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相似文献
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1.
合成气转化为乙醇的反应机理   总被引:5,自引:0,他引:5  
本文在助剂型Rh催化剂上采用了以CH_2OD、D_2~(18)O为捕获剂的原位化学捕获反应, 以及以D_2~(18)O为重氧源试剂的原位氧同位素交换反应, 对合成气转化为乙醇的反应机理进行了研究。在原位捕获反应中检测到CH_2DCOOCH_3、CH_3COOCH_3和CH_2DCOOD、CH_3COOD的生成, 表明合成乙醇反应过程中存在中间体乙烯酮和乙酰基, 当CH_3OD/H_2比值足够大时主要捕获到CH_2DCOOCH_3, 说明乙酰基主要由乙烯酮的部分氢化反应生成。原位氧同位素交换反应检测到含~(18)O的乙醇、乙醛、乙酸的生成, 表明乙烯酮等C_2-含氧化合物前驱怵与重氧水发生了氧同位素交换反应。籍此, 无须如Katzer等人那样假设乙烯酮互变异构为位能较商的环氧乙烯而后进行氧同位素交换, 就可以得到Katzer等人在~(13)C~(16)O/~(13)C~(18)O+H_2反应中观察到的产物乙醇的同位素组成结果。本文的实验结果进一步说明我们提出的“CO缔合—卡宾—乙烯酮—乙酰基—乙醇(醛)”机理是合理的。  相似文献   

2.
汪海有  刘金波 《分子催化》1993,7(4):252-260
催化剂活性测试表明,助剂Mn显著提高了铑的催化活性.通过考察H_3/D_2同位素效应发现在Mn促进的及非促进的铑催化剂上进行的合成气反应中,乙醇生成反应均表现出显著的氘位素效应.结合CO化学吸附、XRD.CO吸附IR、XPS、EPR等物化表征手段对催化剂的表征结果,讨论了助剂Mn的作用本质.提出助剂Mn~(2+)通过与反应中间体甲酰基氧端的亲合作用.促进了CO加氢生成甲酰基的反应及其随后的氢解生成卡宾物种的反应,从而显著提高铑催化活性的观点.  相似文献   

3.
进行了在SiO_2担载的Ru-Co双金属原子簇催化剂上合成气(CO+H_2)反应和模型化合物吸附的红外、质谱研究. 结果表明, 在原子簇制备的Ru-Co/SiO_2催化剂上, 在453 K下合成气(CO+H_2)反应在红外谱图产生了1584 cm~(-1)谱带, 它与CO加氢反应中含氧化台物的生成速率成线性关系. 因此提出了此谱峰对应着在CO加氢反应中生成古氧化合物的一个十分重要的中间体. 以CO+D_2、~(13)CO+H_2和~(13)CO+D_2代替CO+H_2, 在Ru-Co/SiO_2催化剂中, 1584 cm~(-1)谱带分别位移至1575、1542和1539 cm~(-1)处. 还观察到, 1584 cm~(-1)物种与H_2反应, 产物给出了CH_4和CH_3OH; 如果1584 cm~(-1)物种和D_2反应则生成CHD_3和CHD_2OD. 这些结果提出了1584 cm~(-1)谱带归属于表面甲酰基的羰基振动, 这同Ru-Co/SiO_2催化剂吸附甲醛的结果基本一致.  相似文献   

4.
CH_3自由基和O(~3P)反应机理的量子化学研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
李来才  邓萍  李德华  田安民 《化学学报》2002,60(7):1186-1191
用分子轨道从头计算MP2(full)方法和密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法 研究了CH_3自由基和三线态O原子反应的微观机理,优化得到了反应途径上的反应 物、过渡态、中间体和产物的几何构型,通过振动分析对过渡态和中间体构型进行 了确认,在G3不平上计算了能量,同时用经典过渡态理论对该反应的绝对速率常数 进行了理论计算。研究结果表明:CH_3自由基与O(~3P)反应有四条不同的放热反 应通道,主反应通道为IM1→TS1→CH_2O + H,同时反应可彻底裂解生成CO, H_2 及H。  相似文献   

5.
Rh/SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应   总被引:4,自引:0,他引:4  
 利用程序升温脱附、程序升温还原、程序升温表面反应、程序升温反应和化学捕获反应等手段,对Rh/SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应进行了研究.结果表明,Rh/SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气机理属于热解-氧化反应机理.甲烷首先在催化剂上发生解离吸附,产生具有不同H/C比的化学吸附物种CHx(x=1~3).其中,具有较高H/C比的CHx可能是甲烷部分氧化反应的活性物种,而具有较低H/C比的CHx可能是催化剂上积碳并导致催化剂失活的来源.活性物种CHx在活性氧物种的作用下,生成含氧中间体物种CHxO或继续脱氢.含氧中间体物种进一步分解,即生成CO和H2;CO2也可由CHx或CHxO物种进一步氧 化生成.  相似文献   

6.
C_2h_3自由基与O_2反应机理的量子化学研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
李来才  王欣  田安民 《化学学报》2002,60(3):457-462
用量子化学从头计算中UMP2(full)方法优化了C_2H_3自由基与O_2反应通道上 驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,在Gaussian-3(G3)水平上计 算了它们的能量。在此基础上计算了该反应通道上各基元反应的反应活化能。通过 我们的研究发现,C_2H_3自由基与氧气反应存在着三元环、四元环和五元环反应机 理,且分别生成不同的产物,从反应活化能的计算结果扯CH_2O和CHO是反应的主要 产物,其次还可能生成CH_3 + CO_2, CH_2CO_2 + H, C_2H_2 + O_2H和COHCOH + H等产物,且它们生成几率逐渐减少,我们对生成产物CH_2O + CHO, CH_3 + CO_2, C_2H_2 + O_2H和COHCOH + H四条反应通道化学反应热的计算结果与实验吻 合较好。  相似文献   

7.
不饱和烃加氢甲酰化合成醛(醇),如CH_3CH=CH_2+CO+H_2→CH_3CH_2CH_2CHO叫做氢甲酰化反应。它发现于30年代末期,并很快于40年代初建成第一套工业装置。由于氢甲酰化反应产品在增塑剂、洗涤剂、工业溶剂和有机合成中间体等方面的广泛应用,氢甲  相似文献   

8.
用量化学UMP2方法,在6-311++G**基组水平上研究了CH_2X(X=H,FCI)与臭氧反 应机理,全参数优化了反应过程中反应物、中间体、过渡态和产物的内何构型,在 UQCISD(T)/6-311++G**水平上计算了它们的能量,并对它们进行了振动分析,以 确定中间体和过渡态的直实性。从CH_2X(X=H,FCI)与O_3的反应机理的研究结果看 ,它们与O_3反应的活性都比较强,相对而言,活性大小顺序为CH_2F>CH_3> CH_2CI,也就是说,CH_2F自由基与臭氧间的反应活性最强,对大气臭氧的损耗将 是最大的。同时研究还发现CH_2X(X=H,FCI)系列自由基与O_3的反应都是强放热反 应。  相似文献   

9.
李来才  邹勤  田安民 《化学学报》2003,61(10):1524-1527
用量化学UMP2方法,在6-311++G**基组水平上研究了CH_2X(X=H,FCI)与臭氧反 应机理,全参数优化了反应过程中反应物、中间体、过渡态和产物的内何构型,在 UQCISD(T)/6-311++G**水平上计算了它们的能量,并对它们进行了振动分析,以 确定中间体和过渡态的直实性。从CH_2X(X=H,FCI)与O_3的反应机理的研究结果看 ,它们与O_3反应的活性都比较强,相对而言,活性大小顺序为CH_2F>CH_3> CH_2CI,也就是说,CH_2F自由基与臭氧间的反应活性最强,对大气臭氧的损耗将 是最大的。同时研究还发现CH_2X(X=H,FCI)系列自由基与O_3的反应都是强放热反 应。  相似文献   

10.
在G3(MP2)水平上,通过对CH_3S与O_2rcyi2rvylce dm (PES)上关键驻点的能 量计算,共找到4种中间体,9个过渡态,6种产物通道,并对这些气相反应机理进 行了讨论,同时应用TST-RRKM理论对主要反应的速率进行计算。结果表明:CH_3S 与O_2反应在低温下以生成CH_3SOO为主,并与实验结果吻合;在中高温下以消去和 抽提反应为主,分别生成CH_3 + SO_2和CH_2S + HO_2,其它产物较少。  相似文献   

11.
The method of chemical trapping for formyl intermediates has been studied, with syngas conversion to ethanol over rhodium-based catalysts as the diagnostic reaction concerned, and CH3I as the trapping reagent. Two species of acetaldehyde, i.e., CH3CHO and CH3CDO, were produced in the trapping reaction following CO + 2D2 reaction. It was shown that the formation of CH3CHO in the trapping reaction resulted from dehydrogenation of CH3 from CH3I to give H, which induced the formation of CH3CHO in the presence of CO and CH3 So there may be two pathways for the formation of CH3CDO in the trapping reaction: one, methylation of DCO adspecies; the other, deuteration of CH3 CO formed by CO insertion into CH3 The catalyst surface was purged with Ar following CO + 2D2 reaction before the trapping reaction was performed. By means of this modified method of chemical trapping for formyl intermediates, CH3CDO was found to be mainly derived from the methylation of DCO adspecies. Accordingly, it could be concluded that formyl is a C1 intermediate in the syngas conversion to ethanol over rhodium-based catalysts.  相似文献   

12.
钒促铑基催化剂上合成气反应中的H2/D2同位素效应   总被引:2,自引:1,他引:2  
铑基催化剂可催化合成气生成甲烷、乙醇等,CO中C—O键断裂是该反应的关键步骤。Ⅴ助剂可显著提高Rh的催化活性,其作用本质被认为是促进了CO的直接解离。本文考察了Ⅴ助剂对Rh催化性能的影响及Rh/SiO_2、Rh-V(1:1)/SiO_2上合成气反应的H_2/D_2同位素效应,根据实验结果及键级守恒-Morse势法的计算结果初步探讨了Ⅴ助剂的作用本质。  相似文献   

13.
夏文生  王南钦 《分子催化》1993,7(6):466-470
Rh上乙醇的生成机理,目前主要有两类.一是Ichikawa等为代表提出的“CO解离—CH_x(x=2或3)—乙酰基—乙醇”机理;另一是蔡启瑞等的“CO缔合—甲酰基(金属氧卡宾)—卡宾—乙烯酮—乙酰基—乙醇”机理.本文用Shustorovich的键级守恒—Morse势(BOC-MP)法对其进行了研究  相似文献   

14.
We have used a heated 2 cm × 1 mm SiC microtubular (μtubular) reactor to decompose acetaldehyde: CH(3)CHO + Δ → products. Thermal decomposition is followed at pressures of 75-150 Torr and at temperatures up to 1675 K, conditions that correspond to residence times of roughly 50-100 μs in the μtubular reactor. The acetaldehyde decomposition products are identified by two independent techniques: vacuum ultraviolet photoionization mass spectroscopy (PIMS) and infrared (IR) absorption spectroscopy after isolation in a cryogenic matrix. Besides CH(3)CHO, we have studied three isotopologues, CH(3)CDO, CD(3)CHO, and CD(3)CDO. We have identified the thermal decomposition products CH(3) (PIMS), CO (IR, PIMS), H (PIMS), H(2) (PIMS), CH(2)CO (IR, PIMS), CH(2)=CHOH (IR, PIMS), H(2)O (IR, PIMS), and HC≡CH (IR, PIMS). Plausible evidence has been found to support the idea that there are at least three different thermal decomposition pathways for CH(3)CHO; namely, radical decomposition: CH(3)CHO + Δ → CH(3) + [HCO] → CH(3) + H + CO; elimination: CH(3)CHO + Δ → H(2) + CH(2)=C=O; isomerization∕elimination: CH(3)CHO + Δ → [CH(2)=CH-OH] → HC≡CH + H(2)O. An interesting result is that both PIMS and IR spectroscopy show compelling evidence for the participation of vinylidene, CH(2)=C:, as an intermediate in the decomposition of vinyl alcohol: CH(2)=CH-OH + Δ → [CH(2)=C:] + H(2)O → HC≡CH + H(2)O.  相似文献   

15.
The reaction of the methylidyne radical (CH) with acetaldehyde (CH(3)CHO) is studied at room temperature and at a pressure of 4 Torr (533.3 Pa) using a multiplexed photoionization mass spectrometer coupled to the tunable vacuum ultraviolet synchrotron radiation of the Advanced Light Source at Lawrence Berkeley National Laboratory. The CH radicals are generated by 248 nm multiphoton photolysis of CHBr(3) and react with acetaldehyde in an excess of helium and nitrogen gas flow. Five reaction exit channels are observed corresponding to elimination of methylene (CH(2)), elimination of a formyl radical (HCO), elimination of carbon monoxide (CO), elimination of a methyl radical (CH(3)), and elimination of a hydrogen atom. Analysis of the photoionization yields versus photon energy for the reaction of CH and CD radicals with acetaldehyde and CH radical with partially deuterated acetaldehyde (CD(3)CHO) provides fine details about the reaction mechanism. The CH(2) elimination channel is found to preferentially form the acetyl radical by removal of the aldehydic hydrogen. The insertion of the CH radical into a C-H bond of the methyl group of acetaldehyde is likely to lead to a C(3)H(5)O reaction intermediate that can isomerize by β-hydrogen transfer of the aldehydic hydrogen atom and dissociate to form acrolein + H or ketene + CH(3), which are observed directly. Cycloaddition of the radical onto the carbonyl group is likely to lead to the formation of the observed products, methylketene, methyleneoxirane, and acrolein.  相似文献   

16.
We have analyzed the differences in the methyl internal rotation induced by the HD isotope effect for acetaldehyde (CH(3)CHO) and deuterated acetaldehyde (CD(3)CDO) in ground state by means of the multicomponent molecular orbital (MC_MO) method, which directly accounts for the quantum effects of protons and deuterons. The rotational constant of CH(3)CHO was in reasonable agreement with experimental one due to the adequate treatment of the protonic quantum effect by the MC_MO method. The C-D bond distances were about 0.007 A shorter than the C-H distances because of the effect of anharmonicity of the potential. The Mulliken population for CD(3) in CD(3)CDO is larger than that for CH(3) in CH(3)CHO because the distribution of wavefunctions for the deuterons was more localized than that for the protons. The barrier height obtained by the MC_MO method for CH(3)CHO was estimated as 401.4 cm(-1), which was in excellent agreement with the experimentally determined barrier height. We predicted the barrier height of CD(3)CDO as 392.5 cm(-1). We suggest that the internal rotation of the CD(3) group was more facile than that of the CH(3) group because the C-D bond distance was observed to be shorter than the C-H distance. Additionally the localized electrons surrounding the CD(3) group in CD(3)CDO caused the extent of hyperconjugation between the CD(3) and CDO groups to be smaller than that in the case of CH(3)CHO, which may have also contributed to the observed differences in methyl internal rotation. The differences in bond distances and electronic populations induced by the H/D isotope effect were controlled by the difference in the distribution of wavefunctions between the protons and deuterons.  相似文献   

17.
在固定床反应器中考察了Ni基催化剂上甲烷氧化与空气或O2/水蒸气部分氧化制合成气的反应。用空气取代纯氧同样能获得高甲烷转化率和产物选择性。水的添加主要发生水气变换反应,同时也能降低催化剂上积炭。在甲烷与纯氧500小时反应的稳定性考察中,甲烷转化率、CO及H2选择性分别保持在90%、95%和95%以上;反应后上层催化剂的Ni含量从新鲜催化剂的7.2%下降到5.2%,在反应后的催化剂上没有发现积炭和相变。  相似文献   

18.
代小平 《分子催化》2012,(5):423-429
采用溶胶-凝胶法制备了不同B位可变价离子的La-B-O复合氧载体(B=Cr、Ni),采用XRD、BET、FT-IR、H2-TPR及CH4-TPSR等进行了表征,并用于化学循环重整(CLR)CH4反应中.结果表明,LaNiO3氧化物更易于与CH4发生深度氧化和选择氧化,LaCrO3氧化物则利于CH4裂解,其氧物种氧化CH4的能力较弱.在连续流动CLR反应中,LaNiO3具有较高的供氧量和持续供氧能力,能将CH4选择氧化为H2/CO=1.45的合成气,其CH4转化率和CO选择性分别达到23.4%和86.9%,且其结构保持了较高的稳定性.  相似文献   

19.
催化活性测试表明,助剂Fe具有显著提高乙醇生成选择性及铑催化活性的双重作用;助剂Li具有显著提高乙醇选择性的作用,对铑催化活性影响不大。基于H_2/D_2同位素效应结果及CO化学吸附、IR、XRD、XPS等的表征结果,认为助剂Fe经活化处理后大部分与Rh形成RhFe合金,使Rh分散度显著提高,从而提高了乙醇的选择性;Rh分散度的提高以及小部分以Fe~(2+)(Fe~(3+))形式存在的助剂Fe促进甲酰基的生成及随后的氢解断C-O键反应是助剂Fe促使铑催化活性提高的两个因素。Li的主要作用在于通过与C_2含氧中间体乙烯酮氧端的弱亲合作用,促进了乙醇前驱体的生成,从而使乙醇生成选择性提高。  相似文献   

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