铜离子交换分子筛上NO吸附的IR光谱及TPD研究

采用原位IR光谱及TPD技术研究了NO在铜离子交换分子筛上各种表面物种的生成及脱附,并与NO在Cu-ZSM-5上的分解反应性能相关联,考察了Cu-ZSM-5反应活性高的原因及O₂的生成机理。NO的吸附状态随分子筛母体种类及铜离子交换度的不同而变化,交换度较高的ZSM-5催化剂上容易形成NO-3物种,该物种对NO分解及O₂的生成具有重要作用。     

在沸石催化剂上甲苯-甲醇体系烷基化反应的选择性

用NH_3和CO_2的TPD方法观察了化学改性对分子筛催化剂表面酸碱性的影响,并定量讨论了甲苯烷基化反应选择性与酸碱度的关系。结果表明苯环上的反应发生在表面酸度较高而碱度极低的催化剂上,甲苯侧链上的烷基化反应发生在具有足够碱度的催化剂上,而且这些催化剂都还带有较弱的酸度以帮助吸附和稳定苯环分子。表面酸碱度均很低的分子筛上既不能发生苯环烷基化反应,也不能发生侧链上的烷基化反应。还以邻二甲苯的吸附速率的定量数据考察了分子筛孔道结构对反应选择性的影响。     

Hβ分子筛表面改性对香叶基丙酮香料吸附力的影响

应用H_2还原法对Hβ分子筛进行表面还原改性,并应用XRD、红外光谱和Boehm测定法对材料进行表征,应用程序升温脱附技术(TPD)测定香叶基丙酮在改性前后Hβ分子筛上的脱附曲线,讨论了Hβ分子筛表面化学性质对其吸附香叶基丙酮的吸附和脱附性能的影响。研究结果表明,对Hβ分子筛进行H_2还原表面改性,可保持其原始的晶体结构不变,同时又能在保持其表面总酸性基团浓度基本不变的前提下,大幅降低其表面的强酸性基团的浓度。TPD实验显示,原始的Hβ分子筛表面存在两种吸附香叶基丙酮的活性位,经H_2还原表面处理后所得到的改性Hβ分子筛其表面仅存在对香叶基丙酮吸附力较弱的吸附活性位,从而有效地提高香叶基丙酮的脱附性能。     

氟氯有机化合物对分子筛催化剂的改性——Ⅰ.CF_2Cl_3对HZSM-5分子筛改性的研究

对经CF_2Cl_2处理了不同时间的HZSM-5分子筛,采用XRD,IR,XPS,SEM和TPD等方法考察了其结构和表面性质的变化。发现B酸位减少的同时,中等强度的B酸位的分数有所提高,沸石表面不但脱铝也有脱硅现象发生。这种改性的HZSM-5分子筛对异丙苯裂化反应及偏三甲苯-甲醇烷基化合成均四甲苯反应的活性、选择性及催化剂的稳定性都有良好的促进作用。     

La／HZSM—5催化剂上丙烷的芳构化反应研究

采用浸渍法和离子交换法制备了La/HZSM-5分子筛催化剂,用于丙烷芳构化反应,利用XRD,SPS,FT－IR,NH3－TPD技术考察了La对HZSM－5分子筛结构和表面酸性的影响,引入La后能显著提高HZSM－5的丙烷芳构化活性,其中由离子交换法得到的催化剂效果最佳,在反应温度550度,空速600h^-1条件下,丙烷转化率和芳烃选择性分别达到94．58％,68．99％,在La/HZSM-5中分子筛结晶度下降,B酸中心减少,L酸中心增多,离子交换法制备的催化剂比浸渍法催化剂的这种变化更显著,同时更有利于La3 进入分子筛孔道内,并与分子筛产生强相互作用,新增加的L酸中心可能是芳构化反应的活性中心。     

氟氯有机化合物对分子筛催化剂的改性——Ⅱ.CF_3Cl对分子筛催化剂的改性研究

用XRD,IR,XPS和TPD等方法,考察了用CF_3Cl处理的一系列含氟量不同的HZSM-5,HM分子筛的结构和表面性质的变化。结果表明,改性后催化剂的表面与体相有脱铝现象,并有新物相生成。少量氟的掺入可提高酸中心的强度,使中等强度B酸中心数增加。改性后的HZSM-5和HM对甲苯歧化反应的活性和稳定性都有所改善。     

钴基费-托合成催化剂上CO、H2的吸附行为

采用程序升温脱附及FT IR技术考察了CO、H2在钴基催化剂上的吸附行为.H2 TPD表明,Co/SiO2催化剂有两类脱附氢,引入锆助剂后,低温脱附氢量明显增加,高温吸附氢量下降.CO TPD及吸附态CO的红外光谱表明锆助剂使CO在钴催化剂上的吸附强度减弱,但其吸附量增大.钴基催化剂的费 托合成反应性能可以用吸附态物种的变化来解释.     

SAPO-34和SAPO-44分子筛上吸附甲醇的TPSR-MS研究

 采用程序升温表面反应-质谱(TPSR-MS)和程序升温脱附(TPD)技术考察了SAPO-34和SAPO-44分子筛表面的酸性与其催化甲醇转化为低碳烯烃性能的关系. 结果表明,SAPO分子筛表面存在两种活性中心,这两种活性中心与分子筛表面不同的酸性中心相对应. 表面吸附的甲醇在不同强度的酸性中心上进行不同的反应,在弱酸中心上主要进行甲醇脱水生成二甲醚的反应,在强酸中心上主要进行二甲醚进一步转化为低碳烯烃的反应. 同时,探讨了SAPO分子筛表面的酸强度对低碳烯烃生成温度的影响.     

SO_2对Co_3O_4/Al_2O_3选择性催化氧化NO的影响

采用流动态原位IR ,TPD及XPS技术研究了NO及SO2 在Co3 O4 /Al2 O3 金属氧化物催化剂表面上的吸附及脱附行为 ,并与该催化剂上模拟烟道气中NO的选择性催化氧化活性相关联 ,考察了SO2 对该反应过程的影响及作用机理 .     

SO2对Co3O4/Al2O3选择性催化氧化NO的影响

 采用流动态原位IR,TPD及XPS技术研究了NO及SO2在Co3O4／Al2O3金属氧化物催化剂表面上的吸附及脱附行为,并与该催化剂上模拟烟道气中NO的选择性催化氧化活性相关联,考察了SO2对该反应过程的影响及作用机理．     

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。     

硅烷化处理对Moo/HZSM-5催化剂上甲烷脱氢芳构化活性的影响

结合催化剂的活性评价及固体高分辨核磁共振谱、X射线光电子能谱和X射线荧光光谱和热重等技术,考察了硅烷化处理对Mo/HZSM-5催化剂上甲烷脱氢芳构化活性的影响.结果表明,采用大分子有机硅烷对HZSM-5分子筛进行硅烷化处理,除去了分子筛外表面的酸性位,并使分子筛本身发生了脱铝.硅烷化处理使Mo/HZSM-5催化剂在进行甲烷脱氢芳构化反应时催化剂上总的积碳量明显减少,从而提高了催化剂的活性.     

硅烷化处理对Mo/HZSM-5催化剂上甲烷脱氢芳构化活性的影响

 结合催化剂的活性评价及固体高分辨核磁共振谱、X射线光电子能谱和X射线荧光光谱和热重等技术,考察了硅烷化处理对Mo/HZSM-5催化剂上甲烷脱氢芳构化活性的影响. 结果表明,采用大分子有机硅烷对HZSM-5分子筛进行硅烷化处理,除去了分子筛外表面的酸性位,并使分子筛本身发生了脱铝. 硅烷化处理使Mo/HZSM-5催化剂在进行甲烷脱氢芳构化反应时催化剂上总的积碳量明显减少,从而提高了催化剂的活性.     

13X分子筛上硫化促进剂的动态行为研究

采用TPD技术对13X分子筛的表面酸性及3种硫化促进剂在其表面上的动态行为进行了研究。结果表明,13X分子筛具有吸附能量高低不等的多种表面酸性吸附部位。对于吸附型缓释交联剂,有效的表面吸附部位为弱化学吸附位.表观脱附动力学计算结果表明,不同的硫化促进剂从13X分子筛表面有效部位脱出时,其动力学特征亦不同,但均与晶内扩散有关,表观脱附活化能(kJ/mol)分别为51.5(二乙胺)、68.6(环己胺)和78.3(乙二胺)。     

SAPO分子筛的酸性及其孔道分布对丁烷异构脱氢反应的影响

 合成了四种磷铝及硅磷铝系列分子筛,并用XRD表征了分子筛的晶体结构,用X荧光光谱测定了其元素组成,用NH3－TPD和物理吸附考察了其酸性和孔道分布．考察了以合成的分子筛为基质制备的催化剂上丁烷异构脱氢反应的性能．结果表明,以弱酸性的SAPO－5分子筛和孔口狭窄的SAPO－34分子筛为载体的催化剂,它们的催化性能较差;以十元环的SAPO－11分子筛为载体的催化剂显示出较高的活性和选择性．同时,考察了不同分子筛催化剂上Pd金属粒子的分散状态,分析了分子筛的酸性和孔道结构对反应性能的影响．     

CO在Cu/ZnO/Al_2O_3型低变催化剂上的TPD研究

本文采用程序升温脱附(TPD)法研究了CO在Cu/ZnO/Al_2O_3型低变催化剂上的脱附动力学。结果表明,在350℃以内,该催化剂对CO显示出一种能量分布的活泼部位,主要由催化剂中的Cu所提供。以T_f法结合脱附速率等温线法进行了TPD谱图的定量解析,求出了脱附动力学参数,建立了脱附速率方程。并发现Cu/ZnO/Al_2O_3型低变催化剂对CO的总有效表面虽为非均匀的,但该催化剂在350℃以内对CO显示的活泼部位所提供的有效表面却具有均匀表面的能量特征。由分析脱附级数,可推测出CO的吸附以缔合式吸附为主。     

等离子体辅助合成分子筛膜及其催化性能的研究

首次将等离子体技术应用于分子筛膜的制备，研究了以微波等离子体处理基材表面分子筛膜前驱体辅助水热反应合成支撑β型分子筛膜．利用XRD、SEM、XPS、BET、TPD表征了分子筛膜的物相、形貌、孔结构、表面元素组成和表面酸性，并通过甲醇与异丁烯液相反应体系实验考察了分子筛膜的催化性能．结果表明，等离子体处理能有效改善分子筛膜前驱体在基材表面的分散状况，减小了分子筛膜晶体的尺度，使晶体大小均匀，形成的膜致密、牢固．与采用常规方法合成的分子筛膜相比，等离子体辅助合成的分子筛膜对甲醇与异丁烯的反应有更好的催化活件．     

掺Ag对氧化锰八面体分子筛催化CO氧化性能的影响

采用回流法在酸性介质中合成了掺杂贵金属Ag的氧化锰八面体分子筛(OMS-2).利用X射线衍射、低温N2吸附、透射电子显微镜及程序升温脱附(TPD)等技术对固体材料的结构进行了表征,考察了材料对CO氧化反应的催化性能,以及Ag的掺杂对该反应的影响.结果表明,合成的OMS-2材料属于cryptomelane一维隧道结构,适量Ag的掺杂使分子筛的有序性得到改善,孔径更均一.Ag的加入还能明显提高催化剂的反应活性.O2-TPD和CO-TPD实验表明,Ag的引入使材料对CO的吸附性能及晶格氧的扩散能力得到显著增强,这是提高催化剂对CO氧化催化能力的主要原因.     

含铜MFI分子筛的H2-TPT和O2-TPD研究

 采用H2－TPR和O2－TPD手段考察了不同金属离子交换的ZSM－5分子筛催化剂上的氢还原性能和氧脱附性能．发现Cu－ZSM－5催化剂的储氧能力及氧脱附性能优于Co－ZSM－5和Fe－ZSM－5催化剂;储氧能力强、低温下氧脱附性能好的催化剂,对NO分解反应的催化活性就高．铜离子是反应的活性中心．添加Ag和Ce可使Cu－ZSM－5催化剂上氧的脱附温度大大降低．Cu－ZSM－5／堇青石整体式催化剂上Cu的存在形式与单纯的Cu－ZSM－5有差异,整体式催化剂上的一价铜数量少,但较稳定．     

表面含磷酸的介孔分子筛P-SBA-15的合成及其性能评价

采用后合成法，将磷酸固载在纯硅介孔分子筛SBA-15表面上。利用X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、氮气吸附 脱咐法（BET）分析方法表征催化剂的物理性能。结果表明，催化剂P-SBA-15在高温焙烧后保持了稳定的介孔分子筛SBA-15结构，该催化剂的比表面积和孔径分别为605.45m2/g和5.576nm（磷硅摩尔比5%）。选用十一碳烯酸与异丙醇的酯化反应对催化剂P-SBA-15的催化反应性能进行评价，同时与其他几种微孔沸石分子筛催化剂催化性能相比表明，磷酸改性的介孔分子筛P SBA 15是合成十一烯酸异丙酯较为理想的固体酸催化剂，考察了催化剂的稳定性。