SiO2担载的过渡金属催化剂上甲烷直接羰基化反应

用程序升温脉冲反应技术，较系统地考察了担载型过渡金属（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）催化剂上，甲烷直接羰基化制乙醛的反应，研究发现，通过采用总反应分解法操作后，能够克服甲烷直接羰基化反应的热力学限制，将总反应转化为两个可在较温和条件下发生的反应，首次实现了ＣＨ４＋ＣＯ＝ＣＨ３ＣＨＯ的反应，即首先进行甲烷的分解，然后引入ＣＯ使其与甲烷分解所产生的表面物种直接反应生成乙醛，还探讨了甲烷吸附条件、ＣＯ甲烷分解所产生     

甲烷催化部分氧化制合成气的反应机理

借助脉冲反应、质谱-程序升温表面反应（MS-TPSR）等技术研究了Ni／α-Al2O3催化剂上甲烷催化部分氧化制合成气（POM）的反应机理．结果表明,NiO上CH4不能解离产生H2只有当NiO被CH4还原为Ni0后,CH4才能解高产生H2,Ni0是CH4活化和POM反应的活性相;POM反应机理遵循直接氧化机理,CH4和O2均在Ni0上活化,活化过程形成的Ni…C和Niδ…Oδ物种是反应历程中的关键物种,Niδ …Oδ物种高选择性地与CH4解离产生的碳物种Ni…C反应生成CO．     

钙钛矿型La0.8Sr0.2FeO3中的晶格氧用于甲烷选择氧化取合成气

用自燃烧法制备了钙钛矿型La0.8Sr0.2FeO3催化剂。用H2－TPR考察了催化剂表面的氧消耗过程，用程序升温表面反应（TPSR）研究了甲烷与催化剂表面氧物种的反应，用在线质谱脉冲反应和甲烷／氧切换反应研究了催化剂的晶格氧选择氧化甲烷制合成气。结果表明，催化剂上存在两种氧物种，无气相氧存在时，强氧化性氧物种首先将甲烷氧化为CO2和H2O；而后提供的氧化性较弱的晶格氧具有良好的甲烷部分氧化选择性，可将甲烷氧化为合成气CO和H2（选择性可达95％以上）。在900℃一的CH4／O2切换反应结果表明，甲烷能与La0.8Sr0.2FeO3中的晶格氧反应选择性地生成CO和H2，失去晶格氧的La0.8Sr0.2FeO3能与气相氧反应恢复其晶格氧。在合适的反应条件下，用La0.8Sr0.2FeO3催化剂的晶格氧化替分子氧按Redox模式实现甲烷选择氧化制合成气是可能的。     

钙钛矿型La0.8Sr0.2FeO3中的晶格氧用于甲烷选择氧化制取合成气

 用自燃烧法制备了钙钛矿型La0．8Sr0．2FeO3催化剂．用H2－TPR考察了催化剂表面的氧消耗过程，用程序升温表面反应（TPSR）研究了甲烷与催化剂表面氧物种的反应，用在线质谱脉冲反应和甲烷／氧切换反应研究了催化剂的晶格氧选择氧化甲烷制合成气．结果表明，催化剂上存在两种氧物种，无气相氧存在时，强氧化性氧物种首先将甲烷氧化为CO2和H2O；而后提供的氧化性较弱的晶格氧具有良好的甲烷部分氧化选择性，可将甲烷氧化为合成气CO和H2（选择性可达95％以上）．在900℃下的CH4／O2切换反应结果表明，甲烷能与La0．8Sr0．2FeO3中的晶格氧反应选择性地生成CO和H2，失去晶格氧的La0．8－Sr0．2FeO3能与气相氧反应恢复其晶格氧．在合适的反应条件下，用La0．8Sr0．2FeO3催化剂的晶格氧代替分子氧按Redox模式实现甲烷选择氧化制合成气是可能的．     

Rh／SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应

 利用程序升温脱附、程序升温还原、程序升温表面反应、程序升温反应和化学捕获反应等手段，对Rh／SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应进行了研究．结果表明，Rh／SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气机理属于热解－氧化反应机理．甲烷首先在催化剂上发生解离吸附，产生具有不同H／C比的化学吸附物种CHx（x＝1～3）．其中，具有较高H／C比的CHx可能是甲烷部分氧化反应的活性物种，而具有较低H／C比的CHx可能是催化剂上积碳并导致催化剂失活的来源．活性物种CHx在活性氧物种的作用下，生成含氧中间体物种CHxO或继续脱氢．含氧中间体物种进一步分解，即生成CO和H2；CO2也可由CHx或CHxO物种进一步氧 化生成．     

担载型过渡金属催化剂上甲烷和乙烯的同系化反应

利用程序升温脉冲反应技术较系统地考察了担载型过渡金属催化剂上甲烷与乙烯同系聚合制丙烯和丙烷的反应，通过分步反应，即首先进行甲烷分解，然后引入了乙烯与甲烷分解产生的表面碳物种反应，可以克服甲烷与乙烯同系聚合物反应的动力学限制，使该反应能在较为温和的条件下进行，还系统地探讨了影响该反应的各种因素，结果表明，Ｐｔ，Ｃｏ催化剂表现出较为优越的催化性能。     

CH3＋HNCO反应机理的理论研究

在6-311＋＋G**基组水平上,采用UMP2方法对自由基CH3与HNCO反应机理进行了研究，全参数优化了反应通道上各驻点的几何构型.结果表明, 自由基CH3与HNCO分子间反应有三条反应通道,第一为CH3与HNCO分子间经过生成一个稳定化能为4.56 kJ•mol－1的含氢键的分子复合物M后，经过渡态TS生成另一个产物复合物M′，然后分解为甲烷和NCO自由基；第二是CH3与HNCO分子间通过生成稳定反式中间体trans-int，其经过渡态trans-ts分解成产物CH3NH和CO；第三是CH3与HNCO分子间通过生成稳定顺式中间体cis-int，其经过渡态cis-ts分解成产物CH3NH和CO.比较三条反应通道的反应活化能，表明CH3与HNCO反应较易生成CH4＋NCO.     

光促进下环己烯与二氧化碳羰基化反应中副产物的气相色谱-质谱分析

应用气相色谱-质谱法（GC-MS）研究了光促进温和条件下环己烯与CO2羰基化反应中与丙酮有关的副产物,这有助于对反应进行深入的研究和优化。在光促进温和条件下环己烯与CO2进行羰基化反应的同时,环己烯也可以与反应体系中的CH3COCH3发生光化学反应,生成副产物。分别用CH3COCH3和CD3COCD3进行实验,对反应产物进行GC-MS分析,通过对不同反应情况下的MS图中同位素效应的比较,可以分析出副产物中是否有来自CH3COCH3中的—CH3。研究表明丙酮与底物环己烯之间生成了环氧丁烷衍生物、cyclo-C6H9-C(CH3)2OH和cyclo-C6H11-C(CH3)2OH等3种副产物。     

程序升温表面反应法研究工业甲烷化镍催化剂的反应定态吸附态

用程序升温表面反应(TPSR)法研究对比了在工业甲烷化镍催化剂上纯CO吸附,CO+H_2共吸附及CO+H_2在反应过程中的吸附。纯CO吸附态和CO+H_2共吸附态的TPSR谱较相似,都只有高温(350℃以上)和低温(约200℃)两个峰。而反应定态吸附态的TPSR谱有三个峰,发现其中温峰(300℃)与反应活性物种有联系。用D_2同位素研究了定态吸附态的组成,发现TPSR的三个峰的吸附态组成中都含有大量碳物种,少量的CH和CH_2物种;而且不同温度下出现的三个TPSR谱峰都含有大致接近的C,CH和CH_2物种,反映了同一物种的反应能力的差别,而不同的物种出现在同一温区内,意味着吸附物种的反应能力主要决定于金属—碳键的性质。     

Ni2(OCH3)2/SiO2催化剂上CO2和CH3 OH的吸附和反应性能

采用表面改性和离子交换相结合的方法制备了Ni2(OCH3)2/SiO2负载型双核金属甲氧基配合物催化剂,利用红外光谱(IR)、程序升温脱附(TPD)、程序升温表面反应(TPSR)和微反技术考察了催化剂的表面结构以及CO2和CH3OH的化学吸附和反应性能.结果表明:Ni2(OCH3)2/SiO2中Ni2+与载体SiO2表面O2-以双齿配位形式键合,甲氧基以桥基形式联结双金属离子形成双核物种Ni2(OCH3)2;CO2在催化剂表面存在甲氧碳酸酯基物种和桥式两种吸附态,CH3OH则只有一种分子吸附态;在100～200℃条件下,CO2和CH3OH在催化剂上的反应产物主要是DMC和H2O;根据反应结果,讨论了催化反应机理.     

担载型过渡金属催化剂上CH4＋C2H4→C3H8反应的初步研究

担载型过渡金属催化剂上ＣＨ４＋Ｃ２Ｈ４→Ｃ３Ｈ８反应的初步研究阎子峰薛锦珍沈师孔①王弘立（中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室，兰州７３００００）关键词甲烷同系化过渡金属催化剂乙烯１前言在均相催化体系中，甲烷与其它饱和烃类的反...     

担载型过渡金属催化剂上甲烷同系聚合反应的研究

本文利用瞬变应答反应技术较系统地考察了担载型过渡金属催化剂上甲烷同系聚合制C2以上烃的反应, 研究发现通过采用总反应分解法操作, 可以克服甲烷同系聚合反应的热力学限制, 使该反应能在较为温和的条件下得以进行。本文还系统地探讨了影响该反应的各种因素。523K 5wt% Pt/SiO2上甲烷的最佳转化可达9,91%。Pt, Co催化剂表现出较为优越的催化性能。甲烷在催化剂表面分解产生的CHx(ad)(0<=x<=3)物种可能是该反应的活性中间体。     

STUDIES OF TPSR AND PULSE REACTION OF METHYL IODIDE ON SILICA-SUPPORTED NOBLE METAL CATALYSTS

IntroductionAttcn1ptstoclucidatcthcmcchanismofCtOh}drogcnationontransitionmctalcatal\stsbyusingprobcmoIcculcscanbctraccdbacktoatlcastascarl}'asl95ll]lAlthoughthistcchniqucisanindircctx"a}'ofstud}'ingsurfaccrcactionmcchanisms.itallot"sustostud}'inslIusurfaccrcactionsundcrccrtainconditionsx"hichusualI}'cannotbcprobcdb}'morcdirectinstrumcntalmcthodssuchassurfaccspcctrosc0pictcchniqucsOfintcrcstisthcreccntt"orkrcp0rtcdb}'Bclgucdl2l'KocrtsI3jandYa.l4j\"hoachict'cdthcconvcrsionofmethanctotbrmC2~…     

THE ROLE OF LATTICE AND GASEOUS OXYGEN ON THE OXIDATIVE COUPLING OF METHANE STUDIED BY A PULSE REACTION TECHNIQUE

A comparative study of the role of lattice and gaseous oxygen in theoxidative coupling of methane over Na~ /Cao and Ca_xSr_(1-x)TiO_3 perovskiteoxide catalysts was performed by using a pulse reaction technique with CH_4,O_2 and mixtures of CH_4and O_2.It was found that there is an oxygen species onthe Surface of Cao which is active only for the total oxidation of methane at thereaction temperature.These oxygen species.once reacted with methane andconsumed,can be regenerated by the adsorption of oxygen molecules from thegas phase or by the migration of the lattice oxysen from the bulk onto thesurface.In contrast,no such oxygen species and no reaction can be detected bymethane pulsed over Ca_xSr_(1-x)TiO_3perovskite oxide catalysts.Na~ can heavilysuppress the non-selective oxygen species on the surface,and When 5mol%Na~ was incorporated onto the surface of Cao,the sample showed no reactivityto methane.When oxygen exists in the gas phase,or the pulse containsmethane and oxygen,the reaction over(Cao is mai     

Na-W-Mn/SiO2催化剂活化甲烷的研究Ⅱ.活性氧物种

制备了不同Ｎａ、Ｗ、Ｍｎ组分的Ｎａ－Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂,并进行了Ｏ２程序升温脱附（Ｏ２－ＴＰＤ）和不同温度下Ｎａ－Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂的ＣＨ４脉冲反应（ＣＨ４－ＰＲ）。研究结果表明,Ｎａ－Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂活化甲烷的活笥氧物种是Ｗ和Ｍｎ提供的、高温下易于流动的表面晶格氧（Ｏ＾２－）。Ｎａ和Ｏ＾２－的活泼性具有重要的促进作用,它可以极化Ｗ、Ｍn的金属一氧键,促进Ｏ＾２－的流动性。Ｎａ     

单原子催化甲烷直接转化的研究进展

将甲烷直接转化(DMC)为高附加值化学品(如甲醇等化合物),是实现天然气高效利用的有效途径.因甲烷结构非常稳定,使其在温和条件下(反应温度≤150℃的非强酸介质体系)的高效活化极具挑战性.近年来,单原子催化剂(SACs)因其活性物种的高利用率和高选择性,已引起国内外研究者的广泛关注,并被尝试应用于多种反应.研究表明,S...     

The subtle effects of iron-containing metal surfaces on the reductive carbonylation of RuCl3

The use of iron-containing metal surfaces, Fe, Fe-Cr-alloy and stainless steel, for the synthesis of mixed metal Ru-Fe compounds has been studied. The studied process was reductive carbonylation of RuCl3 in the presence of a metal surface. Reactions were carried out in ethanol solutions under 10-50 bar carbon monoxide pressure at 125 degrees C using an autoclave. During the reaction the metal surface was oxidized, releasing iron into the solution and acting as a sacrificial source of iron. Under these conditions the corrosion of the metal surface was facile and produced a series of iron-containing species. In addition to the formation of most obvious iron(II) products, such as [Fe(H2O)6]2+ or [FeCl2(H2O)4] the use of the metal surface also provided a route to novel labile trinuclear [Ru2Cl2(mu-Cl)4(CO)6FeL2] (L = H2O, EtOH) complexes. The stability and reactivity of the [Ru2Cl2(mu-Cl)4(CO)6FeL2] complexes were further studied using computational DFT methods. Based on the computational results a reaction route has been suggested for the formation and decomposition of [Ru2Cl2(mu-Cl)4(CO)6FeL2].