高分散锰氧化物催化剂的结构、性能及载体效应

用浸渍法制备了A l2O3,S iO2和MgO等不同性质载体负载的锰氧化物催化剂,考察了其对CO氧化反应的性能,并用XRD、XPS、TPR和XAFS等方法对催化剂进行了详细表征.活性测试结果表明,不同载体负载的样品的活性次序为:MnOx/A l2O3>MnOx/MgO>MnOx/S iO2.XRD结果表明,在S iO2和A l2O3上,负载量为15%的催化剂中没有检测到Mn氧化物的衍射峰,说明Mn物种在载体表面分散性很好,而在MgO上检测到Mg6MnO8物种.XAFS等表征结果表明,A l2O3和S iO2负载的样品中Mn主要以高分散的Mn2O3形式存在,MgO负载的样品中Mn的分散性相对较差,且与载体发生强相互作用.结合XPS和TPR结果,Mn氧化物与载体相互作用强弱的顺序为:MnOx/MgO>MnOx/A l2O3>MnOx/S iO2.负载Mn氧化物催化剂的活性与分散度没有直接对应关系,而是显示了明显的载体效应.     

NOx储存催化剂Pt/BaAl2O4-Al2O3的XAFS研究

采用共沉淀-浸渍法在不同载体焙烧温度下,制备了不同Al/Ba原子比的Pt/BaAl2O4-Al2O3系列样品.用XRD, XANES, EXAFS,以及NSC (NOx storage capacity）测定等手段对样品的微观结构和NOx储存性能进行了详细的表征.样品中Ba物种是以BaAl2O4和BaCO3两种混合物相的形式存在,且伴随着载体焙烧温度和Ba含量的降低, BaAl2O4物相的分散度变高, NOx储存活性也随之提高,这表明BaAl2O4相的分散度与样品的NOx储存性能密切相关,小颗粒的BaAl2O4相是NOx的主要储存活性中心.在样品中, Pt物种以金属原子簇形式存在,分散度很高,其Pt－Pt壳层配位数较标样Pt粉有显著下降, Pt－Pt键长变短,出现了纳米收缩现象.高分散的小颗粒金属Pt原子簇为捕获和氧化NOx的主要活性中心.     

NMR和XAFS方法研究溶液中杯芳冠醚与碱金属离子配位化学

给出了1,3-二辛氧基杯[4]芳烃冠醚-6(25,27-bis-octyloxy-calix[4]arene-26,28-crown-6, BOC6)和杯[4]芳烃双冠醚-6(1,3-alternate biscrown-6, BisC6)晶体结构参数, 用NMR(CDCl₃作溶剂)和XAFS(X-ray absorption fine structure)方法研究了邻硝基苯甲醚(o-nitro-phenyl methyl ether, NPME)和正辛醇(n-octyl alcohol, OA)溶液中BOC6和BisC6与碱金属离子的配位行为. 结果表明: 铯离子的嵌入使得杯芳冠醚分子中冠醚链的对称性明显提高; 在溶液中,配合物分子中铯离子的配位数为7, 7个氧的配位是一种稳定结构.     

氧化铝负载高分散γ-Mo2N的制备与结构表征

由NH3的程序升温还原反应（TPR）制备了不同Mo担载量的氮化态Mo/γ-Al2O3催化剂，用XRD和EXAFS方法研究了样品在氮化前后的体相结构及Mo原子局域配位结构。氮化前样品的Mo K-边径向结构函数与非负载MoO3类似，样品中Mo以晶粒度较小，分散度较高的MoO3形式存在；氮化所样品的径向结构函数与非负载的γ-Mo2N基本相同，样品中Mo主要以分散度较高的γ-Mo2N形式存在。EXAFS拟合结果表明，样品的第一配位壳层（Mo-N)的配位数较非负载γ-Mo2N有明显降低，热无序和结构无序均较大，并且随担载量降低，无序度有增大的趋势。     

Fe/ZrO2气胶超细粒子催化剂的XAFS研究

采用XAFS方法对Fe/ZrO2气凝胶超细粒子催化剂中Fe的近邻结构进行研究。随着催化剂粒减小, Fe/ZrO2远程结构逐渐无序, Fe最近邻Fe-O配位数不变, Fe-O键长略有下降, 次近邻Fe-O配 数和键长均减小, 对于高配位层, 配位数下降更快,Fe的配位环境的影响与催化剂活性和选择性的规律有较好的关联。     

改性介孔Al_2O_3负载的高分散铜基催化剂的结构与催化性能

采用浸渍法制备了LaCeZr或YCeZr改性的γ-Al2O3负载的系列Cu基催化剂,运用XRD、BET、EXAFS、XPS和H2-TPR等技术对催化剂的结构进行了详细表征,探讨了催化剂中Cu物种的存在形式及其还原性能,并与CO的氧化性能相关联。氮气吸附-脱附测试结果表明,催化剂具有很高的比表面积以及较均一的介孔结构。XRD结果表明,未改性的γ-Al2O3负载的Cu基催化剂经800℃高温焙烧后,Cu物种与载体作用强烈,形成了CuAl2O4尖晶石相,而EXAFS结果显示,助剂改性后的γ-Al2O3负载的Cu基催化剂上Cu物种主要以高分散的CuO形式存在,促进了催化剂对CO的低温氧化性能。H2-TPR结果表明,同一系列样品随焙烧温度提高,CuO的还原温度升高,晶格氧的活动度降低,导致活性的下降。LaCeZr改性的γ-Al2O3负载的铜基催化剂于650℃焙烧后显示出了较强的抗硫和抗水性能。     

溶胶-凝胶法制备K-Co-Mo催化剂的结构及其合成低碳醇性能研究──焙烧温度的影响

采用溶胶凝胶法制备 Ｃｏ Ｍｏ Ｏ４ 催化剂, 经 Ｋ 助化后分别在空气中于４００～８００ ℃下进行焙烧, 得到氧化态样品, 然后经硫化制得硫化态 Ｋ Ｃｏ Ｍｏ 催化剂, 对氧化态样品的乙醇分解性能及硫化态样品的 Ｃ Ｏ 加氢合成低碳醇的反应性能进行了测试． 运用 Ｘ 射线衍射（ Ｘ Ｒ Ｄ ）和扩展 Ｘ光吸收精细结构（ Ｅ Ｘ Ａ Ｆ Ｓ ）对样品进行结构表征． 乙醇分解性能测试表明, 催化剂的表面酸性较弱, 且随着焙烧温度的升高变化不大． 合成醇性能测试结果则显示, 催化剂的焙烧温度升高后,其合成醇的产率逐步降低, 但醇选择性基本不变． 经 ４００ ℃焙烧的样品, 具有最好的催化活性．结构分析结果表明, 氧化态样品中存在多种 Ｋ Ｍ ｏ Ｏ 物种, 且随着焙烧温度的提高, 钾钼之间作用增强, 样品更难以被完全硫化．     

Development of pressure-modulated EXAFS method

Many modulation techniques have been widely applied to improve the quality of conventional spectra. Here a pressure-modulated EXAFS method is proposed to detect the small changes of local structure induced by the modulation of high pressure. In the experiment a dynamic diamond anvil cell was used to put a periodic load on the sample and lock-in amplifier to measure the modulated EXAFS signals. We have applied this technique to ZnSe and revealed a sensitivity to atomic displacement of 0.1 pm that is about ten times better than that of traditional EXAFS.     

EXAFS研究硫酸硫脲反萃季铵氰化金的机理

季铵盐可以直接从氰化浸出液中萃取金 ,但反萃困难。酸性硫脲通空气反萃体系是目前从季铵盐中反萃氰化金最有效的体系 ,但对其机理的研究很少。文章采用扩展X射线吸收精细结构 (EXAFS)等方法研究了硫酸硫脲从负载氰化金季铵盐中反萃金的机理。研究结果表明 ,在反萃过程中 ,硫酸、硫脲和硫脲金都能以中性分子进入有机相 ,中性缔合在季铵盐反萃过程中不可忽视。反萃机理如下 :(1)硫酸和硫脲首先进入有机相被萃取 ;(2 )在有机相中 ,硫脲争夺金的氰根配位 ,使氰化金变成硫脲金 ,同时游离出来的氰根与硫酸中的氢离子作用变成氢氰酸 ,在鼓空气搅拌条件下氢氰酸被空气迅速带走排除 ;(3)硫脲金配合物在有机相和水相中分配 ,大部分硫脲金进入水相 ,从而达到反萃的目的。     

A new cell for X-ray absorption spectroscopy study under high pressure

X-ray absorption fine structure （XAFS） spectroscopy is a powerful technique for the investigation of the local environment around selected atoms in condensed matter. XAFS under pressure is an important method for the synchrotron source. We design a cell for a high pressure XAFS experiment. Sintered boron carbide is used as the anvils of this high pressure cell in order to obtain a full XAFS spectrum free from diffraction peaks. In addition, a hydraulic pump was adopted to make in-suit pressure modulation. High quality XAFS spectra of ZrH2 under high pressure （up to 13 GPa） were obtained by this cell.