由担载 Pt_3(CO)_3(PPh_3)_4络合物制备的Pt催化剂表面性质的研究

本文以CO为探针,采用红外光谱、电子自旋共振谱、化学吸附及其程序升温脱附等方法,研究了由担载于Al_2O_3和TiO_2上的Pt_3(CO)_3(PPh_3)_4络合物制成的分散型Pt 催化剂的表面性质和金属与载体间的相互作用。实验结果表明,由Pt_3(CO)_(PPh_3)_4/Al_2O_3表面络合物在真空中脱羰基后所得Pt催化剂吸附CO的IR谱带位于1800cm~(-1),2010cm~(-1)左右,分别对应于桥式(B-)和线式(L-)CO吸附态,B/L值与由无机酸制备之催化剂相比较大。当催化剂经过氧化-还原处理后,由于吸附CO 的B/L 值减小而与无机酸制得之催化剂相近。与此相反,对以TiO_2为载体的催化剂,不论在真空抑或CO中脱羰基时,吸附CO的IR谱不出现桥式态。IR与CO化学吸附量测定结果还表明,由TiO_2为载体的Pt催化剂随氢还原温度之升高CO化学吸附量减少,相应地其CO IR谱带强度逐渐减弱并向低波数方向位移,相应的TPD峰位置却向高温方向位移。     

担载的Co2(CO)6(PBu3)2络合物的表面化学

红外光谱表明当Co_2(CO)_6(PBu_3)_2羰基络合物担载于不同的氧化物上后, 其羰基振动频带位置的波数顺序为: 络合物/SiO_2=络合物/TiO_2>络合物/Al_2O_3>络合物/ZrO_2。当这四种担载络合物在真空中加热脱羰基时, 以ZrO_2和Al_2O_3为载体者出现相当于桥式配位羰基的振动频带, 分别至300 ℃和200 ℃时羰基完全脱去。以TiO_2和SiO_2为载体者,基本没有出现桥羰基的频带, 而且在较低的温度下羰基即可脱去。紫外漫反射光谱表明担载络合物与担载前相比其表征Co-Co键和Co—Co配位键性质的特征带仍然存在, 脱羰基后出现相当于Co~(+2)或Co_3O_4的特征谱带。程序升温分解反应发现在H_2气氛中有表面加氢反应发生。     

担载的Co_2(CO)_6(PBu_3)_2络合物的表面化学

红外光谱表明当Co_2(CO)_6(PBu_3)_2羰基络合物担载于不同的氧化物上后,其羰基振动频带位置的波数顺序为:络合物/SiO_2(?)络合物/TiO_2>络合物/Al_2O_3>络合物/ZrO_2。当这四种担载络合物在真空中加热脱羰基时,以ZrO_2和Al_2O_3为载体者出现相当于桥式配位羰基的振动频带,分别至300℃和200℃时羰基完全脱去。以TiO_2和SiO_2为载体者,基本没有出现桥羰基的频带,而且在较低的温度下羰基即可脱去。紫外漫反射光谱表明担载络合物与担载前相比其表征Co-Co键和Co—Co配位键性质的特征带仍然存在,脱羰基后出现相当于Co~(+2)或Co_3O_4的特征谱带。程序升温分解反应发现在H_2气氛中有表面加氢反应发生。     

担载的(π-C_5H_5)_2Fe_2(CO)_4及C_(10)H_(16)N[FeCo_3(CO)_(12)]络合物的表面表征

本文采用红外光谱、紫外漫反射光谱、穆斯堡尔谱和程序升温分解等方法研究了担载的(π—C_5H_5)_2Fe_2(CO)_4(Ⅰ)及C_(10)H_(15)N[FeCo_3(CO)_(12)](Ⅱ)络合物的表面模型及脱羰基过程。实验结果表明,络合物(Ⅰ)担载于Al_2O_3上时,其端羰基的红外振频带向高波数位移,而桥羰基的振频带却向低波数方向位移。紫外光谱表明,担载后络合物的结构没发生明显变化,络合物中的羰基在真空中随温度的升高逐渐脱去。络合物(Ⅰ)担载于ZrO_2上时其性质与以Al_2O_3为载体时相似,但红外振频带位移较小。这两种表面络合物脱羰基后均以Fe~(+++)的的型式存在于载体表面上。担载于Al_2O_3上的表面络合物(Ⅱ),在真空中脱羰基时,端羰基比桥羰基易于脱去,且前者可部分转化为后者。在CO气氛中脱羰基时,端羰基与桥羰基同时脱去,脱羰基后的样品以Fe~(+++)及Co~(++)的型式存在于Al_3O_3表面上。根据实验结果提出了担载络合物可能的结构模型,并讨论了表面络合物的分解机理。     

担载的铂钴异核金属簇络合物催化剂的红外光谱研究

采用原位红外光谱技术研究了担载于TiO_2、SiO_2和Al_2O_3上的Pt_2Co_2(μ-CO)_3(CO)_5(PPh_3)_2异核金属簇络合物在真空和空气中的脱羰基作用,结构变化过程及由此制得的分散型金属催化剂上CO的吸附态.结果表明,该金属簇络合物在担载后其结构没有发生明显变化.担载在TiO_2上的络合物在真空中加热时,随温度升高逐渐脱去羰基,其中桥羰基更易脱去,在100℃时便完全脱除,而端羰基在200℃时才完全脱除.样品完全脱羰基后可成为具有吸附CO能力的分散型铂金属催化剂,吸附的CO以线式存在,而且在真空中可逆吸附.     

担载的C_3H_7CCo_3(CO)_9络合物及其分散型Co催化剂的表面化学

研究了担载C_3H_7CCo_3(CO)_9络合物的脱羰基过程,发现担载于Al_2O_3上的络合物在真空或CO中均出现相当于Co(CO)_4表面络合物的特征羰基吸收带,其强度随温度的升高而增强,相应地相当于原来担载络合物的特征羰基带逐渐变弱,在300℃左右可以完全脱羰基。担载于ZrO_2和ZnO上者易于脱羰基,尤以ZnO为载体者更甚。担载络合物在He中的TPDE-GC谱表明主要以CO形式脱附,并有少量CO_2逸出,在高温下以ZrO_2为载体者出现CH_4。脱羰基样品中钴以Co~(2+)形式存在于载体上。还研究了C0在担载Co催化剂上的吸脱附及其表面反应,讨论了载体对催化剂的吸附和表面加氢反应机理的影响。     

担载于ZrO2上的Co2(CO)6(PBu3)2络合物及其分散型Co催化剂的研究

采用红外光谱、紫外漫反射光谱和程序升温分解技术研究了担载于ZrO_2和Zr(OH)_4上的Co_2(CO)_6(PBu_3)_2络合物在真空和空气中的脱羰基作用、结构变化过程及由此制得的分散型Co催化剂上Co的吸附态。结果表明,该络合物经担载后其羰基主频带均随载体的灼烧温度的增高而向低波数位移。表征Co—Co键电子跃迁和Co→CO电荷转移性质的紫外光谱特征带变化不大。担载络合物于真空加热时,随升温而逐渐脱去羰基,同时部分端羰基转变为桥羰基,完全脱羰基后可变为具有吸附CO能力的分散型Co金属催化剂。吸附的CO以线式存在。当样品暴露于空气时,CO吸附中心被破坏而不再出现吸附的CO振动频带。根据实验结果提出了在ZrO_2和Zr(OH)_4上的络合物的结构模型,并讨论了它们的分解机理,以及CO吸附在脱羰基后的分散型Co催化剂上的红外光谱。     

担载型PtCl_2(PPh_3)_2,Pt_3(CO)_3(PPh_3)_4和Pt_4(CO)_5(PPh_3)_4催化剂的程序升温热分解的研究

用HP5988A型色谱-质谱仪的多离子选择检测器和310工程计算机系统考察了PtCl_(2-)(PPh_3)_2,Pt-3(CO)_3(PPh_3)_4和Pt_4(CO)_5(PPh_3)_4等化合物在γ-Al_2O_3,TiO_2和SiO_2载体上的程序升温热分解特性。结果表明:铂簇合物在TPDE-H_2下的脱羰基过程比TPDE-He下简单。在TPDE-H_2下,在373K能检测到单一的CO_2脱附峰,三苯基膦配体在不同载体上的分解和脱附时,苯是主要脱附产物(≥90mol％);在TPDE-He下,三苯基膦配体的分解和脱附特性同载体性质明显有关。若以脱附苯的mol％为指标,则TiO_2>γ-Al_2O_3>SiO_2。另外,在两种情况下,三苯基膦配体的分解和脱附,均因铂的存在而加速。在脱附产物中,均未发现任何含磷化合物,证明磷在铂簇合物分解后还残留在催化剂上。     

担载的Pt3(CO)3(PPh3)4络合物的红外光谱研究

在分子水平上,研究担载过渡金属簇羰基络合物在担载及活化时的结构变化过程,不但有助于系统了解固载的过渡金属簇羰基络合物的表面金属有机化学,还可以获得制备高分散金属簇催化剂的信息.目前研究比较多的担载过渡金属簇羰基络合物是Fe,Os,Rh等络合物,对Pt簇络合物的研究比较少.其中Ichikawa研究了担载的[Pt_3(CO)_6]_n·NEt_4(n=1—5)的红外光谱和络合物分解后CO的吸附态及金属分散度.     

膦取代的羰基铂簇的合成,结构和性质

Pt(PPh_3)_2Cl_2在碱性介质中,与一氧化碳直接进行还原及羰基化反应,得到五种膦取代的羰基铂配合物:Pt_5(μ_2-CO)_5(CO)(PPh_3)_4 1,Pt_3(μ_2-CO)_3(PPh_3)_3 2,Pt_3(μ_2-CO)_3(PPh_3)_4 3,Pt_4(μ_2-CO)_5(PPh_3)_4 4,以及Pt(Cl)(PPh_3)_2(COOCH_3) 5。经X-射线单晶衍射分析,确定了新的三核铂羰基簇2以及配合物5的分子结构。还讨论了1和5的生成机理。     

担载的NaRuCo_3(CO)_(12)络合物及其分散型Ru-Co双金属催化剂

担载于Al_2O_3上的NaRuCO_3(CO)_(12)络合物在IR光谱上出现类似于Ru(CO)_2O_2络合物特征带的羰基带,在300～400℃左右变强,在CO中尤为明显。在以ZrO_2为载体时出现与原来络合物相近的弱羰基带。当CO吸附于以Al_2O_3为载体的脱羰基催化剂上时,发现在氧化态催化剂上也出现了与担载络合物相似的吸收带,在还原态催化剂上只出现线式带。吸附于以ZrO_2为载体的脱羰基催化剂上的CO不出现CO的IR吸收带,在He中亦无TPD脱附物,在H_2中却可发生加氢反应生成CH_4。从Na~+和ZrO_2协同效应角度,探讨了CO在上述两种分散型催化剂上吸脱附行为不同的原因。     

担载的Co2(CO)6(PBu3)2络合物的表面化学研究

本文采用红外光谱,紫外漫反射光谱,程序升温分解技术以及X-光电子能谱综合研究了Co₂(CO)(PBu₃)₂羰基络合物与Zr(OH)₄、ZrO₂、Al₂O₃、TiO₂和SiO₂等氧化物担体之间的相互作用及其在真空中加热分解和在He或H₂气流中的程序升温脱羰基过程。     

NaY超笼内[Pt_3(CO)_3(μ_2-CO)_2]_n~(2-)(n=3,4)簇合物的合成、表征及其催化CO+NO的反应性能

在NaY分子筛超笼内合成了桔黄色的[Pt_9(CO)_(18)]~(2-)和深绿色的[Pt_(12)(CO)_(24)]~(2-)簇合物。前者给出2056和1798cm~(-1)的线式和桥式羰基特征红外谱带;后者给出2080和1824cm~(-1)谱带。与在THF溶液中结果相比,NaY内合成的羰基簇合物的线式v_(CO)向高波数位移,而桥式v_(CO)向低波数位移。EXAFS为Pt羰基簇合物在分子筛内的规整形成提供了证据。NaY内Pt_9和Pt_(12)羰基簇合物在NO+CO反应中显示了较高的催化活性及稳定性。     

金属羰基络合物制备的Pt-Re/Al_2O_3催化剂的性能 Ⅰ.不同方法制备的Pt-Re/Al_2O_3催化剂上正庚烷的转化

考察了由[Pt_3(CO)_6]_5[NEt_4]_2与Re_2(CO)_(10)共浸或分浸制备的一系列催化剂在接近工业运转的压力下的正庚烷转化反应。以羰基金属原子簇化合物作为前身物制备的Pt-Re/Al_2O_3催化剂的活性、芳构化选择性和稳定性等明显地优于常规的以H_2PtCl_6与HReO_4溶液共浸制备的催化剂。常规Pt-Re/Al_2O_3催化剂的活性和稳定性比Pt/Al_2O_3好,但芳构化选择性降低,若引入Re_2(CO)_(10),则其催化活性、芳构化选择性和稳定性均显著提高。不同方法制备的Pt-Re/Al_2O_3催化剂的活性和稳定性的变化趋势为Pt_5Re_2>Pt_5 Re_2>Pt Re_2>PtRe,表明Pt,Re之间存在相互作用程度的差异。     

由分子筛笼内铂羰基簇合物得到的催化剂的分散度研究

由分子筛笼内包容的铂羰基簇合物[Pt_(12)(CO)_(24)]~(2-)/NaY和[Pt_9(CO)_(18)]~(2-)/NaY经还原得到的样品Pt_(12)/NaY和Pi_9/NaY的分散度用EXAFS和化学吸附进行了表征．对Pt_(12)/NaY和Pi_9/NaY，EXAFS分析分别给出R_(Pt－Pt)＝0.274 nm，配位数C.N.＝0.42和R_(Pt－Pt)＝0.274 nm配位数C.N.＝3.8，而化学吸附结果分别为H/Pt＝1.26，CO/Pt＝0.69和H/Pt＝1.24，CO/Pt＝0.64．与浸渍法制备的Pt/Al_2O_3相比小得多的Pt－Pt配位数及大的化学吸附值说明，由分子筛笼内铂羰基簇合物出发，我们得到了高分散的Pt/NaY催化剂．由于还原后原子堆积形式的变化，Pt_(12)/NaY和Pt_9/NaY的再还原羰基化不能可逆地得到与前驱体相同的铂羰基簇合物．     

CO在担载Ru催化剂上的吸脱附作用及其表面加氢反应

研究了担载于Al_2O_3和ZrO_2上的以Ru_3(CO)_(12)为前体的[Ru]和以RuCl_3为前体的Ru催化剂的TPR特性、CO吸脱附行为及其表面加H_2反应。担载于Al_2O_3上的[Ru]和Ru催化剂上部分物相较担载于ZrO_2上者难于还原。CO在氧化[Ru]催化剂上主要以Ru(CO)yO_2表面络合物形式存在,在还原[Ru]和Ru、以及氧化Ru催化剂上CO以吸附物种形式存在。在Ru离子上的CO比在Ru原子上者难于脱附。以ZrO_2为载体的[Ru]和Ru催化剂上的CO加H_2生成CH_4的性能显著优于以Al_2O_3为载体者,担载[Ru]催化剂上的CO加H_2性能略优于担载Ru催化剂。     

加氢脱硫催化剂研究:TiO_2调变Al_2O_3载体对MoO_3物化行为的影响

用异丙氧基钛溶液浸渍法将一定量TiO_2覆盖在Al_2O_3表面上,制成TiO_2-Al_2O_3二元氧化物载体,然后担载上不同含量的MoO_3;运用LRS,XRD,XPS和TPR等方法考察了MoO_3的分散状态和还原行为。结果表明,TiO_2O_3表面的覆盖可削弱MoO_3与载体Al_2O_3的相互作用,抑制Al_2(MoO_4)_3的生成和增加表面上Mo原子浓度。TiO_2对Al_2O_3的调变还有利于MoO_3还原成低价Mo(Ⅳ),从而提高催化剂的加氢脱硫初活性。     

直接法合成异核羰基金属簇合物及Pd_3(SC_6H_4OH)_3(PPh_3)_3(OH)_2Cl的晶体结构分析

本文根据分子碎片结合原理,用直接法由简单的单质元素,金属盐类及配体,通过控制反应温度,压力,时间及配体用量在CO气氛下一步合成含羰基和不含羰基的簇合物:Pd_3(SC_6H_4OH)_3(PPh_3)_3(OH)_2Cl(1),Fe_2S_2(CO)_5Pd(PPh_3)_3(2),Fe_2S_2(CO)-5Pt(PPh_3)_3(3).对它们进行了IR,NMR,EDS,元素分析,金属分析和化合物1的X光单晶衍射结构分析.化合物1属单斜晶系,离子型,P2_1/n空间群,晶胞参数a=1.4629(3)nm,b=1.9263(3)nm,c=2.4908(7)nm,β=94.53(2)°,Z=4,R=0.053.     

三苯基膦配位铂络合物催化烷氧基硅烷与α-烯烃的硅氢化反应的研究

在无溶剂和有氧气下,Pt(PPh_3)_4或 Pt(O_2)(PPh_3)_2对α-烯烃与三乙氧基硅烷的硅氢化反应具有很高催化活性,但在惰性气氛下活性明显下降。在上述反应中这两种铂络合物的催化行为十分相似,Pt(PPh_3)_4的催化作用可能是在反应过程中转变为Pt(O_2)(PPh_3)_2而实现的。反应温度60℃是较合适的。在90℃时催化剂失活,反应速度急剧降低;在30℃,反应在前期阶段进行很慢,有较长的诱导期。     

Pt羰基簇合物在NaY内的合成机理

利用IR，EXAFS, ~(13)CO同位素交换反应及与NO作用等手段研究了Pt羰基簇合物[Pt_3(CO)_6]~(2-)_n(n＝3,4)在NaY分子筛超笼内的合成机理．在氧化样品Pt~(2+)/NaY上300－373 K的还愿羰基化过程中，首先Pt~(2+)与CO反应生成PtO(CO)物种(波数σ_(CO)＝2110 cm~(-1))，然后聚集成“Pt_3(CO)_6”(σ_(CO)＝2112，1896和1841 cm~(-1))，最后生成深绿色的Pt羰基簇合物Pt_(12)(CO)_(24)]~(2-)/NaY(σ_(CO)＝2080，1824 cm~(-1))．“Pt_3(CO)_6”的羰基在室温下能迅速地与~(13)CO发生交换，而[Pt_3(CO)_6]~(2-)_n(n＝3,4)的羰基与~(13)CO的同位素交换即使在343 K也进行得很慢，室温下，NO能逐步破坏Pt羰基簇合物的层间和层内Pt－Pt键，得到中间物种“Pt_3(CO)_6”和PtO(CO)，同时在气相产生CO_2和N_2O．而由上述两中间物种出发，300－353 K温度下，在CO气氛中的还原羰基化又能可逆地得到原羰基簇合物．