Fe/ZrO2气胶超细粒子催化剂的XAFS研究

采用XAFS方法对Fe/ZrO2气凝胶超细粒子催化剂中Fe的近邻结构进行研究。随着催化剂粒减小, Fe/ZrO2远程结构逐渐无序, Fe最近邻Fe-O配位数不变, Fe-O键长略有下降, 次近邻Fe-O配 数和键长均减小, 对于高配位层, 配位数下降更快,Fe的配位环境的影响与催化剂活性和选择性的规律有较好的关联。     

CO2加氢活性与担载铁催化剂表面Fe—O键强度的关系

采用浸渍－还原法,制备了AI2O3、TiO2、ZrO2担载铁催化剂,并在温度623K、压力1．5MPa、空速800－1000h^-1、原料气组成CO2／H2为1：2等实验条件下,考察了不同还原温度的催化剂在CO2加氢制低碳（C2－C5）烃中的反应活性。结果表明,以CO2转化率计,各催化剂均存在最佳还原温度（Fe/AI2O3:873K;Fe/TiO2:77K;Fe/ZrO2:723K)。将此温度与催化剂表面Fe-O键强度相关联,发现在相同条件下,与载体M－O键长有关的Fe-O键越强,催化剂越容易被还原,最佳还原温度越低,反应活性越好。     

Fe/ZrO_2催化剂的Mssbauer谱及XAFS表征

考察了经不同温度还原的Fe/ZrO2 催化剂在CO2 加氢制低碳烃反应中的催化活性 ,最佳结果为CO2 转化率2 7 0 % ,对C2 + 烃的选择性 5 6 7% .采用XRD ,57FeM ssbauer谱 ,FeK 吸收边的X射线吸收近边结构 (XANES)及扩展X射线吸收精细结构 (EXAFS)等表征方法研究了催化剂的表面结构 .结果表明 ,在ZrO2 表面上主要存在α Fe及配位不饱和的Fe3 + 两种物种 .催化剂表面明显呈氧缺位、零价铁相对富集的状态 .还原温度对表面结构有显著的影响 ,最佳还原温度与表面Fe O键的键长有关 .结合这种催化剂在CO2 加氢制低碳烃反应中的催化活性 ,认为α Fe与配位不饱和的Fe3 + 物种的协同作用是其具有较高催化活性的重要原因     

ZrO_2载体上Pd、Ag、Co催化剂用于甲烷完全氧化反应的研究

用浸渍法制备了Pd/ZrO2 、Ag/ZrO2 和Co/ZrO2 等催化剂用于甲烷完全氧化反应。实验表明 ,对Pd/ZrO2 催化剂 ,焙烧温度对其催化活性影响很大 ,最佳焙烧温度为 2 80℃。对Pd/ZrO2 催化剂 ,最佳Pd负载量为 1 0w %。随总流量增大 ,甲烷转化率下降 ,随O2 /CH4进料比减小 ,甲烷转化率下降。其它负载型金属催化剂如Ag ,Co等用于甲烷氧化反应中具有一定的活性 ,但活性低于Pd。Pd -Co双金属催化剂可望是理想的Pd催化剂的替代品     

稀土氧化物掺杂对SO4^2-／ZrO2／Al2O3催化剂催化性能的影响

采用浸溃-沉淀法在具有较大比表面积的Al2O3上直接合成纳米ZrO2制备负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体,并将氧化钪、氧化钕、氧化错等稀土氧化物(RExOy)分别掺杂到负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体中以改善ZrO2的表面性能.同时以此复合载体负载SO42-制备SO42-/RExOy-ZrO2/Al2O3催化剂.运用XRD,BET,NH3-TPD,原位红外等技术与方法对催化剂的晶相结构、比表面积、孔径分布、酸中心种类等进行表征,并以α-蒎烯异构化反应为探针考察了催化剂的催化性能.结果表明,掺杂的稀土氧化物没有改变ZrO2的晶相结构,但ZrO2粒度有所减小,催化剂的比表面积增加,同时稀土氧化物的存在还会改变催化剂表面SO42-的配位方式,提高表面酸中心数和酸强度,增强催化剂的活性.催化剂的孔结构对选择性有较大的影响.     

稀土氧化物的掺杂量对SO42-/ZrO2/Al2O3催化剂催化性能的影响

采用浸渍-沉淀法制备负载型纳米ZrO2/Al2O3,复合载体,并将不同量的氧化钕、氧化镨掺杂到负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体中以调变ZrO2的表面性能.同时以此复合载体负载SO42-制备SO42-/REXOY-ZrO2/Al2O3催化剂.运用XHD、BET、NH3-TPD、原位红外技术对催化剂的晶相结构、比表面积、孔径分布、酸中心种类等进行表征,并以α-蒎烯异构化为探针反应考察了催化剂的活性.结果表明,适量的稀土掺杂会增加催化剂的比表面积,降低ZrO2的粒径,从而增加催化剂表面SO42-的配位吸附量,提高表面酸中心数和酸强度,增强催化剂的活性.     

不同催化剂对苯酚H2O2羟基化反应的比较

用苯酚、双氧水经羟基化反应合成邻、对苯二酚,在Fe2O3为催化剂的反应系统中,反应诱导期长,且反应剧烈;当以杂多酸盐或Fe/ZrO2为催化剂时,诱导期消失,且羟基化反应平稳。 反应的诱导期可能是由铁的氧化物转化为活性物种Fe3+和Fe2+的过程引起的;在杂多酸盐或Fe/ZrO2催化剂的反应体系中,羟基化反应可能发生在催化剂表面而使反应变得缓慢平稳,反应诱导期消失。     

ZrO_2、TiO_2担载氧化铁催化剂上二氧化碳加氢制低碳烃(英文)

采用创新方法制备的ZrO2、TiO2担载氧化铁催化剂在二氧化碳加氢制低碳烃反应中显示出良好的催化活性和产物选择性,由15wt?/ZrO2给出的最佳结果为：CO2转化率为20%,除甲烷以外的低碳烃的选择性接近70%。还考察了金属Fe担载量及催化剂的预还原温度对催化活性的影响,发现催化活性随金属Fe担载量的增加而呈现“双峰”现象,这种现象可能与活性物种(零价铁及配位不饱和的三价或二价铁)在催化剂表面的几何排布有关,而两种催化剂的最佳还原温度分别为723 K(5wt?/ZrO2)和773 K(5wt?/TiO2)。     

焙烧温度对CuO/Fe2O3/ZrO2甲醇水蒸气重整制氢催化剂性能的影响

采用XRD、TPR和EXAFS等手段，考察了焙烧温度对CuO/Fe2O3/ZrO2物化性能和甲醇水蒸气重整制氢活性及其选择性的影响。结果表明，催化剂中氧化铜的晶粒随着焙烧温度的提高而增大，铜的配位环境发生变化。在焙烧温度623K－723K范围内，对甲醇水蒸气重整反应的甲醇转化率和氢选择性影响较小，其结构参数变化值较小。当焙烧温度提高到923K时，催化剂的活性因ZrO2晶化和铜组分的聚焦而显著降低。结果铁的加入使ZrO2的相变温度向后推移，并且有效地阻止了CuO颗粒的聚集。     

氮掺杂介孔炭负载FeCu双金属催化剂及其CO加氢性能研究

利用氮掺杂介孔炭负载FeCu双金属,改变Fe/Cu组成,考察催化剂结构性质特征及其CO加氢反应性能。结果表明,Fe、Cu与N相互作用存在差异,Cu-N相互作用较强,并直接促进了Cu的分散。在较高的金属负载量（45.0%-50.0%,质量分数）下,Cu仍保持了与N一致的均匀分布特征,催化剂表面Fe/Cu组成也因为Fe、Cu分布特征差异而小于体相,这与常见Fe-Cu体系明显不同。在所用预处理条件（300℃的H₂气氛）下,Fe未被完全还原,H主要与Fe-O作用,以Fe-O-H形式存在,而Cu-N作用较强,金属Cu与H作用较弱,使得催化剂表面活性氢碳比降低,导致C₅₊选择性随Fe/Cu比值的减小逐渐增加。与此同时,载体向负载金属的电子偏移能力也随着Fe/Cu比值的减小逐渐增强,促使催化剂表面碱性随Cu含量的增加逐渐增强,最终导致C₅₊选择性、醇选择性进一步增加。     

CO_2加氢活性与担载铁催化剂表面Fe-O键强度的关系

采用浸渍 -还原法 ,制备了 Al2 O3、 Ti O2 、 Zr O2 担载铁催化剂 ,并在温度 6 2 3K、压力 1.5 MPa、空速80 0～ 10 0 0 h- 1、原料气组成 CO2 /H2 为 1∶ 2等实验条件下 ,考察了不同还原温度的催化剂在 CO2 加氢制低碳(C2 ～ C5 )烃中的反应活性 .结果表明 ,以 CO2 转化率计 ,各催化剂均存在最佳还原温度 (Fe/Al2 O3:873K;Fe/Ti O2 :773K;Fe/Zr O2 :72 3K) .将此温度与催化剂表面 Fe- O键强度相关联 ,发现在相同条件下 ,与载体 M-O键长有关的 Fe- O键越强 ,催化剂越容易被还原 ,最佳还原温度越低 ,反应活性越好 .     

XAFS STUDIES OF IRON CATALYSTS FOR F-T SYNTHESIS

IntroductionX-rnyabsorptionfinestructure(XAFS)spectroscopeprovidesauniqucopportunitytodetermincthcstructureofnanophasesystemswithshort-rangeorder,suchascatalystslllAnalysisofthcextendedpartofX-rayabsorptionfincstructure(EXAFS)providesthcinformationaboutthcidcntity,intefatomicdistanccs,andcoordinationnumbcrofatomsintheneghboringatomicshellssurroundingthccentralabsorbingatomFortransitionmetalcompondswithincompletelyfilleddshellthesamepre-edgepcaksintheX-rayabsorptionncar-edgestructure(XANE…     

CuO/γ-Al2O3单分散催化剂的XAFS研究

采用XAFS方法研究浸渍法制备并于低温焙烧的CuO/γ-Al2O3催化剂的局域结构.对于CuO负载量小于单层分散阈值的CuO/γ-Al2O3(0.4 mmol/100 m2),结果表明,CuO物种是以层状分散的孤立原子簇存在于γ-Al2O3载体表面,其第一近邻Cu－O配位环境的结构与晶态CuO的相似,键长和配位数分别为0.195 nm和4.对于CuO负载量等于单层分散阈值的CuO/γ-Al2O3(0.8 mmol/100 m2),已有少量的CuO纳米颗粒生成.对于CuO负载量大于单层分散阈值的CuO/γ-Al2O3(1.2 mmol/100 m2),其结构与多晶CuO的相近.基于CuO在γ-Al2O3载体上的三种不同分散状态的结构特点,我们提出了CuO/γ-Al2O3催化剂的结构模型.     

CO2加氢合成甲醇的超细Cu-ZnO-ZrO2催化剂的表征

采用原位顺磁共振（ＥＰＲ）、原位Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和程序升温还原（ＴＰＲ）等手段,对ＣＯ２加氢合成甲醇用的不同粒度的超细Ｃｕ－ＺｎＯ－ＺｒＯ２催化剂各组分的相互作用进行了研究。结果表明,ＺｒＯ２的加入改变了催化剂的表面结构和配位状态,增加了活性组分的分散度,提高了催化剂的稳定性。实验还发现,催化剂的粒度对各组分的相互作用有着重大的影响,催化剂的粒度较小时,Ｃｕ＾２＋主要以团簇的形式存在,易     

Atomic XAFS as a tool to probe the reactivity of metal oxide catalysts: quantifying metal oxide support effects

The potential of atomic XAFS (AXAFS) to directly probe the catalytic performances of a set of supported metal oxide catalysts has been explored for the first time. For this purpose, a series of 1 wt % supported vanadium oxide catalysts have been prepared differing in their oxidic support material (SiO2, Al2O3, Nb2O5, and ZrO2). Previous characterization results have shown that these catalysts contain the same molecular structure on all supports, i.e., a monomeric VO4 species. It was found that the catalytic activity for the selective oxidation of methanol to formaldehyde and the oxidative dehydrogenation of propane to propene increases in the order SiO2 < Al2O3 < Nb2O5 < ZrO2. The opposite trend was observed for the dehydrogenation of propane to propene in the absence of oxygen. Interestingly, the intensity of the Fourier transform AXAFS peak decreases in the same order. This can be interpreted by an increase in the binding energy of the vanadium valence orbitals when the ionicity of the support (increasing electron charge on the support oxygen atoms) increases. Moreover, detailed EXAFS analysis shows a systematic decrease of the V-Ob(-M(support)) and an increase of a the V-O(H) bond length, when going from SiO2 to ZrO2. This implies a more reactive OH group for ZrO2, in line with the catalytic data. These results show that the electronic structure and consequently the catalytic behavior of the VO4 cluster depend on the ionicity of the support oxide. These results demonstrate that AXAFS spectroscopy can be used to understand and predict the catalytic performances of supported metal oxide catalysts. Furthermore, it enables the user to gather quantitative insight in metal oxide support interactions.     

超细Cu-ZnO-ZrO2催化剂的制备及其催化CO2加氢合成甲醇的性能

 采用溶胶－凝胶法、共沉淀法和共沸蒸馏法制备了一系列不同粒度范围的超细Cu－ZnO－ZrO2催化剂,并应用BET,XRD,TEM和TPR等物理化学方法对催化剂的结构和物化性质进行了表征,同时考察了催化剂上CO2加氢合成甲醇的反应性能．结果表明,超细Cu－ZnO－ZrO2催化剂具有粒度小、颗粒分布均匀和稳定性好的特点,并发现超细Cu－ZnO－ZrO2催化剂比大颗粒的工业Cu－ZnO－Al2O3催化剂具有更高的催化活性,而且随着催化剂粒度的减小,甲醇合成活性进一步增大．研究还发现,ZrO2具有稳定反应活性中心的作用．     

氧化铈对F-T反应铁锆催化剂的助催化作用

应用ＸＲＤ、ＸＰＳ、Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱、ＴＰＲ、ＣＯ－ＴＰＤ、ＣＯ＋Ｈ２反应性能测量试等手段研究了ＣｅＯ２对Ｆ－Ｔ合成制低碳烯烃Ｃｅ－Ｆｅ／ＺｒＯ２催化剂催化性能的影响。结果表明，与Ｆｅ／Ｚｒ催化剂相比，加铈助剂后的催化剂Ｆ－Ｔ反应催化活性明显上升。     

CuO-BaO/SiO2催化剂的结构表征

以XRD、XPS和EXAFS手段对CuO－BaO／Sic2催化剂及其还原态的结构进行了研究．结果表明，在CuO－BaO／SiO2体系中铜和钡都是以氧化态的形式存在，超细SiO2载体对所负载的CuO的结构有影响．随着样品负载量的逐渐降低，Cu－O和Cu－Cu睡的健长和配位数逐渐征小，而且低载量样品的健长和配位数减小的幅度最大．在总负载量＞13．39％的样品中，CuO以晶相的形式存在；总负载量＜13．39％的样品中，CUO呈现单层分布的高分出状态．还原态样品中钢以本价铜的形式存在，随负载量的降低，还原态Cu－Cu健的镇长和配位数也分别呈现出逐渐减小的趋势．还原态中心铜原子在催化剂表面的分布状态基本上保持了氧化态催化剂中CuO物相的分市状态．     

Synthesis, structure, and physical properties for a series of monomeric iron(III) hydroxo complexes with varying hydrogen-bond networks

Mononuclear iron(III) complexes with terminal hydroxo ligands are proposed to be important species in several metalloproteins, but they have been difficult to isolate in synthetic systems. Using a series of amidate/ureido tripodal ligands, we have prepared and characterized monomeric Fe (III)OH complexes with similar trigonal-bipyramidal primary coordination spheres. Three anionic nitrogen donors define the trigonal plane, and the hydroxo oxygen atom is trans to an apical amine nitrogen atom. The complexes have varied secondary coordination spheres that are defined by intramolecular hydrogen bonds between the Fe (III)OH unit and the urea NH groups. Structural trends were observed between the number of hydrogen bonds and the Fe-O hydroxo bond distances: the more intramolecular hydrogen bonds there were, the longer the Fe-O bond became. Spectroscopic trends were also found, including an increase in the energy of the O-H vibrations with a decrease in the number of hydrogen bonds. However, the Fe (III/II) reduction potentials were constant throughout the series ( approximately 2.0 V vs [Cp 2Fe] (0/+1)), which is ascribed to a balancing of the primary and secondary coordination-sphere effects.