原位FT-IR技术在研究甲烷氧化反应中的应用*

综述了原位FT-IR技术在研究甲烷氧化反应中的应用,介绍了近年来运用原位FT-IR技术在甲烷氧化偶联反应活性氧物种和甲烷部分氧化反应机理上取得的研究结果,讨论了不同催化剂体系上氧物种的种类和实验条件对甲烷部分氧化反应机理的影响。原位FT-IR峰的识别与归属技术的进步会使其在催化反应的机理和历程的研究中得到更广泛的应用。     

CO和CO2在Cu／ZnO／Al2O3催化剂上加氢反应机理的原位红外研究

ＣｕＺｎＯＡｌ2Ｏ3催化剂用于合成甲醇的反应机理已经进行了大量的研究[1～3]。近年来,利用原位红外技术在研究合成甲醇的催化反应机理方面取得了不少研究成果[4～7]。但大多数实验是采用低铜含量催化剂[4,5]。本文采用高温加压式原位红外池,在513Ｋ和20ＭＰａ的条件下,...     

α-二亚胺镍(Ⅱ)配合物-TiCl4复合催化剂催化乙烯原位聚合制备支化聚乙烯

制备了α-二亚胺镍()配合物[C6H5—NC(CH3)—C(CH3)N—C6H5]NiBr2(NiL)-TiCl4负载在MgCl2-SiO2载体上的复合催化剂(NiL-TiCl4/MgCl2-SiO2),以AlR3为助催化剂(不用MAO)催化乙烯聚合.研究了NiL和TiCl4负载方法、NiL/TiCl4摩尔比、助催化剂种类及聚合反应温度等对催化剂性能的影响.用IR和13CNMR表征聚合产物支化度及支链结构;用GC-MS监测聚合反应.实验结果表明,NiL-TiCl4复合催化剂具有齐聚原位共聚特性,可催化乙烯原位聚合,合成支化聚乙烯.     

原位漫反射红外光谱研究氮氧化物在Ag-ZSM-5催化剂上的吸附态及选择性催化还原反应机理

利用原位分析方法对催化剂表面吸附态进行动态表征，对了解催化反应机理具有重要的意义。漫反射红外光谱是一种理想的原位方法，应用该方法在298－773K范围原位考察了以丙烯为还原剂，NO在Ag-ZSM-5催化剂上的吸附态及选择性催化还原过程。认为NO的选择性催化还原符合直接作用机理，还原的关键是形成有机－氮氧化物（R－NO2或R－ONO）中间体。O2的作用是使C3H6充分活化，并是有效产生有机－氮氧化物不可缺少的条件。     

Pd/NiAl_2O_4催化剂上甲烷燃烧反应的红外光谱研究

采用原位红外光谱研究了Pd/NiAl2O4催化剂上甲烷燃烧反应机理,考察了Pd在载体上的氧化-还原状态对催化剂性能的影响.结果表明,甲酸盐向碳酸盐的转化是反应的控制步骤.经预还原处理的催化剂在贫燃富氧条件下反应一段时间后,活性组分仍为Pd-PdO混合形态;Pd单质的存在使O2在其上吸附形成活性O2-物种,从而促进了甲酸盐向碳酸盐的转化.     

CeO2-WO3复合氧化物催化剂的NH3-SCR反应机理

采用共沉淀法制备了新型CeO2-WO3复合氧化物催化剂,并用于氨选择性催化还原(NH3-SCR)NOx反应中.活性测试表明,在200～450℃ NOx转化率接近100%.采用程序升温脱附和原位漫反射红外光谱研究了该催化剂上的NH3-SCR反应机理.结果表明,该催化剂的主要活性位是CeO2,而WO3的加入大大提高了其表面...     

表征固体超强酸性的新方法-正丁烷异构化反应的原位~(13)CMASNMR谱

室温下SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂（SZ）上~(13)C标记的丁烷异构化反应的原位 ~(13)C MAS NMR谱研究结果表明：其反应动力学符合Langmuir-Hinshelwood一级可 逆表面反应动力学公式，由该动力学公式计算得到的反应速率常数可以用于衡量固 体催化剂的表面超强酸性。这种新的表征方法显示采用一步-醇热-超临界干燥综合 技术合成的SZ催化剂不仅比表面和硫酸根含量高，而且其超强酸性和异构化反应活 性均明显优于常规法合成的催化剂，具有良好的应用前景。     

Ag／Al2O3选择性催化丙烯还原氮氧化物表面反应机理的原位红外光谱研究

 在富氧条件下Ag／Al2O3对以丙烯为还原剂选择性催化还原NOx的反应有很高的催化活性．本实验成功地利用原位红外光谱分析手段,在真实的催化反应条件下,探讨了丙烯选择性还原NOx的反应机理,证实了催化剂表面反应中间体Al－NCO和Ag－NCO虽在真空中稳定,但在实际反应条件下极为活泼．催化剂表面上R－ONO和R－NO2分解成NCO是整个反应的速度控制步骤．这一结论与在真空系统条件下对其反应机理的研究结果一致,证明了在这一反应体系中两种研究方法的相关性．同时本实验还从反应机理上探讨了催化剂的水蒸气中毒现象．水蒸气的存在阻碍了催化剂表面R－ONO和R－NO2的生成,并进一步阻碍了反应的速度控 制步骤,即R－ONO和R－NO2向Al－NCO和Ag－NCO的转化,但这是一种完全可逆的暂时中毒现象．结合相应的催化剂活性评价结果对表面反应机理进行了讨论．     

Rh/H-BEA催化剂上甲烷和二氧化碳的碳交换反应

 13C原位魔角旋转固体核磁共振光谱研究发现,573 K时甲烷和二氧化碳在Rh/H-BEA催化剂上发生碳交换反应. 原位红外光谱检测到HnCO(n=1,2,3)中间体,说明甲烷与二氧化碳在Rh/H-BEA上可以发生低温活化. 提出了发生碳交换反应的可能途径.     

表征固体超强酸性的新方法--正丁烷异构化反应的原位13C MAS NMR谱

室温下SO2 -4/ZrO2 催化剂 (SZ)上13 C标记的正丁烷异构化反应的原位13 CMASNMR谱研究结果表明 :其反应动力学符合Langmuir Hinshelwood一级可逆表面反应动力学公式 ,由该动力学公式计算得到的反应速率常数可以用于衡量固体催化剂的表面超强酸性 .这种新的表征方法显示采用一步 -醇热 -超临界干燥综合技术合成的SZ催化剂不仅比表面和硫酸根含量高 ,而且其超强酸性和异构化反应活性均明显优于常规法合成的催化剂 ,具有良好的应用前景 .