吸附量热技术和多相催化微观动力学

本文介绍了多相催化研究中的吸附量热技术、多相催化微观动力学及其计算机模拟, 以及吸附量热技术在定量表征固体催化剂表面中心和在多相催化微观动力学分析中的重要作用。     

多相催化的连锁学说

多相催化过程不仅在化学工业上占有相当的地位,同时也是化学动力学上的一个重要部分。为了解决各种实际问题,各国科学家对多相催化反应的机构曾进行详细的研究,并建立很多的催化学说。某些学说指出:多相催化反应是由于反应物分子在催化剂表面的吸附(如 Faraday 1833年的物理吸附学说,Taylor1931年的活性吸附学说等)和变形(1856年的分子变形假说等)所致;另一些学说则着重说明催化剂表面上活性中心的结构和作用(1929年的多质点集团论和1946年的活性集团学说)。根据化学动力学上的中间状态论,在多相催化反应中有不稳定的活化络合物(activated complex)形成,因此可用统计热力学方法计算它的绝对速度(Eyring 等的绝对反应速度论)。学说虽多,各有说法,迄今尚不能建立一个普     

氧在银-金合金表面上吸附的准经典轨迹法研究

气固界面的化学吸附是多相催化的基本前提,因此化学吸附态和表面反应中间体的确定对了解催化剂作用和反应机理起着重要的作用.分子反应动力学也能用于化学吸附的研究.一个基本的方法就是准经典轨迹法,用它可以研究:(1)气体分子在固体表面上化学吸附的形式,即分子吸附还是解离吸附及各自的几率;(2)对吸附最有利的能量     

HZSM-12分子筛催化剂的化学吸附和程序升温脱附

自从Amenomiya和Cvetanovic在闪脱基础上发展了程序升温脱附技术(简称TPD)以后,由于它能够在接近反应条件下考察催化剂的表面性质,而且设备简单,所以被广泛应用于多相催化研究。它不但能考察金属和氧化物催化剂,而且也能考察分子筛催化剂。本文用吸附等压线和TPD技术表征了HZSM-12分子筛催化剂的表面     

一种简易的原位低温红外池

一、引言应用透射红外光谱法,以特定的探针分子吸附来研究多相催化反应催化剂表面状态,吸附物种和反应机理,已成为催化研究常用的重要方法之一。这种方法对于过渡金属催化剂在室温以上即可进行成功的研究,已有很多报导。     

烯烃在USY沸石表面上化学反应热的量热测定

1.前言 在多相催化研究工作中,测定反应物分子在固体催化剂表面上化学吸附时产生的反应热,或者说化学吸附热,对研究催化剂的性质和反应物的表面化学反应都很有帮助。但是目前尚无有效的方法测定它。本文用吸附量热法测定了烯烃在USY沸石表面的吸附热,并提出了一种化学吸附热的估算方法。     

CO在Ni-Zn/C催化剂上的可逆吸附

ＣＯ在ＮｉＺｎ／Ｃ催化剂上的可逆吸附彭峰黄仲涛（华南理工大学化学工程系，广州５１０６４１）关键词一氧化碳，可逆吸附，吸附热，镍，锌，活性炭，负载型催化剂分类号Ｏ６４３／Ｏ６４７化学吸附是分子与催化剂表面原子间形成吸附化学键，具有选择性，是多相催化...     

金属原子簇流变性及其用于研究催化反应机理

在多相催化反应中,反应分子在催化剂表面上的化学吸附是反应分子活化的关键步骤。这个步骤是瞬间发生和完成的,因此用通常方     

表面扩散对CO氧化反应一级相变点的影响：蒙特卡罗模拟

CO氧化反应无论在化学工业还是在环境保护化学中都占有重要一席，特别是它常被用作研究多相催化反应基本过程的模型反应．研究表明，这一反应体系具有复杂的动力学行为，其中包括表面吸附物种的动力学相变、速率振荡和催化剂表面的结构重排等四人们还发现，当CO和O。按化学计量     

金属态原子电负性、电子脱出功及吸附热之间关系的计算研究

金属态原子电负性、电子脱出功及吸附热之间关系的计算研究王贵昌孙予罕＊钟炳（中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室太原０３０００１）反应物分子在催化剂表面的活化吸附过程是多相催化过程中一个关键的中间步骤，获取该过程中的能量变化信息对人们进行催...     

差热-色谱联用法测吸附热——吡啶在γ-Al_2O_3及NaX沸石上吸附热研究

测量和研究吸附热对探讨多相催化过程及固体催化剂表面活性中心、结构和吸附特性等均有重要意义。本文参照Richardson及杨梦彦的方法,将差热技术与色谱技术相结合,建立了适于测定气-固不可逆吸附的微分吸附热的量热系统。用它测定了吡啶在γ-Al_2O_3及分子筛NaX沸石上的微分吸附热并初步探讨了它们的表面酸性。 1 实验     

二苯并噻吩在 CoMo/CNT催化剂表面上的吸附行为研究

用等体积浸渍法分别制备了碳纳米管(CNT)、活性炭(AC)、γ-Al2O3负载的CoMo加氢脱硫催化剂.用器外预硫化的方法制备了相应的硫化态的CoMo催化剂.采用程序升温脱附(TPD)技术表征了载体、负载的氧化态CoMo催化剂和硫化态CoMo催化剂的表面酸性.采用热重(TG)和XRD等分析手段研究了二苯并噻吩(DBT)在碳纳米管载体、碳纳米管负载的氧化态CoMo催化剂以及硫化态CoMo催化剂上的吸附行为.对DBT在样品表面的吸附行为与表面酸性进行了关联.研究发现DBT分子在载体、负载的催化剂表面的吸附行为遵循如下的规律硫化态CoMo催化剂对DBT的吸附能力＞相应氧化态CoMo催化剂对DBT的吸附能力≥相应载体对DBT分子的吸附能力.研究表明载体的比表面积的大小不是决定DBT吸附量的主要因素.DBT分子的吸附量与载体或催化剂的表面酸性以及其他表面性质有一定的内在联系,随着表面酸性的增强,吸附量也相应增大.加氢脱硫产物分布结果表明,DBT分子在硫化态CoMo/CNT催化剂的表面可能以端点吸附为主;而在硫化态CoMo/AC和CoMo/γ-Al2O3催化剂上存在两种竞争的吸附态,部分DBT分子端点吸附,而另一部分DBT分子倾向于平躺吸附.     

二氧化碳和丙烯在Cu2(OEt)2/SiO2催化下超临界合成甲基丙烯酸

负载型双核金属乙氧基配合物催化剂Cu2(OEt)2／SiO2采用表面改性法制备。运用滴定、IR、DSC和超临界反应技术对催化剂的表面结构、化学吸附性质和反应性能进行了研究。结果表明：负载型双核金属乙氧基配合物Cu2(OEt)2／SiO2中Cu”与载体SiO2表面O^2-以双齿配位形式键合，存在Cu2(OEt)2双核结构；二氧化碳在催化剂表面吸附形式形成桥式和乙氧碳酸酯基物种两种吸附态，丙烯则只有一种分子吸附态；在超临界的反应条件下，二氧化碳和丙烯在Cu2(OEt)2／SiO2催化剂上可以高选择性地合成甲基丙烯酸；反应物分子共吸附于催化剂表面，同一活性基元以及羧酸根与丙烯解离吸附态的形成是反应顺利进行的关键因素。     

负载型Sn2(OMe)2Cl2/SiO2催化剂的制备、表征与催化合成碳酸二甲酯

采用表面改性法制备了负载型Sn2(OMe)2Cl2/SiO2双核桥联配合物催化剂,用IR,TPD和微量反应技术研究了催化剂的表面结构、化学吸附性能和反应活性.结果表明,双核桥联配合物Sn2(OMe)2Cl2以O(Me)为桥,Cl为配体,并以Sn-O-Si形式键合到SiO2表面上;CO2与催化剂表面的金属离子Sn4+和桥基配体OMe的O2-形成桥式和甲氧碳酸酯基两种吸附态,CH3OH与催化剂表面的金属离子Sn4+仅形成一种分子吸附态;在413K以下,CO2和CH3OH在Sn2(OMe)2Cl2/SiO2催化剂表面上以近100%的选择性生成碳酸二甲酯;CO2在催化剂表面形成的甲氧碳酸酯基吸附态是生成DMC的关键物种,其与在同一活性中心的分子吸附态甲醇的反应决定了催化剂的活性和产物选择性.     

担载Rh／Al2O3催化剂表面吸附态的加压原位红外光谱表征

应用加温加压气固多相催化原位红外光谱反应器,在Ｈ２／ＣＯ＝２：１（ｍｏｌ）、０．５￣５．０ＭＰａ和２０￣３００℃的接近ＣＯ＋Ｈ２工业反应条件下,考察了还原态和氧化态Ｒｈ／Ａｌ２Ｏ３催化剂表面ＣＯ吸附态,关联了吸附态与催化剂活性的关系。实验结果表明,还原态的Ｒｈ／Ａｌ２Ｏ３催化剂一氧化碳加氢生成烃类,其催化剂表面存在三种ＣＯ吸附态：线式Ｒｈ（ＣＯ）,孪生式Ｒｈ（ＣＯ）２和桥式Ｒｈ２ＣＯ。在常温常压下     

V（acac）3—AI（i—BU）2CI催化体系相态的研究

研究了V(acac)3-AI(i-BU)2CI催化体系的相态。通过Tyndall效应、电镜观察和超过渡实验,证明了在溶有丁二烯的甲苯溶剂中V(acac)3-AI(i-BU)2CI催化体系以小颗粒分散,粒径在1－100nm之间,为胶体催化剂,属于高度分散的多相催化体系。催化剂颗粒是无定形的,其活性中心位于胶粒表面,以较佳配比所得到的催化剂颗粒较小、分布均匀,对丁二烯聚合反应具有较高的催化活性。     

ZrO2催化剂上吸附甲酸的TPD和IR研究

众多的研究表明甲酸在氧化物催化剂上的吸附分解与催化剂的表面酸碱性质有关。研究吸附相甲酸物种的变化表明甲酸分解反应的选择性除受温度影响外,还与甲酸的表面覆盖度有关。Z_rO_2表现为较典型的弱酸弱碱双功能性催化剂。最近我们的研究表明Z_rO_2表面存在表面键诱导酸-碱相互作用,它的酸-碱双功能催化作用在烷基胺分解转化为腈的反应中得到了较好地体现。本文报导Z_rO_2催化剂上吸附甲酸的程序升温脱附(TPD)和红外光谱(IR)研究结果。     

Ti2(OMe)4/SiO2催化剂的制备及其合成碳酸二甲酯的反应性能

采用表面改性和离子交换法制备了SiO2负载的Ti2(OMe)4双核桥联配合物催化剂，用IR、TPD和微反技术考察了催化剂的表面构造及CO2和CH3OH在催化剂表面上的化学吸附和反应性能。结果表明：双核桥联配合物Ti2(OMe)4以Ti-O-Si键锚定在SiO2表面上；CO2在催化剂表面存在桥式和甲氧碳酸酯基两种吸附态，其中甲氧碳酸酯基吸附态是生成DMC的关键物种；CH3OH在催化剂上只有一种分子吸附态。在150℃以下，CO2和CH3OH在Ti2(OMe)4/SiO2催化剂表面上高选择地生成碳酸二甲酯。     

介孔结构的α-FeOOH对苯酚的催化臭氧化降解

以双氧水和硫酸亚铁为原料,采用绿色简便水热法得到了高比表面的羟基氧化铁纳米催化剂,提出将α-FeOOH纳米材料用作臭氧化催化剂。X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、低温氮吸附脱附表征结果证明催化剂组成为α-FeOOH,形貌为直径13～20 nm、长度70～100 nm具有介孔结构的棒状物,Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积达到132 m²·g^-1,碱滴定分析表明所得催化剂的表面羟基密度高达5.484 mmol·g^-1,该纳米材料对臭氧化降解水中苯酚显示了优异的催化性能。机理研究表明,具有高比表面、高表面羟基密度以及合适的pH_pzc值的纳米α-FeOOH催化剂,在多相催化反应中促进了臭氧分子到羟基自由基的转变,从而加快了苯酚的降解。     

固体酸催化剂结构与催化反应机理的核磁共振研究（英文）

固体酸催化剂因具有环境友好、高产物选择性和易于分离等优点而广泛应用于现代石油化工领域的各种催化过程。固体核磁共振是一种研究功能材料结构和动力学性质的有力工具。本文将主要介绍固体核磁共振在表征固体酸催化剂的表面酸性以及多相催化反应机理方面的应用。具体来说,可以通过一系列探针分子(如吡啶、丙酮、三烷基氧磷和三甲基磷)的NMR化学位移实验观测值来定量测量酸强度;二维双量子魔角旋转(DQ MAS)固体核磁共振技术能够揭示催化剂上酸中心的空间临近性及协同效应。另外,原位固体核磁共振可以揭示多相催化反应过程中反应物、中间体、反应产物的演化,阐明催化反应机理。