催化裂化条件下噻吩与改性Y分子筛的作用机制

以HY、NiY和稀土离子改性的Y分子筛(REY)为研究对象,采用固定床装置评价噻吩模拟油催化裂化性能;运用气相色谱-氢火焰离子发光检测器(GC-FID)、气相色谱-硫化学发光检测器(GC-SCD)和原位红外光谱技术分析产物,关联分子筛的酸性,研究催化裂化条件下噻吩与改性Y分子筛的作用机制。实验结果表明,催化裂化条件下,噻吩与分子筛的作用机制差异主要取决于与B酸或L酸相关的非骨架铝物种或金属离子物种的存在形式。其中,NiY分子筛中,噻吩主要是吸附在与NiOH⁺物种相关的L酸中心,而Ni₄AlO₄³⁺等物种减弱B酸性中心从而降低其裂化性能。对HY来说,噻吩易在与AlO⁺等物种相邻的B酸中心上聚合形成三联噻吩,并发生一定的氢转移和裂化反应;而对REY而言,分子筛中与RE物种相关的L酸位会促进噻吩在与非骨架铝羟基等物种(如Al(OH)₂⁺、Al(OH)²⁺等)相邻的B酸中心形成的二联噻吩发生氢转移和裂化反应。     

新型链状镍配合物的水热合成及其性质

采用水热法合成了一种新型的镍配合物{\[Ni(bipy)(H₂O)₄]·(H₂Dhbs)₂·(H₂O)₄}_n（H₂Dhbs=2,5-二羟基苯磺酸，bipy=4,4′-联吡啶），其结构和性能经FL， IR，元素分析，X-射线单晶衍射和TG表征。结果表明：bipy与镍离子配位，形成链状结构。H₂Dhbs-配体没有参与配位，仅起平衡结构电荷的作用。在结构单元中，\[Ni(bipy)(H₂O)₄]²⁺， H₂Dhbs^-和自由水分子之间通过氢键连接。与配体相比，配合物的荧光发射峰发生了红移，最大发射峰位于464 nm，荧光寿命为2.081 7 ms。     

Ce金属改性对Cu-SAPO-34催化剂水热稳定性能的影响

采用浸渍法制备系列铜铈复合氧化物分子筛催化剂（Cu-Ce/SAPO-34）,探讨了Ce负载量对Cu/SAPO-34催化剂的水热稳定性的影响,通过XRD、SEM、H₂-TPR、XPS和NH₃-TPD等表征手段分析不同催化剂活性和稳定性差异的原因。研究表明,750℃水热老化未造成Cu-Ce/SAPO-34催化剂菱沸石（chabazite,CHA）骨架坍塌,但破坏了部分孔结构和酸性位点,使催化剂表面结晶度下降。水热老化促使催化剂晶格发生拉伸畸变,使Cu²⁺迁移到催化剂表面,Cu²⁺和Ce⁴⁺团簇形成CuO和CeO₂,造成催化剂的Cu活性物种减少和氧空穴浓度降低,所以Cu-Ce/SAPO-34的NH₃选择性催化还原（NH₃-Selective Catalytic Reduction,NH₃-SCR）性能下降。掺杂Ce能提高Cu/SAPO-34催化剂表面的Cu²⁺和Cu⁺活性物种量,减少Cu物种团簇形成CuO,改善催化剂表面活性Cu物种分布性。提高Ce的负载量能稳固Cu-Ce/SAPO-34催化剂的结构,使中、弱强度酸位点得以维持,从而提高其水热稳定性。结果表明,在研究的系列Cu-Ce/SAPO-34催化剂中,Cu/Ce质量比为4：5时具有最佳的水热稳定性。     

Ga改性ZSM-5分子筛催化丙烷芳构化性能研究

用离子交换法制备Ga改性ZSM-5双功能催化剂,并结合XRD、SEM、BET、NH₃-TPD、Py-IR及ICP、XPS等多种技术进行表征,考察分子筛硅铝比(Si/Al)和催化剂氧化还原预处理条件对分子筛的酸性质、Ga物种的存在状态及其丙烷芳构化催化性能的影响。研究表明,硅铝比不仅可以改变分子筛的酸性,也会影响分子筛中非骨架Ga物种与分子筛表面的相互作用程度,进而影响含Ga分子筛的丙烷芳构化性能。在质量空速1.0 h^-1、反应温度550℃ 下,Si/Al比为30的Ga-HZSM-5分子筛丙烷转化率和芳烃收率最高。Ga物种的引入可以提高丙烷的转化率和芳烃的选择性,并抑制烷烃、烯烃的裂解。H₂还原处理,将分子筛表面Ga₂O₃还原为低价的Ga⁺和GaH⁺₂物种,促进了Ga物种向分子筛微孔迁移;还原-氧化处理后,Ga⁺和GaH⁺₂物种氧化成GaO⁺,占据分子筛孔道离子交换位,显著提高了催化剂的芳构化活性。     

高镍负载量Ni/SiO2和低镍负载量Ni-Ce/SiO2催化CO甲烷化的比较研究

采用等体积浸渍法制备了高镍负载量的13%Ni/SiO₂(13Ni/Si)催化剂和低镍负载量的7%Ni-2%Ce/SiO₂(7Ni-2Ce/Si)催化剂.通过N₂物理吸附、XRD、FT-IR、TEM、H₂-TPR/TPD等技术对催化剂进行表征,在连续流动微反装置上考察了催化剂的CO甲烷化活性.结果表明,在7Ni-2Ce/Si催化剂中NiO、CeO₂和SiO₂之间产生的相互作用,改变了Ni-O-Si键的化学环境,促进了氧化镍物种的分散和还原,进而提高了催化剂的活性比表面积,同时在催化剂表面形成了新的中等强度的CO吸附中心.与高镍负载量的13Ni/Si催化剂相比,低镍负载量的7Ni-2Ce/Si表现出更高的CO吸附能力和甲烷化活性.常压下,在CO体积分数1%和空速7 000 h^-1的反应条件下,低镍负载量的7Ni-2Ce/Si催化剂上CO完全甲烷化最低温度为230 ℃,比高镍负载量的13Ni/Si低了30 ℃.     

类水滑石[CdxMg6-xAl2(OH)16]2+[S·2H2O]2-的合成与表征

用中温水热法合成了类水滑石[Cd_xMg_6-xAl₂(OH)₁₆]²⁺[S·2H₂O]^2-,探讨了pH值、投入Cd²⁺离子的量以及硫化时间等条件对合成的影响,并用XRD、FT-IR、DTA-TG等手段进行了表征,找出了合成层间嵌入S^2-离子的含Cd类水滑石的最佳条件。     

Keggin型钼钒磷杂多酸催化剂上丙烷选择氧化性能的研究

系统研究了不同数目V⁵⁺取代的钼钒磷杂多酸H_3+nPMo_12－nV_nO₄₀ (n＝0～4)催化剂上丙烷选择氧化反应性能. 通过BET, IR, TPR, 紫外-可见光谱等表征手段对催化剂的理化性质进行了考察, 并对催化剂的结构-性能关系进行了初步关联. 在杂多酸的一级结构中, V⁵⁺对Mo⁶⁺的取代不仅改变了杂多阴离子金属-氧桥的键强以及晶格氧的插入能力, 而且也相应地调变了样品的酸量. 催化剂活性随V⁵⁺取代数量的递增而增强; 适宜数量的V⁵⁺取代提高了含氧酸产物的选择性, 而过量的V⁵⁺取代则导致部分氧化产物的深度氧化. 考察了在Keggin型杂多酸二级结构上引入钒物种的影响, 也即将钒物种(VO)²⁺作为抗衡离子取代部分质子以调变催化剂的结构与性质. 实验表明, 处于一级结构和二级结构[(VO)²⁺抗衡离子]中的V在反应中均可离析出少量V₂O₅物种. 适宜量的(VO)²⁺物种以及离析出来的少量V₂O₅物种可能均对催化剂的性能有贡献. 显然, 钒在不同位置的价态变化以及形态的不同, 会导致催化性能的相应改变.     

高硫化氢合成气制甲硫醇新型钼基催化剂研究

研究了一系列负载型钼基催化剂催化含高硫化氢合成气制甲硫醇的性能,用XPS和ESR对其进行表征.活性测试显示,钾促进的钼基催化剂催化的反应产物中甲硫醇成为主导产物.几种钼基催化剂合成甲硫醇的活性大小顺序:K₂MoO₄/CoO/SiO₂>K₂MoO₄/SiO₂>MoO₃/K₂CO₃/SiO₂>K₂MoS₄/SiO₂>MoS₂/K₂CO₃/SiO₂.ESR表征显示,反应后的催化剂可以检测到"oxo-Mo(V) "和"thio-Mo(V)"物种.XPS表征显示反应后催化剂中的Mo包含着Mo⁴⁺,Mo⁵⁺和Mo⁶⁺,S包含着S^2-,(S-S)^2-和S⁶⁺三种价态.添加CoO后,"oxo-Mo(V)"含量减少,而"thio-Mo(V)"含量增加,(S-S)^2-物种的生成得到抑制,S^2-物种的量增多.(Mo⁴⁺+Mo⁵⁺)/Mo⁶⁺峰强度比为0.75以及S^2-/(S-S)^2-接近1有利于甲硫醇的生成.本文提出甲硫醇的合成与"Mo-S-K"相关联的反应机理.     

Ag和Pd及其离子对TiO2光催化分解CH3CHO的影响

当用能量大于其禁带宽度的光照射通有氧气的TiO₂悬浮液时,在TiO₂微粒表面会产生反应活性很高的空穴和O₂^-、H₂O₂等多种活性氧.在上一篇文章中^[1]我们已报道了在通氧气和紫外光照的条件下,向TiO₂悬浮液中加入少量Ag⁺或Pd²⁺,将会大幅度提高体系中H₂O₂的生成量.另外,蔡汝雄等人也曾通过向TiO₂悬浮液中加入SOD的方法来提高其中H₂O₂的生成量^[2],而且证明了H₂O₂生成量的增多有助于杀死子宫癌细胞^[3].另一方面,利用TiO₂光催化来分解处理工业废水中的有机物已多见报道^[4～7].因此,为考察H₂O₂含量的增加是否有助于TiO₂催化分解有机物,我们以CH₃CHO为氧化对象,测定了经Ag和Pd表面修饰以及直接向悬浮体系添加Ag⁺或Pd²⁺离子前后,TiO₂光催化氧化分解CH₃CHO效率的变化,并对氮气和氧气气氛的实验结果进行了测定和比较.     

Ni含量对负载型NiO/ZnO-TiO2吸附剂结构及吸附脱硫性能的影响

以ZnO-TiO₂为载体,采用等体积浸渍法制备了不同Ni含量的NiO/ZnO-TiO₂汽油脱硫吸附剂。采用X射线衍射（XRD）、压汞、H₂程序升温还原（H₂-TPR）和H₂程序升温脱附（H₂-TPD）等手段对吸附剂进行了表征。同时,采用FCC轻汽油为原料,在固定床反应装置中对不同Ni含量的NiO/ZnO-TiO₂吸附剂进行脱硫性能评价,以考察Ni含量对该吸附剂脱硫性能的影响。结果表明,Ni含量适量增加对于吸附剂比表面积、内部孔道分布和颗粒强度影响较小,同时能够增加具有脱硫活性的Ni⁰物种,促进吸附剂脱硫活性。当吸附剂中Ni质量分数达到5.48%后,吸附剂的内部孔道分布改变,吸附剂的比表面积和颗粒强度明显降低,对吸附剂脱硫活性极为不利。当Ni质量分数为4.45%时,吸附剂具有最佳脱硫性能,能够将FCC轻汽油中3×10^-4的总硫含量降低至5×10^-6以下,并维持脱硫时间达152 h,穿透硫容达11.24%（112.4 mg S/g吸附剂）,且脱硫后FCC轻汽油烯烃含量变化较小。     

Template-directed Synthesis of Three Metal Oxalates via 4-Connected Building Units

Three novel compounds, [Co（en）3]2[Zr2（C2O4）7]·2H20（HNU-2, en=ethylenediamine）, [Co（NH3）6]· [Ce（CzO4）3（H2O）]·H2O（HNU-3） and [Co（dien）2][Gd（C2On）3]·0.75H2O（HNU-4, dien=dethylenetriamine） were hydro- thermal synthesized based on the templates of [Co（en）3]C13, [C0（NH3）6]C13 and [Co（dien）2]C13, respectively. The Zr4＋ Ce3＋ and Gd3＋ cations are all coordinated by four oxalates to form [M（C2O4）n（H2O）n]m （M=Zr, Ce or Gd; n=0 or 1; m=4 or 5）, which are similar to [In（C2O4）4]5- in NKB-1, and can be regarded as 4-connected building units. The [M（C2O4）a（H2O）n]m units are connected via sharing the bis-bidentate bridging oxalate ligands to form binuclears in HNU-2 and 1D ＂zigzag＂ chains in HNU-3 and HNU-4. cular building units to design 3D open frameworks with It is suggested that these compounds could be used as mole- zeolite topologies.     

Influence of electronic and steric effects on stability constants and electrochemical reversibility of divalent ion complexes with glycine and sarcosine. A glass electrode potentiometric, sampled direct current polarographic, virtual potentiometric, and molecular modelling study

Cd^II complexes with glycine (gly) and sarcosine (sar) were studied by glass electrode potentiometry, direct current polarography, virtual potentiometry, and molecular modelling. The electrochemically reversible Cd^II–glycine–OH labile system was best described by a model consisting of M(HL), ML, ML₂, ML₃, ML(OH) and ML₂(OH) (M = Cd^II, L = gly) with the overall stability constants, as log β, determined to be 10.30 ± 0.05, 4.21 ± 0.03, 7.30 ± 0.05, 9.84 ± 0.04, 8.9 ± 0.1, and 10.75 ± 0.10, respectively. In case of the electrochemically quasi-reversible Cd^II–sarcosine–OH labile system, only ML, ML₂ and ML₃ (M = Cd^II, L = sar) were found and their stability constants, as log β, were determined to be 3.80 ± 0.03, 6.91 ± 0.07, and 8.9 ± 0.4, respectively. Stability constants for the ML complexes, the prime focus of this work, were thus established with an uncertainty smaller than 0.05 log units. The observed departure from electrochemical reversibility for the Cd–sarcosine–OH system was attributed mainly to the decrease in the transfer coefficient . The MM2 force field, supplemented by additional parameters, reproduced the reported crystal structures of diaqua-bis(glycinato-O,N)nickel(II) and fac-tri(glycinato)-nickelate(II) very well. These parameters were used to predict structures of all possible isomers of (i) [Ni(H₂O)₄(gly)]⁺ and [Ni(H₂O)₄(sar)]⁺; and (ii) [Ni(H₂O)₃(IDA)] and [Ni(H₂O)₃(MIDA)] (IDA = iminodiacetic acid, MIDA = N-methyl iminodiacetic acid) by molecular mechanics/simulated annealing methods. The change in strain energy, ΔU_str, that accompanies the substitution of one ligand by another (ML + L′ → ML′ + L), was computed and a strain energy ΔU_str = +0.28 kcal mol⁻¹ for the reaction [Ni(H₂O)₄(gly)]⁺ + sar → [Ni(H₂O)₄(sar)]⁺ + gly was found. This predicts the monoglycine complex to be marginally more stable. By contrast, for the reaction [Ni(H₂O)₃IDA] + MIDA → [Ni(H₂O)₃MIDA] + IDA, ΔU_str = −0.64 kcal mol⁻¹, and the monoMIDA complex is predicted to be more stable. This correlates well with (i) stability constants for Cd–gly and Cd–sar reported here; and (ii) known stability constants of ML complex for glycine, sarcosine, IDA, and MIDA.     

Correlation diagrams for electronic states of H2O and fragment species

Electronically excited H₂O can split into fragment species, such as OH + H, H₂ + O or O + H + H. Dissociation processes of H₂O are discussed by means of correlation diagrams based upon recent experimental and the theoretical evidences as well as symmetry properties of the atomic and molecular orbitals concerned. In addition, the rotational behaviour exhibited by OH(A²Σ⁺)_split from H₂O is discussed in detail.     

Enhancement of luminescence efficiency of f–f transitions from Tb due to energy transfer from Ce in Al2O3 crystalline ceramic powders prepared by low temperature direct combustion synthesis

In this Letter, we report the structural and luminescent properties of Tb:Ce:Al₂O₃ crystalline ceramic powders prepared through combustion synthesis at low temperature (280 °C). The presence of Ce³⁺ (1.0 mol%) in the sample resulted in an enhancement of Tb³⁺ (1.0 mol%) overall emission intensity by a factor of 50. The analysis of the luminescence dynamics for the ⁵D₄ → ⁷F₆ transition (545 nm) of Tb³⁺ demonstrated that the mechanism responsible for the large enhancement of luminescence observed is efficient energy transfer from Ce³⁺ to Tb³⁺.     

非晶态镍硼酸盐结构的EXAFS研究(英文)

由摩尔比分别为1:2和1:8的NiCl2·6H2O和Na2B4O7·10H2O作为反应物,合成两种非晶态镍硼酸盐,同时通过水热法合成β-Ni(OH)2.化学分析和热重-微商热重法(TG-DTG)分析结果确定两种非晶态镍硼酸盐的分子组成分别为NiO·0.8B2O3·4.5H2O和NiO·B2O3·3H2O.激光拉曼(Raman)实验结果表明镍硼酸盐样品中主要存在的硼氧阴离子为B3O3(OH)52-和B2O(OH)62-.同步辐射扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)方法对样品进行结构解析,通过数据拟合给出样品中Ni原子周围近邻配位原子种类、配位数以及原子间距离.用不同晶体结构作为标准对两种非晶态镍硼酸盐进行拟合的结果表明,样品中Ni原子周围局域结构与Ni3B2O6晶体(ICSD No.31387)中的吻合较好.Ni原子周围配位原子为O、B和Ni,对于NiO·0.8B2O3·4.5H2O,配位数分别为5.7、3.8和3.8,配位距离分别为0.208、0.263和0.311 nm;对于NiO·B2O3·3H2O,配位数分别为6.0、4.0和4.0,配位距离分别为0.207、0.262和0.310 nm.     

Wide-line H NMR: a new application for the study of Brönsted acidity strength of solids with HY zeolite as example

The fitting of 4 K ¹H wide-line NMR spectra of Brönsted-acidic solid samples loaded with known amounts of water allows the determination of the concentration of the following species: H₃O⁺, H₂O…HO; and of the remaining initial species: OH and H₂O.     

过渡金属离子与烷烃反应机理的理论研究──镍离子(2D)与丙烷反应中氢分子的还原消除机理

以Ni⁺与C₃H₈反应作为过渡金属离子与烷烃反应的范例体系,用B₃LYP密度泛函方法计算了[Ni,C₃,H₈]⁺基态势能面上各驻点的构型、频率和能量,结果表明,该反应的H₂分子消除需经历两个基元步骤,即Ni⁺首先插入一级或二级C-H键,然后经H转移过渡态异构化为较稳定的中间体,继而解离产生H₂分子.计算的反应热为142.28kJ/mol,与相应的实验值(127.85kJ/mol)符合较好.     

制备方法对AgCeY吸附剂脱硫性能的影响

以硅铝比为5.3的NaY分子筛为母体,分别采用微波辅助离子交换法(AgCeY-1)、水热离子交换法(AgCeY-2)和液相离子交换法(AgCeY-3)制备了AgCeY-n吸附剂,并利用XRD、BET、XPS和Py-FTIR对吸附剂进行了表征。以噻吩和苯并噻吩为模型硫化物,甲苯和环己烯为竞争吸附组分,考察了制备方法对制备得到的吸附剂脱硫性能的影响。结果表明,AgCeY-n吸附剂上Ag、Ce元素分别以Ag~+、Ce~(4+)形式存在。经微波辅助离子交换法制备得到的AgCeY-1吸附剂表面Ag~+、Ce~(4+)含量均最高,且具有最高的L酸和B酸量。AgCeY-n吸附剂对硫化物的吸附选择大小顺序为:BTTP,竞争吸附组分对AgCeY-n吸附脱硫性能的影响顺序为:环己烯甲苯。在所研究的制备方法中,微波辅助离子交换法所需时间最短(20 min),合成的AgCeY-1对所研究的模拟油的吸附效果均最好,且具有较好的重复使用性能。各吸附剂对TP和BT的脱除能力大小顺序为:AgCeY-1AgCeY-2AgCeY-3。     

CeO2/NaY催化剂的氧合及其催化氧化脱硫性能

采用等体积浸渍法制备了一系列CeO₂/NaY催化剂,重点考察了焙烧温度和铈负载量对催化剂活性组分结构及性能的影响。通过拉曼（Raman）光谱、X射线衍射（XRD）、低温N₂吸附-脱附（BET）、高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）以及氢气程序升温还原（H₂-TPR）等技术对催化剂的结构、形貌和化学性能进行了表征分析。结果表明,焙烧温度与铈负载量对于铈物种在分子筛载体表面及孔道内的分散形态和与载体的相互作用有着重要影响,进而影响催化剂中铈物种的氧合性能与氧化脱硫性能。在常温常压下的氧合性能测试,催化剂最大储氧量为每克催化剂1.44 mmol O₂。在反应温度100 ℃,催化剂用量0.20 g,以正辛烷为溶剂二苯并噻吩初始浓度为500 μg·g^-1的模拟油样20 mL,氧气流量为50 mL·min^-1的条件下,反应240 min二苯并噻吩转化率可达90.10%,二苯并噻吩被氧化为二苯并噻吩砜。因此,发展稀土改性分子筛催化剂,应用于以分子氧为氧化剂的油品氧化深度脱硫,对探究绿色高效的油品氧化脱硫技术具有积极意义。