SURFACE STUDIES ON A YBa_2Cu_3O_(6～7) CATALYST FOR CO_2 HYDROGENATION TO METHANOL

研究了ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ６～７超导催化剂上ＣＯ２的加氢反应。应用ＴＰＤ、ＴＰＲ、ＳＥＭ和原位ＦＴＩＲ等技术对催化剂进行表征发现，ＣＯ２极易吸附到ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ６～７催化剂的氧空位上。反应过的催化剂易被还原。反应的中间物种是醛基和甲酸根。根据ＦＴＩＲ结果提出甲醇是ＣＯ２和Ｈ２反应的直接产物，ＣＯ２＋Ｈ２→ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ和ＣＯ２＋Ｈ２→ＣＯ＋Ｈ２Ｏ是体系中存在的平行反应     

SURFACE STUDIES ON A YBa_2Cu_3O_(6～7) CATALYST FOR CO HYDROGENATION TO METHANOL

研究了ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ６～７超导催化剂上ＣＯ加氢反应，反应主要产物是甲醇和二甲醚。利用原位ＦＴＩＲ、ＸＰＳ和ＸＲＤ技术对催化剂进行了表征。原位ＦＴＩＲ结果表明，反应中间物可能为醛基、甲氧基和甲酸根。ＣＯ吸附到ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ６～７上与晶格氧发生反应生成ＣＯ２，ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ６～７产生氧空位并由Ｏｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃ相转变为Ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ相。     

β—型过渡元素三取代钨锗杂多配合物的合成,表征和催化活性

报道Ａ－β－Ｍ＇ｘＨｙ－［ＧｅＷＯＭ３（Ｈ２Ｏ）３Ｏ３７］．ｎＨ２Ｏ（Ｍ＝Ｃｒ＾３＾＋，Ｃｏ＾２＾＋，Ｎｉ＾２＾＋，Ｃｕ＾２＾＋；Ｍ＇＝Ｂｕ４Ｎ＾＋，Ｋ＾＋）的立体有择合成法制备及红外和远红外光谱，紫外和可见光谱和循环伏安，磁化率和磁矩，ＸＰＳ，ＥＳＲ以及催化活性等研究结果。     

A_2BO_4型催化活性材料结构与性能的研究Ⅰ．［La_（k－x）Sr_x□_（1－k）］_2Cu_（1－y）□_yO_（4－δ）体系

以硝酸盐为原料，用柠檬酸络合法按［Ｌａ１－ｋＳｒｘ□ｋ－ｘ］２ＣｕＯ４（Ｘ＝０、０．０５、０．１、０．１５、０．２，ｋ＝０．０２５）的配比制备了５个样品．应用多晶Ｘ射线衍射法研究了此Ｌａ－Ｓｒ－Ｃｕ－Ｏ系列Ａ２ＢＯ４型复合氧化物的非完整结构．结构研究表明，此系列结构空位型非完整的存在，使结构中Ｂ位的铜离子变价为Ｃｕ２＋和Ｃｕ３＋．但是，随着Ａ位Ｓｒ加入量的增加，Ａ位空位的减少，结构中Ｂ位Ｃｕ３＋量随之减少，Ｃｕ２＋量随之增加，样品对于ＣＯ氧化的催化性能缓慢下降，而ＮＯ还原的催化能力增强．高价态的Ｃｕ３＋的存在是实现对ＣＯ催化氧化的条件；而Ｃｕ２＋给电子能力促进了Ｎｏ－的生成，是ＮＯ催化还原的活性来源．从此系列样品的催化性能和精细结构的研究可得出，适当地调节Ａ２ＢＯ４型结构中Ａ位和Ｂ位的空位及Ｓｒ２＋的掺入量，使Ｂ位Ｃｕ２＋和Ｃｕ３＋保持适当的比例，可获得ＣＯ催化氧化和ＮＯｘ催化还原同时具有较高活性的催化活性材料．     

活性碳纤维ZnO—SACF氧化还原机理的研究

本文借助于ＩＲ，ＴＧ和ＸＰＳ，研究了ＺｎＯ－ＳＡＣＦ制备过程中及其吸附Ａｇ＾＋和Ａｕ＾３＋前后的化学结构变化。实验结果表明：从ＳＡＣＦ到ＺｎＯ－ＳＡＣＦ，纤维表面上的Ｏ／Ｃ原子比和含氧基团如Ｃ＝Ｏ和ＣＯＯ都有所减少；ＺｎＯ－ＳＡＣＦ上还原性功能基团主要是－Ｃ－ＯＨ，当ＺｎＯ－ＳＡＣＦ吸附Ａｇ＾＋后，－Ｃ－ＯＨ被氧化为－Ｃ＝Ｏ，而当其吸附Ａｕ＾３＋后，－Ｃ－ＰＨ被氧化为－Ｃ＝Ｏ和－（Ｏ＝Ｃ）－ＯＨ，     

CuO-ZnO基CO2/H2合成甲醇催化剂的反应活性中心

应用 ＸＰＳ，ＸＡＥＳ和紫外漫反射光谱法研究了ＣｕＯ－ＺｎＯ／氧化物上ＣＯ２／Ｈ２合成甲醇的反应活性中心。ＣｕＯ－ＺｎＯ／氧化物催化剂上的反应活性中心是存在于ＣｕＯ－ＺｎＯ固溶体中的Ｃｕ－口－Ｚｎ－Ｏ（＂口＂为氧空位），活性中心的Ｃｕ价态为Ｃｕ＾＋和Ｃｕ＾０。反应活性中心在ＣｕＯ－ＺｎＯ－Ｚｒｏ２催化剂上比在其它ＣｕＯ－ＺｎＯ／氧化物催化剂如ＣｕＯ－ＺｎＯ，ＣｕＯ－ＺｎＯ－ＭｇＯ，ＣｕＯ－ＺｎＯ－     

Eu^3＋在CaYBO4中的取代和发光

用固相法制备化合物ＣａＹ１－ｘＢＯ４：ｘＥ７ｕ,研究Ｅｕ＾３＋在ＣａＹＢＯ４中的取代格位和发光特性。当Ｅｕ＾３＋掺杂浓度不大时,存在两具发光中心,认为是取代基质中有两个Ｙ格位的结果：通过对Ｅｕ－Ｏ的电荷迁移激发带位置的分析,表明Ｅｕ＾３＋所处八面体中心格位的对称性越低,Ｅｕ－Ｏ的电荷迁移带越偏向于短波;当Ｅｕ＾３＋的掺杂浓度较大（Ｘ〉０．１０）时,Ｅｕ＾３＋离子也可占据Ｃａ＾２＋格位,同时Ｅｕ＾２     

CO2加H2合成甲醇Cu—Zn—O催化剂表面化学态研究

应用ＸＲＤ、ＥＳＲ、ＵＲＤＳ、ＸＰＳ及ＸＡＥＳ等手段研究了ＣＯ２加Ｈ２合成甲醇Ｃｕ－Ｚｎ－Ｏ催化剂在还原后和反应状态下的表面化学状态。结果表明，在还原及反应状态下，催化剂表面仅能检测到ＣＵ＾０，而未发现稳定的Ｃｕ＾２＋和Ｃｕ＾＋存在；ＺｎＯ被 部分还原产生低价锌Ｚｎ＾（２－δ）＋（０＜δ＜２）。关联活性测试结果认为：Ｃｕ＾ｏ／Ｚｎ＾（２－δ）＋Ｏ构成ＣＯ２加Ｈ２合成甲醇反应的活性中心。     

LaAlO_3衬底上磁控溅射的大面积YBa_2Cu_3O_（7－x）薄膜微观组织

用分析电镜和高分辨电镜对在３０ｍｍ×３０ｍｍＬａＡｌＯ３衬底上，采用中空柱状阴极直流磁控溅射的高ＪｃＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ（ＹＢＣＯ）薄膜的微观组织结构进行了研究。薄膜为ｃ轴取向ＹＢＣＯ，含有少量Ｙ２ＢａＣｕＯ５颗粒和纺锤状Ｙ２Ｏ３。膜内主要晶体缺陷为［００１］刃位错和螺位错、堆垛层错、（００１）晶面弯曲带、小于１５ｎｍ的晶格畸变区和阳离子空位。ＬａＡｌＯ３衬底表面呈阶梯状并有小坑。衬底表面第一层膜原子为ＣｕＯ和ＣｕＯ２层，以致在界面形成ＢａＣｕＯ２和ＹａＢａＣｕ２Ｏ５相。ＬａＡｌＯ３衬底表层有较多位错，对薄膜外延生长和缺陷的形成有明显影响。     

Ni－Cu和TiO_2－SiO_2间的相互作用及其对催化性能的影响

用表面反应改性法制备了ＴｉＯ２－ＳｉＯ２（ＴＳＯ）表面复合物载体．采用ＴＰＲ，ＩＲ，ＴＰＤＭＳ和ＴＰＳＲ－ＭＳ等技术研究了ＮＩ－Ｃｕ／ＴＳＯ间的相互作用及其对ＣＯ加氢反应的催化性能．结果表明，ＮｉＯ－ＣｕＯ与ＴＳＯ间的相互作用导致ＣｕＯ的还原温度降低和ＮｉＯ的还原温度升高，并有少量表面物种生成；还原后的Ｎｉ－Ｃｕ／ＴＳＯ催化剂表面上存在着两类活性中心，即合金相中的Ｎｉ及载体相中的Ｔｉｎ＋（或Ｔｉｎ＋－Ｏ）；ＣＯ在催化剂表面存在孪生、线式、桥式和卧式等４种吸附态；Ｈ２在催化剂表面上发生解离吸附形成Ｎｉ－Ｈ和Ｔｉｎ＋－Ｈ，前者比较活泼，是加氢反应的主要Ｈ源；卧式吸附态极易在催化剂表面裂解形成Ｎｉ－Ｃ和Ｔｉｎ＋－Ｏ，前者是加氢反应的Ｃ源，使ＣＯ加氢生成烃类的反应在Ｎｉ中心上按＂表面碳＂机理进行，其生成乙烯的选择性大于６０％．Ｈ２Ｏ的生成反应在Ｔｉｎ＋中心上按Ｔｉｎ＋－Ｏ与Ｔｉｎ＋－Ｈ或Ｎｉ－Ｈ反应的途径进行．     

ZrO2—SiO2负载Cu—Ni催化剂的CO2加氢反应性能

采用表面反应改性法,制备了ZrO2-SiO2（ZrSiO)表面复合物载体,用等体积浸渍法制备了ZrSiO担载的Cu-Ni双金属催化剂,借助BET、TPR、IR和微反等技术,研究了ZrSiO及其负载的Ni、Cu双金属催化剂的表面构造,化学吸附及催化CO2加氢的反应性能,结果表明,ZrSiO表面主要是价联型结构,ZrO2引入SiO2表面,可以有效地促进CuO和NiO的还原,在ZrSiO负载的Cu-Ni催化剂表面的Cu或Ni位,CO2发生化学 吸附形成线、剪式、卧式吸附态,在该催化剂上CO2的加氢反应产物主要是CH3OH3、CH4、CO和H2O生成CH3OH的选择性与催化剂组成及反应条件密切相关,在适当的条件,CH3OH的选择性大于90％。     

H2-induced CO adsorption and dissociation over Co/Al2O3 catalyst

The activation of adsorbed CO is an important step in CO hydrogenation. The results from TPSR of pre-adsorbed CO with H2 and syngas suggested that the presence of H2 increased the amount of CO adsorption and accelerated CO dissocia-tion. The H2 was adsorbed first, and activated to form H* over metal sites, then reacted with carbonaceous species. The oxygen species for CO2 formation in the presence of hydrogen was mostly OH*, which reacted with adsorbed CO subsequently via CO*+OH* → CO2*+H*; however, the direct CO dissociation was not excluded in CO hydrogenation. The dissociation of C-O bond in the presence of H2 proceeded by a concerted mechanism, which assisted the Boudourd reaction of adsorbed CO onthe surface via CO*+2H* → CH*+OH*. The formation of the surface species (CH) from adsorbed CO proceeded as indicated with the participation of surface hydrogen, was favored in the initial step of the Fischer-Tropsch synthesis.     

Weakly coordinating anions HA2-generated from oxoanions A- and their conjugate acids. Coordination equilibria,ionic conductivities,and the structures of [Cu2(H(CH3SO3)2)4]n and [Cu(CO)(H(CF3CO2)2)]2

The coordination or ion pairing of the hydrogen-bonded anions H(CF3CO2)2- and H(CH3SO3)2- to NEt4+, Li+, Cu+, and/or Cu2+ was investigated. The structure of [Cu2(H(CH3SO3)2)4]n consists of centrosymmetric dimeric moieties that contain two homoconjugated (CH3SO2O-H...OSO2CH3)- anions per Cu2+ ion, forming typical Jahn-Teller tetragonally elongated CuO6 coordination spheres. The oxygen atoms involved in the nearly linear O-H...O hydrogen bonds (O...O approximately 2.62 A) are not coordinated to the Cu2+ ions. The structure of Cu2(CO)2(H(CF3-CO2)2)2 consists of pseudo-C2-symmetric dimers that contain one homoconjugated (CF3COO-H...OCOCF3)- anion per Cu+ ion, forming highly distorted tetrahedral Cu(CO)O3 coordination spheres. Three of the four oxygen atoms in each hydrogen-bonded H(CF3CO2)2- anion are coordinated to the Cu+ ions, including one of the oxygen atoms in each O-H...O hydrogen bond (O...O approximately 2.62 A). Infrared spectra (v(CO) values) of Cu(CO)(CF3CO2) or Cu(CO)(CH3SO3) dissolved in acetonitrile or benzene, with and without added CF3COOH or CH3SO3H, respectively, demonstrate that HA2- anions involving carboxylates or sulfonates are more weakly coordinating than the parent anions RCO2- and RSO3-. Direct current conductivities of THF solutions of Li(CF3CO2) containing varying concentrations of added CF3COOH further demonstrate that Li+ and NEt4+ ion pair much more weakly with H(CF3CO2)2- than with CF3CO2-.     

在Cu-Zn-Al和Cu-Zn-Al-Li催化剂上CO/CO_2氢化制甲醇的研究(英文)

制备了Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ （４／５０／５）催化剂（Ｃａｔ）和Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｌｉ（４０／５０／５／５）催化剂（Ｃａｔ－Ｌｉ）．并将其分别用于由ＣＯ／Ｈ_２和ＣＯ_２／Ｈ_２合成甲醇。诸如ＴＰＤ、ＴＰＲ、ＴＰＳＲ、脉冲、ＣＤ３Ｉ－捕获、同位素标记、ＥＰＲ及原位ＤＲＩＦＴ等技术和方法被用来表征这两种催化剂及研究反应机理,对处于去氢、含氢及含氧态催化剂进行了对比研究以期阐明表面氧和表面氢对ＣＯ_２和ＣＯ活化所起的作用。提出了一个由甲酸根和甲醛氢化及甲醇氧化结果为证的ＣＯ／ＣＯ_２氢化机理。由于通过Ｌｉ 取代ＣｕＯ晶格上的Ｃｕ２＋形成的氢空位,在Ｃａｔ中添加Ｌｉ＋改善了甲醇合成活性。ＣＯ_２能被一捕获的电子（Ｆ-中心）活化,生成的ＣＯ2-能容易地被氢化成甲酸根和亚甲基双草酰,后者分解生成Ｈ２ＣＯ和表面氧。ＣＯ能被表面氧活化,生成的ＣＯ２－将遵循ＣＯ_２氢化的途径。在ＣＤ３Ｉ－捕获的实验中,我们捕获了表面氧。在无表面氧时,ＣＯ可能直接氢化成甲酸基,即ＣＯ_２氢化中的一途径。由亚甲基双草酰产生的Ｈ２ＣＯ表面模型可能与由甲醛吸附或ＣＯ氢化生成的Ｈ２ＣＯ表面模型不同。     

镍掺杂对Fe催化剂上CO_2加氢制烃影响的理论计算研究

为研究镍掺杂对铁基催化剂上二氧化碳加氢生成C_1和C_2烃类产物的影响,应用密度泛函理论进行了相关计算.在Fe(110)和Ni-Fe(110)表面上, CH~*物种是最有利的生成CH_4和C_2H_4的C_1物种(CH_x~*),其最可能的生成路径为CO_2→HCOO~*→HCO~*→CH~*.尽管CO_2直接解离为CO~*在动力学上相较于加氢生成HCOO~*和COOH~*是较为有利的,但CO~*进一步加氢生成HCO~*在能量上是不利的,其倾向于逆向解离回到CO~*. CH~*物种可以通过三步加氢反应生成CH_4或者经C—C耦合及两步加氢生成C_2H_4.在Fe(110)表面上,对甲烷和乙烯产物选择性起决定作用的基元反应能垒之间差异仅为0.10 eV,因此两者选择性相近.在将Ni原子引入Fe(110)表面后,生成甲烷与乙烯的选择性差异变大,导致乙烯的选择性提高.计算结果表明,添加少量金属Ni能够促进CO_2转化为CH~*,及两个CH~*物种发生C—C耦合和进一步加氢转化为乙烯.     

乙醇在碳载Pt纳米薄膜电极上吸附和氧化过程研究——II.酸性介质中EQCM和原位FTIR反射光谱

运用电化学循环伏安 ,石英晶体微天平 (EQCM )和原位FTIR反射光谱等方法研究了酸性介质中乙醇在碳载纳米Pt膜电极上吸附和氧化行为 .结果表明 ,乙醇的电氧化与溶液酸碱性及电极表面氧物种有密切的关系 ,并指出乙醇电催化氧化是通过解离吸附产物和反应中间体双途径机理进行的 .在实验条件下 ,经原位FTIR反射光谱检测 ,解离吸附产物为CO ,反应中间体主要有CH3COOH和CH3CHO等物种 .     

Pt3Ru6 clusters supported on gamma-Al2O3: synthesis from Pt3Ru6(CO)21(mu3-H)(mu-H)3, structural characterization, and catalysis of ethylene hydrogenation and n-butane hydrogenolysis

The supported clusters Pt-Ru/gamma-Al2O3 were prepared by adsorption of the bimetallic precursor Pt3Ru6(CO)21(mu3-H)(mu-H)3 from CH2Cl2 solution onto gamma-Al2O3 followed by decarbonylation in He at 300 degrees C. The resultant supported clusters were characterized by infrared (IR) and extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectroscopies and as catalysts for ethylene hydrogenation and n-butane hydrogenolysis. After adsorption, the nu(CO) peaks characterizing the precursor shifted to lower wavenumbers, and some of the hydroxyl bands of the support disappeared or changed, indicating that the CO ligands of the precursor interacted with support hydroxyl groups. The EXAFS results show that the metal core of the precursor remained essentially unchanged upon adsorption, but there were distortions of the metal core indicated by changes in the metal-metal distances. After decarbonylation of the supported clusters, the EXAFS data indicated that Pt and Ru atoms interacted with support oxygen atoms and that about half of the Pt-Ru bonds were maintained, with the composition of the metal frame remaining almost unchanged. The decarbonylated supported bimetallic clusters reported here are the first having essentially the same metal core composition as that of a precursor metal carbonyl, and they appear to be the best-defined supported bimetallic clusters. The material was found to be an active catalyst for ethylene hydrogenation and n-butane hydrogenolysis under conditions mild enough to prevent substantial cluster disruption.     

载体表面性质对Cu/ZrO2催化剂CO加氢反应行为的影响

用XRD、LRS、NH₃-TPD、CO₂-TPD和CO-FTIR等表征手段考察了不同温度焙烧的氧化锆表面性质的差别,特别是表面酸碱性的差异对Cu/ZrO₂催化剂CO加氢反应行为的影响。结果表明,不同温度焙烧的氧化锆表面酸碱性具有较大的差异,其中以450℃焙烧的氧化锆具有较高的表面碱性和最低酸性。这些表面性质的差异对于Cu/ZrO₂催化剂的CO吸附行为产生较大的影响,进而影响CO的加氢反应活性。以450℃焙烧的氧化锆为载体时,Cu/ZrO₂催化剂具有较好的反应活性。     

在YBa~2Cu~3O~6~～~7超导催化剂上CO~2加氢制醇的研究

在YBa~2Cu~3O~6~～~7超导催化剂上进行CO~2加氢制醇的反应,研究了温度、压力和空速对催化剂活性和甲醇收率的影响。对催化剂进行了XRD,原位FT-IR,XPS,ESR和AFM表征,表明YBa~2Cu~3O~6~～~7在反应状态下被还原分解,铜主要被还原为Cu^+;CO~2加氢制醇的中间态可能为醛基、甲氧基;反应前催化剂粒度较大,反应后催化剂变得松散,粒度变小。     

CO和CH3O在Cu2O(111)表面吸附特性及共吸附的理论研究

基于密度泛函理论, 采用广义梯度近似方法结合周期平板模型, 对Cu₂O(111)非极性表面上CO和CH₃O的吸附和共吸附进行了系统的研究. 计算了CO以4种吸附模式和CH₃O以O端在Cu₂O(111)表面上的吸附, 通过对不同吸附位置的吸附能、几何构型参数和Mulliken电荷的计算和比较发现, Cu₂O(111)表面上配位未饱和铜离子(Cu_CUS)为CO的活性吸附位; 配位饱和铜离子(Cu_CSA)为CH₃O的活性吸附位. CO和CH₃O吸附于Cu₂O(111)表面后, 表面弛豫现象明显改善. CO和CH₃O与Cu₂O(111)表面能够形成共吸附体系, CO和CH₃O之间的相互作用力达到75.89 kJ/mol, 为典型的化学作用, 有助于促进CO和CH₃O反应形成表面物种CH₃OCO, 计算结果与实验事实一致.