ZrO2酸碱性质的TPD表征 I. 单组分吸附研究

以NH_3、吡啶、Et_3N、CO_2和苯酚为探针，用TPD-MS方法对ZrO_2催化剂的酸碱性质进行了表征．ZrO_2上碱性探针（NH_3、吡啶和Et_3N）的脱附温度远低于在强酸性SiO_2－Al_2O_3上；而酸性探针CO_2的脱附温度远低于在强碱性MgO上的结果．为ZrO_2的弱酸弱碱性质提供了证明．NH_3吸附IR结果表明ZrO_2表面配位不饱合Zr~(4＋)为酸（Lewis酸）中心．NH_3、吡啶和Et_3N与这些酸中心作用的方式和能量分布相似．NH_3和CO_2的TPD谱图均存在三个脱附峰，且相应脱附峰的温度范围相近．表明ZrO_2的酸中心和碱中心具有匹配相当的酸、碱强度，ZrO_2为典型的酸－碱双功能催化剂，在苯酚的TPD过程中，ZrO_2的特征表现为对苯酚的强吸附和对苯酚分解的高活性．文中结合IR结果，对与NH_3和CO_2的脱附相联系的表面吸附物种分别进行了讨论.     

ZrO2酸碱性质的TPD表征 III.苯酚和CO2或NH3共吸附

用TPD－MS技术对ZrO2上PhOH和CO2或NH3双组分共吸附效应进行了研究．当有CO2或NH3预先吸附时，PhOH的吸附状态和脱附温度并不发生改变．PhOH一方面可以取代与表面酸－碱对中心有关的强吸附CO2或NH3物种而吸附，另一方面表面剩余的CO2或NH3吸附物种又能通过表面键诱导极化使一些“潜在的酸碱中心”得到活化，组成能够吸附PhOH的酸－碱对中心．后一种作用可导致PhOH吸附量增加一倍，表明ZrO2表面具有很高的可极化度．     

ZrO2催化剂上吸附CH3NO2的分解

用TPD和IR谱研究了CH_3NO_2在ZrO_2催化剂上的吸附活化和分解反应。结果表明,室温下CH_3NO_2在ZrO_2表面发生不可逆化学吸附,它们在TPD过程中可完全分解生成HCN、CO_2、CO、NH_3、H_2O和微量NO。其中H_2O和NO的脱附峰出现在383K附近。其它产物在543K附近出现极大值。IR结果表明,CH_3NO_2在ZrO_2上吸附形成诸如[CH_2NO_2],和/或吸附物种。这些吸附物种在升高温度时转化为表面态“HCN”。“HCN”或脱附,或进一步向表面“HCONH_2”和/或“HCOO~-”转化,后两种表面物种分解可产生CO_2、NH_3和CO。将这些结果与CH_3NO_2在SiO_2-Al_O_3和MgO催化剂上的结果进行了比较,讨论了酸-碱双功能性ZrO_2催化剂上CH_3NO_2活化分解的特点。     

ZrO_2酸碱性质的TPD表征Ⅰ.单组分吸附研究

以NH3、吡啶、Et3N、CO2和苯酚为探针，用TPD－MS方法对ZrO2催化剂的酸碱性质进行了表征．ZrO2上碱性探针（NH3、吡啶和Et3N）的脱附温度远低于在强酸性SiO2－Al2O3上；而酸性探针CO2的脱附温度远低于在强碱性MgO上的结果．为ZrO2的弱酸弱碱性质提供了证明．NH3吸附IR结果表明ZrO2表面配位不饱合Zr4＋为酸（Lewis酸）中心．NH3、吡啶和Et3N与这些酸中心作用的方式和能量分布相似．NH3和CO2的TPD谱图均存在三个脱附峰，且相应脱附峰的温度范围相近．表明ZrO2的酸中心和碱中心具有匹配相当的酸、碱强度，ZrO2为典型的酸－碱双功能催化剂，在苯酚的TPD过程中，ZrO2的特征表现为对苯酚的强吸附和对苯酚分解的高活性．文中结合IR结果，对与NH3和CO2的脱附相联系的表面吸附物种分别进行了讨论．     

SiO2—Al2O3和MgO催化剂上吸附CH3NO2的TPD和IR研究

用TPD和IR方法研究了CH_3NO_2在典型固体酸SiO_2-Al_2O_3和固体碱MgO催化剂上的吸附分解。结果表明,在SiO_2-Al_2O_3表面CH_3NO_2吸附转化为表面甲酰胺物种,后者在高温下分解为CO_2和NH_3。在MgO表面CH_3NO_2吸附形成多种表面化学物种,它们在升温过程中脱附,并通过表面亚硝基甲烷物种分解为NO、C_2H_4、C_2H_6和N_2O.讨论了CH_3NO_2分解过程中表面酸、碱中心的作用。     

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。     

烯丙基硫脲与支持电解质阴离子在银电极上共吸附的拉曼光谱

用表面增强拉曼散射光谱（ＳＥＲＳ）和时间分辨ＳＥＲＳ光谱（ＴＲＳＥＲＳ）等技术首次研究了烯丙基硫脲（ＡＴＵ）在ＨＣｌＯ４、Ｈ２ＳＯ４和ＨＮＯ３介质中与无机阴离子在银电极上的电化学共吸附行为．提出ＡＴＵ很可能以Ｓ端与银电极表面形成化学吸附键，仲氨基相对伯氨基距离表面较近，整个分子偏向烯丙基一侧倾斜吸附在表面上．ＣｌＯ－４、ＳＯ２－４和ＮＯ－３等弱吸附无机阴离子均能被ＡＴＵ诱导共吸附在其质子化了的仲氨基上，这３种无机阴离子被ＡＴＵ诱导共吸附的强弱顺序是ＣｌＯ－４＞ＳＯ２－４＞ＮＯ－３．被诱导共吸附的无机阴离子对ＡＴＵ在电极表面的化学吸附起到稳定剂的作用，有利于ＡＴＵ在电极表面形成致密的吸附层     

CO2和CH3OH直接合成碳酸二甲酯用Cu-Ni/ZrO2-SiO2催化剂

 采用表面反应改性法制备了ZrO2－SiO2（ZrSiO）表面复合物,用等体积浸渍法制备了ZrSiO担载的Cu－Ni双金属催化剂,并用IR,TPD,TPSR和微反技术考察了CO2和CH3OH在催化剂表面上的化学吸附及反应性能．实验结果表明：在Cu－Ni／ZrSiO催化剂上存在着Cu－Ni金属位M,Lewis酸位Zrn＋和Lewis碱位Zr－O－三类活性中心;CO2在金属位和Lewis酸位的协同作用下可形成CO2卧式吸附态,此吸附态在142℃左右可解离成M－CO和Zr－O－;CH3OH在Lewis酸位和Lewis碱位的协同作用下可形成解离吸附态Zr－OCH3和Zr－OH;CO2和CH3OH在Cu－Ni／ZrSiO催化剂表面上的主要反应产物为碳酸二甲酯（选择性在85％以上）,另有少量的CH2O,CO和H2O．     

SO_4~(2-)/ZrO_2超强酸体系红外光谱研究

用IR光谱研究了SO_4~(2-)/ZrO_2超强酸体系脱水和脱吡啶过程中的结构变化,实验结果表明,含水样品的表面硫物种中SO键呈离子键(Ⅰ)和共价双键(Ⅱ)两种形式,随脱水程度增加,Ⅰ逐渐变成Ⅱ。吸附吡啶样品的SO键亦有Ⅰ、Ⅱ两种形式,且随脱吡啶程度增加,Ⅰ逐渐变成Ⅱ。在脱水或吡啶过程中,SO键Ⅱ的振动频率移向高频,表明SO键键级增加,共价性质加强。无水的SO_4~(2-)/ZrO_2样品表面只有L酸位,无B酸位。吸水后部分L酸位可按1∶1转变成B酸位,但体系中L酸量始终高于B酸量。根据键级、键长和氧电荷计算结果,还讨论了样品吸水后产生的B酸位结构。     

二氧化碳与丙烯直接合成甲基丙烯酸用CuPMo／TiO2催化剂的研究

 用溶胶－凝胶法以磷钼酸（MPA）的铜盐溶液水解钛酸四丁酯制备了CuPMo／TiO2催化剂，并用ICP，XRD，TG－DTA，IR，TPD－MS和微反技术研究了催化剂的化学组成、热稳定性、化学吸附性质和催化性能．结果表明：杂多钼酸盐与TiO2表面通过O2－桥发生键联．在623K下，杂多阴离子仍保持其原有的Keggin结构；CO2在Lewis酸位Cu（Ⅱ）和Lewis碱位Cu－O－Mo桥氧的协同作用下形成卧式吸附态Cu（Ⅱ）←O－（CO）←（O－－Cu）；丙烯以分子吸附态在催化剂上吸附；在空速1500h－1，压力1MPa和温度563K的反应条件下，丙烯的转化率为4．2％，甲基丙烯酸的选择性为96％．     

钴基费-托合成催化剂上CO、H2的吸附行为

采用程序升温脱附及FT IR技术考察了CO、H2在钴基催化剂上的吸附行为.H2 TPD表明,Co/SiO2催化剂有两类脱附氢,引入锆助剂后,低温脱附氢量明显增加,高温吸附氢量下降.CO TPD及吸附态CO的红外光谱表明锆助剂使CO在钴催化剂上的吸附强度减弱,但其吸附量增大.钴基催化剂的费 托合成反应性能可以用吸附态物种的变化来解释.     

K2O对合成DMC用Cu-Ni/V2O5-SiO2催化剂性能的影响

V2O5 SiO2(VSiO) supported Cu Ni K2O catalysts for the synthesis of dimethyl carbonate were prepared using isovolumic impregnation. Based on TPR,TPD, IR and micro reactor techniques, the effect of K2O on the adsorption and reaction of CO2 and CH3OH on the catalyst were characterized. The results show that addition of K2O exerts obvious influence on the charge distribution of the active sites on Cu Ni/VSiO catalyst,increases the intensities of CO2 horizontal adsorption state, while that of the dissociation state of methanol descends. When the ratio of K is above 15 ％, K2CO3 is formed on the catalyst. Moreover,the main reaction products of CO2 and CH3OH on Cu Ni K2O/VSiO catalyst are still DMC, H2O, CO and CH2O,and with the addition of K2O, the conversion of reactants rise, but the selectivity of by-products decreases.     

不同载体负载的Cr基催化剂催化CO2氧化异丁烷脱氢制异丁烯

制备了介孔分子筛MSU-1,γ-A12O3,AC(活性炭)和MgO负载的CrOx催化剂,并考察了其催化CO2氧化异丁烷脱氢制异丁烯反应性能.结果表明,各催化剂活性的顺序为:CrOx/MSU-1 ＞CrOx/A12O3＞ CrOx/AC＞ CrOJMgO.其中在CrOx/MSU-1催化剂上,异丁烷的转化率和异丁烯的收率分...     

CO2和CH3OH直接合成碳酸二甲酯Cu-Ni/V2O5-SiO2催化剂

采用表面反应改性法制备了Ｖ２Ｏ５－ＳｉＯ２（ＶＳｉＯ）表面复合物,用等体积浸渍法制备了ＶＳｉＯ担载的Ｃｕ－Ｎｉ双金属催化剂,用ＩＲ,ＴＰＤ,ＴＰＳＲ和微反技术研究了ＣＯ２和ＣＨ３ＯＨ在催化剂表面上的化学吸附与反应性能。结果表明,在Ｃｕ－Ｎｉ／ＶＳｉＯ催化剂上存在着金属位Ｃｕ－Ｎｉ合金,Ｌｅｗｉｓ酸位Ｖ＾ｎ＋和Ｌｅｗｉｓ碱位Ｖ＝Ｏ三类活性中心;ＣＯ２在金属位和Ｌｅｗｉｓ酸位协同作用下可生成ＣＯ２卧式     

掺杂物对负载型ZrO_2/Al_2O_3的催化性能的影响

用浸渍-沉淀法分别制备了负载型ZrO_2/Al_2O_3和ZrO_2-(MgO、 K2O、 CeO_2、La_2O_3)/Al_2O_3催化剂. 用XRD、 BET、 TPD对催化剂的晶相结构、比表面积、孔径分布、表面酸碱性等进行了表征;同时以CO_2和CH_3OH为探针用原位红外对催化剂的吸附行为进行研究. 结果表明, 掺杂氧化物有效的阻止ZrO_2晶粒的团聚, 并提高了催化剂的比表面积和平均孔径;CeO_2的添加有利于碱性中心数的增多, La_2O_3有利于酸性中心数的提高. 原位红外结果表明CH_3OH能在ZrO_2-(CeO_2、 La_2O_3)/Al_2O_3催化剂表面发生解离吸附, 而CO_2在催化剂表面均出现单齿态吸附. CO_2和CH_3OH在常压下直接合成碳酸二甲酯(DMC)反应中ZrO_2-(CeO_2、 La_2O_3)/Al_2O_3催化剂表现出较好的催化活性和选择性.     

CO2在Cu-Pd/MoO3-SiO2催化剂上的吸附与表面反应

用表面反应改性法制备了ＭｏＯ３－ＳｉＯ２表面复合物，用等体积浸渍法制备了ＭｏＯ３－ＳｉＯ２担载Ｃｕ－Ｐｄ金属催化剂，用ＩＲ和ＴＰＤ研究了Ｃ类其上的吸附，考察了ＣＯ２吸附产生ＣＯ和Ｏ的ＴＰＤ－ＭＳ结果，讨论了ＣＯ２在Ｃｕ－Ｐｄ／ＭｏＯ３－ＳｉＯ２上的表面反应机理。结果表明：ＣＯ２在催化剂上具有良好的化学吸附性能，形成线式吸附态、剪式吸附态和卧式吸附态；ＣＯ２卧式吸附态具有良好的表面反应活性，一定温度