction of potential energy surfaces and prediction of reaction rate constants. The results show that the reaction can produce two key low energy products ClNO + (3)O(2) via the direct triplet abstraction path and ClO + NO(2) via the association and decomposition mechanism through long-lived singlet pc-ClOONO and ClONO(2) intermediates. The yield of ClNO + O(2) ((1)△) from any of the singlet intermediates was found to be negligible because of their high barriers and tight transition states. As both key reactions initially occur barrierlessly, their rate constants were evaluated with a canonical variational approach in our transition state theory and Rice-Ramspergen-Kassel-Marcus/master equation calculations. The rate constants for ClNO + (3)O(2) and ClO + NO(2) production from ClOO + NO can be given by 2.66 × 10(-16) T(1.91) exp(341/T) (200-700 K) and 1.48 × 10(-24) T(3.99) exp(1711/T) (200-600 K), respectively, independent of pressure below atmospheric pressure. The predicted total rate constant and the yields of ClNO and NO(2) in the temperature range of 200-700 K at 10-760 Torr pressure are in close agreement with available experimental results.