合成气制乙醇的铑基催化剂中助剂铁,锂的作用本质研究

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。     

CO在某些过渡金属表面吸附活化的DFT研究

采用DFT方法对CO在M(100)(M= Cu、Ag、Au、Pd、Pt)表面上的吸附行为进行了系统的比较性研究.结果表明,CO分子在这些过渡金属单晶表面上发生的是非解离性吸附,吸附后C－O键长都变长了,均不同程度地削弱了C－O键,继而活化了CO分子；从表面结合能、重叠集居数、轨道电子数变化等方面分析了成键强弱顺序,发现CO的吸附强度随Pd(100)、Pt (100)、Cu (100)、Ag(100)、Au(100)顺序依次减弱,并且将CO与过渡金属间的结合能(BE)、过渡金属的d电子转移数分别与水煤气变换反应活性数据进行了关联,在定性上比较好地解释了金属铜的催化活性优于其它金属的原因.     

K助剂对催化剂Cu-Fe-Zn二氧化碳加氢反应产物分布的调整（英文）

用共沉淀法和浸渍法制备了一系列过渡金属复合物催化剂Kx/Cu-Fe-Zn,通过对催化剂进行了BET,H2-TPR,XRD,XPS,TEM等一系列物理化学性质的表征来探究了助剂K对催化剂的比表面积、还原行为、结构特性以及形貌等方面的影响.在固定床反应器上研究了碱金属助剂K的浸渍量以及温度对CO2加氢反应的催化活性,稳定性以及对产物分布的影响.研究发现,当温度为350℃,助剂K的浸渍量为K0.1/Cu-Fe-Zn时,催化剂的催化活性达到最高,CO2的转化率可以达到68.7%,进一步增加催化剂中K的含量时,催化剂的催化活性出现缓慢下降趋势.研究还发现随着助剂K的浸渍量的增加,CO2加氢反应中大分子量化合物增加,碳链增长,并且有大量高级醇和含氧化合物的形成.我们还讨论了在助剂K存在下催化剂上CO2加氢反应机理.     

助剂K对二氧化碳加氢催化剂Cu-Fe-Zn催化活性的影响

用共沉淀法和浸渍法制备了一系列过渡金属复合物催化剂Kx/Cu-Fe-Zn,通过对催化剂进行了BET,H2-TPR,XRD,XPS,TEM等一系列物理化学性质的表征来探究了助剂K对催化剂的比表面积、还原行为、结构特性以及形貌等方面的影响.在固定床反应器上研究了碱金属助剂K的浸渍量以及温度对CO2加氢反应的催化活性,稳定性以及对产物分布的影响.研究发现,当温度为350℃,助剂K的浸渍量为K0.1/Cu-Fe-Zn时,催化剂的催化活性达到最高,CO2的转化率可以达到68.7％,进一步增加催化剂中K的含量时,催化剂的催化活性出现缓慢下降趋势.研究还发现随着助剂K的浸渍量的增加,CO2加氢反应中大分子量化合物增加,碳链增长,并且有大量高级醇和含氧化合物的形成.我们还讨论了在助剂K存在下催化剂上CO2加氢反应机理.     

助剂M(M=Cr、 Zn、Y、La)对甲醇水蒸气重整制氢CuO/CeO_2催化剂的影响

采用顺序浸渍法制备了掺杂助剂M(M=Cr、Zn、Y、La)的CuO/CeO_2催化剂,并利用XRF、XRD、BET、H_2-TPR和XPS等手段对催化剂进行了表征,考察了不同助剂对CuO/CeO_2催化剂结构、性质和性能的影响。结果表明,助剂的掺杂主要影响CuO/CeO_2催化剂的CuO分散、催化剂的还原性质、CuO与CeO_2间的相互作用和催化剂表面氧空穴含量。掺杂助剂Cr和Zn后,提高了CuO在催化剂表面的分散度,使CuO和CeO_2间的相互作用加强,表面氧空穴增加,进而使得催化活性提高。而掺杂助剂Y和La后,降低了CuO在催化剂表面的分散度,使CuO和CeO_2间的相互作用减弱,表面氧空穴减少,进而使得催化活性降低。其中,掺杂Cr助剂的催化剂催化性能较优,当反应条件为260℃,n(CH_3OH)∶n(H_2O)=1∶1.2,甲醇水蒸气气体空速为1760 h~(-1)时,最终转化率可达100%,重整尾气中CO含量为0.15%,与CuO/CeO_2催化剂相比,转化率提高了10%,重整尾气中CO含量降低了0.34%。     

过渡金属氧化物(M2O5)+m=1,2(M=V, Nb, Ta)与C2H4气相反应机理的密度泛函研究

采用密度泛函理论研究了过渡金属钒族氧化物阳离子团簇(M2O5)+m=1,2(M=V, Nb, Ta)与C2H4气相反应机理. 反应为(M2O5)m++C2H4→(M2O5)m-1M2O4++C2H4O, 反应物先化合生成C—O键相连的化合物, 经过过渡态后M—O键断裂, 从而发生氧原子转移到碳氢化合物上的反应. 对于V2O5+与C2H4的反应, 存在经顺式和反式两种过渡态结构路径, 从能量上看, 经反式过渡态结构的路径更有利. 计算结果表明, 发生反应时C2H4与钒氧化物阳离子反应大量放热, 而与铌、钽氧化物阳离子反应却放热较少甚至不放热, 这与实验结果一致. 钒、铌、钽氧化物阳离子团簇发生氧转移反应活性不同的原因是金属-氧键的强弱不同所致.     

制备方法对CuO-CeO2混合氧化物的还原性能和CO氧化活性的影响

对于烃类和CO完全氧化,贵金属催化剂(Pt,Pd等)具有很高的催化活性,但由于贵金属资源有限,因此人们对过渡金属催化剂进行了大量研究.许多研究表明,Cu是所有过渡金属中最有希望替代贵金属的元素.对于传统的CuO/γ-Al2O3催化剂,高温生成低活性的CuAl2O4是CuO/γ-Al2O3的致命缺点[1].CeO2作为汽车尾气净化三效催化剂的助剂.     

多重键的研究进展

多重键是化学键的一个基本概念。元素周期表中的主族元素最多能形成三重键,主族元素轻原子如C、N和O等能形成稳定的二重键和三重键,而主族元素重原子由于Pauli排斥作用很难形成多重键。后来合成了含有p区重元素同原子或杂原子双键化合物。p区重主族元素形成三重键更加困难,因为其活性太高。最近合成、分离和表征了一个稳定的含有Si≡Si三重键的二硅炔化合物。对过渡金属-过渡金属的相互作用实验和理论研究发现了四重键、五重键甚至是六重键,主要是因为d轨道和f轨道参加了成键。锕系元素同原子间最高能形成六重键。     

SiO2负载的Pt-M(M=Cr,Mo,W)配合物双功能催化剂

过渡金属异双核金属有机化合物的研究是一个活跃的领域,人们期望从中制取对极性小分子(如CO,CO2等)具有双功能活化的催化剂.周期表前区过渡金属或稀土元素(如Ti,Zr,Mo,La,Ce等)作为添加组分可明显地增加SiO2负载的铑催化剂催化CO氢化反应的活性和含氧化合物的选择性[1].虽然一些异双核金属氢基羰基化合物已被合成和表征[2],但是关于SiO2负载的异双核金属配合物催化剂的研究还未见文献报道.我们合成、表征了(PPh3)HPt(μ-PPh2)(μ-CO)M(CO)4(M=Cr,Mo,W)异双核配合物[3](I).本文研究了SiO2负载的该配合物催化剂对CO氢化反应和对丙烯氢甲酰化反应的两种催化功能.     

负载型过渡金属氧化物催化剂上SO_2的还原

研究了γ Al2 O3负载过渡金属氧化物催化剂上CO还原SO2 的反应 ,考察了系列过渡金属对该反应的催化活性 ,发现Fe系催化剂的性能最好。同时对还原反应的条件进行了选择 ,发现在较低温度下 ,大空速不利于SO2 的还原 ,而在较高温度下 ,气体空速对反应影响不大 ,不同的物料配比对反应结果有很大影响 ,当CO∶SO2 =2时 ,最有利于单质硫生成。研究证明 ,金属硫化物是催化SO2 还原反应的活性相 ,该活性相的形成与催化剂的氧化还原能力有关 ,整个还原反应的机理应为中间产物机理     

负载型金属催化剂Ru, Rh和Pd体系对CO化学吸附的理论研究(Ⅱ)

近年来, 过渡金属催化剂对CO的化学吸附已有较多的理论研究报道[1~3]. 但由于涉及到含d电子较多的过渡金属, 大多数的计算仍采用半经验方法, 即使有些计算采用了非经验方法, 但所用基组小[4,5], 考虑电子的相关作用较少. 由于对过渡金属体系用包括电子相关作用的计算方法是必要的[6], 故本文采用DFT计算方法[7]和LANL1DZ基组[8,9]进行了计算, 并在前文[10]基础上, 集中讨论SiO2的担体作用. 担体在催化剂中占有很重要的地位, 但其发挥什么作用, 一直是被探讨的重要理论课题. 本文选择以SiO2为担体研究对象, 仍以Ru, Rh, Pd为金属催化剂活性组分, 对担体如何影响CO的化学吸附和金属的催化选择性进行理论探讨, 并进一步推测最终对CO氢化反应产物的影响.     

四极质谱法研究激光烧蚀Y1Ba2Cu3O7-δ产物的分布

采用空间和时间分辨的四极质谱法了３５５ｎｍ脉冲激光     

纳米尺寸团簇NinZrn(n=3～5)的几何结构与成键规律研究

根据化学键理论与拓扑原理，设计了团簇NinZrn(n=3-5)的可能几何构型，并用从头算方法进行构型优化，结果表明，由NiZr组成的团簇原子间的Zr-Zr和Zr-Ni键明显较强，而Ni-Ni的成键较弱，并发与NinZrn(n=3-5)团簇电子性质与有机烯烃分子等瓣相似，原子之间的成键按照强弱相间的规则分布。     

溶液中M(H_2O)_6~(2+/3+)(M=V,Cr,Mn,Fe,Co)自交换电子转移体系内层重组能和活化能的理论研究

通过建立电子转移过程的活化模型和重组模型,提出了用量子化学从头算方法研究电子转移过程内层重组能和活化能的新方法．在ＵＭＰ２／６－３１１Ｇ水平上获得了５对过渡金属水合离子体系Ｍ（Ｈ２Ｏ）２＋／３＋６（Ｍ＝Ｖ,Ｃｒ,Ｍｎ,Ｆｅ,Ｃｏ）自交换反应的内层重组能和活化能,获得了与Ｍａｒｃｕｓ电子转移理论相一致的结果     

(ClAlNH)n簇合物的结构与稳定性

用量子化学从头算方法（HF／6－31G）和密度泛函理论（DFT）的B3LYP方法，以6－31G标准基组加一个极化函数，对（ClAlNH)n(n=1-10)簇合物的几何构型，电子结构和红外光谱进行了优化，并讨论了聚合反应（ClAlNH)m→(ClAlNH)n的热力学效应，结果表明，（ClAlNH)n系列簇合物的基态稳定结构为Cs(n=1),D2h(n=2),D3h(n=3),Td(n=4),Cs(n=5),D3d(n=6),Cs(n=7),S4(n=8),D3h(n=9),C2h(n=10,n=2,4,6,8,10等偶数对应的（ClAlNH)n簇化合物的结构比n等于奇数量更稳定。     

CnD-m簇离子的结构特性和形成动力学研究

对较小碳原子簇负离子Ｃ－ｎ结构的研究是从直链向单环乃至双环构型发展的．氢原子在碳原子簇中起着电子给予体的作用［１,２］．但以往的研究未发现碳原子数的奇偶性和氢原子数目对簇离子构型的影响．我们以激光溅射氘代蒽样品,产生了丰富的碳／氢团簇负离子ＣｎＤ－ｍ...     

Zeolite-catalyzed hydrogenation of carbon dioxide and ethene

Ab initio molecular orbital theory and density functional theory calculations have been used to study the three-stage zeolite-catalyzed hydrogenation of CO2 to methanol and the hydrogenation of C2H 4 to ethane, with the aim of designing an effective zeolite catalyst for these reactions. Both Br?nsted acid (XH) and alkali metal (XM) sites in model zeolites (-X-Al-XH- or -X-Al-XM-) have been examined. It is found that appropriately designed zeolites can provide excellent catalysis for these reactions, particularly for the hydrogenation of CO2, HCO2H and CH2O, with uncatalyzed barriers of more than 300 kJ mol(-1) being reduced to as little as 17 kJ mol(-1) (in the case of CH2O). The reaction barrier depends on the acidity of the XH moiety or the nature of the metal cation M in the XM moiety, and the basicity of the adjacent X group in the catalyst. For a catalyst based on alkali metal zeolites (XM), the catalytic activity is relatively insensitive to the nature of X in the XM group. As a result, the catalytic activity for these types of zeolites increases as X becomes more basic. We propose that alkali metal zeolites with Ge and N incorporated into the framework could be very effective catalysts for hydrogenation processes.     

金属络合物制备分子筛负载金属催化剂的CO加氢反应性能

应用Ｙ分子筛吸附Ｆｅ（ＣＯ）５、Ｃｏ（ＣＯ）３ＮＯ和Ｍｏ（ＣＯ）６的温和热分解制备分子筛负载金属催化剂，从分子筛交换阳离子和吸附金属络合物之间的相互作用说明其ＣＯ加氢产物的分布特点。实验结果表明，分子筛内阳离子和吸附金属络合物间的相互作用显著影响制得催化剂的结构和反应的产物分布。由于金属络合物和分子筛内阳离子间的电子转移，使ＮｉＹ附载金属催化剂显示出高的ＣＯ转化率和甲烷选择性。在ＣｕＹ中，这种电子     

Rh基催化剂上CO加氢制C2含氧化物的原位红外光谱研究

 用原位红外光谱考察了Rh-Mn-Li-Fe/SiO2和Rh/SiO2催化剂表面上CO的吸附态及CO加氢反应过程中吸附物种的变化. 结果表明,CO在Rh/SiO2催化剂上仅有线式吸附态存在,而CO在Rh-Mn-Li-Fe/SiO2催化剂上既有线式吸附态存在,又有孪生吸附态存在. 这说明Rh-Mn-Li-Fe/SiO2催化剂中Rh的分散度较高. 经CO加氢反应(3.0 MPa,593 K)后,在Rh-Mn-Li-Fe/SiO2催化剂上可观测到C2含氧化物前驱物种的吸收谱带,而在Rh/SiO2催化剂上未观测到相应的谱带; CO在这两种催化剂上主要以线式吸附态存在,孪生吸附态基本消失. 结合催化剂对CO加氢的催化性能,可以认为线式吸附的CO对生成C2含氧化物有贡献. Rh-Mn-Li-Fe/SiO2催化剂的高活性是由于助剂的存在削弱了其表面吸附CO的 C-O键,促进了CO的活化,从而有利于C2含氧化物前驱物的生成.     

Preferential Activation of Primary C?H Bonds in the Reactions of Small Alkanes with the Diatomic MgO+. Cation

The C? H bond activation of small alkanes by the gaseous MgO^+. cation is probed by mass spectrometric means. In addition to H‐atom abstraction from methane, the MgO^+. cation reacts with ethane, propane, n‐ and iso‐butane through several pathways, which can all be assigned to the occurrence of initial C? H bond activations. Specifically, the formal C? C bond cleavages observed are assigned to C? H bond activation as the first step, followed by cleavage of a β‐C? C bond concomitant with release of the corresponding alkyl radical. Kinetic modeling of the observed product distributions reveals a high preference of MgO^+. for the attack of primary C? H bonds. This feature represents a notable distinction of the main‐group metal oxide MgO^+. from various transition‐metal oxide cations, which show a clear preference for the attack of secondary C? H bonds. The results of complementary theoretical calculations indicate that the C? H bond activation of larger alkanes by the MgO^+. cation is subject to pronounced kinetic control.