CO2部分氧化乙烷制乙烯Pd—Cu／MoO3—SiO2催化剂的研究

用化学吸附－红外光谱、化学吸附－程序升温脱附（ＴＰＤ）和微型反应技术研究了Ｐｄ－Ｃｕ／ＭｏＯ３－ＳｉＯ２（ＭｏＳＯ）催化剂对ＣＯ２和乙烷的吸附活化和部分氧化反应性能．结果表明，乙烷以Ｃ—Ｈ键中的Ｈ吸附于ＭｏＳＯ载体表面ＭｏＯ键的端基氧上；Ｐｄ－Ｃｕ／ＭｏＳＯ催化剂对ＣＯ２有良好的化学吸附活化性能，ＣＯ２的吸附除有线式吸附态和剪式吸附态外，还有一种新的卧式吸附态；Ｐｄ－Ｃｕ／ＭｏＳＯ催化剂的晶格氧参与了化学反应．探讨了在Ｐｄ－Ｃｕ／ＭｏＳＯ催化剂上ＣＯ２的部分氧化乙烷反应机理     

金属─助剂相互作用对SiO_2载铑催化剂化学吸附的影响Ⅰ．Rh_2－V／SiO_2催化剂

本文用化学吸附、原位ＩＲ、和ＸＰＳ考察了钒助剂对Ｒｈ２／ＳｉＯ２催化剂的Ｈ２和ＣＯ化学吸附的影响．结果表明，１）ＣＯ吸附在ＲｈＩ、ＲｈⅡ和ＲｈⅢ中心上分别产生孪生、线式和桥式ＣＯ表面吸附物种．２）Ｈ２主要解离吸附在ＲｈⅡ和ＲｈⅢ中心上，但ＣＯ能优先吸附；ＲｈＩ中心对Ｈ２的化学吸附能力弱，但Ｈ２和ＣＯ能共吸附在ＲｈＩ中心上形成表面羰基氢化物．３）Ｒｈ２－Ｖ／ＳｉＯ２催化剂在５７３Ｋ还原后，铑与钒助剂的强相互作用主要发生在ＲｈⅡ和ＲｈⅢ与钒助剂之间，Ｈ２吸附比ＣＯ吸附受到更强烈的抑制．用覆盖模型可以较好地解释钒助剂对Ｒｈ２／ＳｉＯ２催化剂的Ｈ２和ＣＯ化学吸附的影响．     

阶跃过渡应答技术研究Mo-V/Al2O3催化剂上乙烷氧化脱氢制乙烯反应的暂态动力学Ⅰ.C2H6,O2,C2H4和CO2的催化剂上的吸附行为

用阶跃过渡应答技术研究了乙烷氧化脱氢反应的反应物Ｃ２Ｈ６，Ｏ２，产物Ｃ２Ｈ４和主要副产物ＣＯ２在ＭｏＯ３－Ｖ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３催化剂上的吸附行为。结果表明：Ｃ２Ｈ６和Ｃ２Ｈ４在该催化剂上不吸附；氧为慢吸附、不可逆吸附；ＣＯ２为可逆吸附，吸附量较小。并发现在无氧的条件下，乙烷能与催化剂表面上的晶格氧反应生成乙烯。这些结果对乙烷氧化脱氢反应机理的探讨有重要意义。     

Ni/Al_2O_3催化剂上CH_4部分氧化制合成气机理的IR研究(英文)

在２．９％（ｗｔ）Ｎｉ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上用ｉｎｓｉｔｕＦＴＩＲ研究了ＣＨ４部分氧化制合成气的反应机理。结果表明，催化剂表面的活性碳物种与化学吸附的Ｏ原子反应生成ＣＯ；ＣＨ４／Ｏ２（２：ｌ）混合气在催化剂表面吸附的ＩＲ谱图表明只有Ｈ２Ｏ和ＣＯ２存在，说明ＣＨ４和ＣＯ２的重整反应没有发生。因此，我们认为ＣＯ和Ｈ２是一级产物。     

镧改性铁催化剂的研究Ⅲ.镧改性铁催化剂的表面吸附性能

用ＸＰＳ，ＩＲ和Ｃａｈｎ微量天平技术研究了Ｆｅ２Ｏ３／γ－Ａｌ２Ｏ３，Ｆｅ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３／γ－Ａｌ２Ｏ３和Ｆｅ２Ｏ３／Ｌａ２Ｏ３／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的表面吸附性能。结果表明，部分镧履盖了催化剂表面，这部分镧优先堵盖ＣＯ的桥式吸附位，同时由于部分镧的覆盖，减少了ＣＯ和Ｈ２的化学吸附量，但大大促进了（ＣＯ＋Ｈ２）的共吸附，提高了催化剂的再吸附能力。     

可逆与不可逆氢在甲烷化反应中的作用

用自行设计和建立的加压动态分析装置研究了甲烷化催化剂上氢的吸附和反应行为．结果表明，在反应条件下吸附的氢可区分为不可逆吸附氢和可逆吸附氢两类，不可逆吸附氢又可分为能被ＣＯ顶替出来的和不能被顶替的两种．起甲烷化反应的是可逆吸附氢，而能被ＣＯ顶替出来的不可逆氢对吸附ＣＯ起促进作用，不能被ＣＯ顶替出来的不可逆氢是甲烷化催化剂必不可少的组分（或称“促进剂”）．     

金属－助剂相互作用对SiO_2载铑催化剂化学吸附的影响──Ⅱ．Rh－V／SiO_2催化剂

由ＲｈＣｌ_３·ｘＨ_２Ｏ制备了不同Ｒｈ含量的Ｒｈ／ＳｉＯ_２和Ｒｈ－Ｖ／ＳｉＯ_２催化剂，采用化学吸附和原位ＴＰＤ－ＩＲ方法考察钒助剂对Ｒｈ／ＳｉＯ_２催化剂在常温和高温的Ｈ_２和ＣＯ化学吸附的影响。结果再次表明：１）不同Ｒｈ中心对Ｈ_２和ＣＯ的化学吸附性能不同，钒助剂对不同Ｒｈ中心的Ｈ_２和ＣＯ吸附的影响也不同。Ｈ_２主要吸附在Ｒｈ~Ⅱ和Ｒｈ~Ⅲ中心上，而在Ｒｈ~Ⅰ中心上的吸附弱。２）Ｒｈ－钒助剂的强相互作用主要是Ｒｈ~Ⅱ和Ｒｈ~Ⅲ与钒助剂之间的相互作用，Ｈ_２吸附受到比ＣＯ吸附更强烈的抑制。钒助剂对Ｒｈ／ＳｉＯ_２的Ｈ_２和ＣＯ吸附性能的影响可用覆盖模型解释。     

可逆与不可逆氢的在甲烷化反应中的作用

用自行设计和建立的加压动态分析装置研究了甲烷化催化剂上氢的吸附和反应行为。结果表明，在反应条件下吸附和氢可区分为不可逆吸附氢和可逆吸附氢两类，不可逆吸附氢又可分为能被ＣＯ顶替出来的和不能被顶替的两种。起甲烷化反应的是可逆吸附氢，而能被ＣＯ顶替出来的不可逆氢对吸附ＣＯ起促进作用，不能被ＣＯ顶替出来的不可逆氢是甲烷化催化剂必不可少的组分（或称“促进剂”）。     

CO吸附微量量热法研究γ-Al2O3负载贵金属催化剂

用ＣＯ吸附微量量热法系统地研究了γ－Ａｌ２Ｏ３负载的Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ及Ｐｔ－Ｓｎ，Ｐｔ－Ｆｅ等贵金属催化剂，结果表明，Ｐｔ／γ－Ａｌ２Ｏ３，Ｐｄ／γ－Ａｌ２Ｏ３，Ｒｈ／γ－Ａｌ２Ｏ３贵金属催化剂上ＣＯ的微分吸附热能覆盖度的函数非常相似，其初始微分吸附热均约为１２０ｋＪ／ｍｏｌ，随着ＣＯ覆盖度的增加，ＣＯ的微分吸附热逐渐降低，Ｐｔ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂上ＣＯ吸附位数目对ＣＯ微分吸附热不同区间的分布非     

Rh2,Rh4高分散催化剂的制备及分散度与CO吸附态关系的研究

建立了一整套Ｒｈ簇高分散催化剂的制备技术和方法，制备出了分散的Ｒｈ＿２／Ａｌ＿２Ｏ＿３和Ｒｈ＿４／Ａｌ＿２Ｏ＿３簇催化剂。Ｈ＿２化学吸附表明这些样品具有很高的金属分散度，且分散度随Ｒｈ簇担载量的增加而降低。ＣＯ吸附态测定表明，当簇合物的Ｒｈ担载量（ｗ％Ｒｈ）为０．７％时分散度最高。ＣＯ分子在催化剂上只有一种吸附方式─—孪生吸附，实现了ＣＯ吸附态的“分离”，即催化剂上只存在一种吸附中心。表明催化剂的金属粒度已达到均一。这一结果还表明可通过原子簇衍生催化剂的方法来控制ＣＯ分子在Ｒｈ催化剂上的吸附方式。催化剂制备过程的原位红外光谱测试结果表明：Ｒｈ簇与γ－Ａｌ＿２Ｏ＿３作用形成高分散是一个很快的过程。     

Chemisorption of CO2 on nickel surfaces

CO2 chemisorption on the Ni(111), Ni(100), and Ni(110) surfaces was investigated at the level of density functional theory. It was found that the ability of CO2 chemisorption is in the order of Ni(110) > Ni(100) > Ni(111). CO2 has exothermic chemisorption on Ni(110) and endothermic chemisorption on Ni(111), while it is thermally neutral on Ni(100). It is also found that there is no significant lateral interaction between the adsorbed CO2 at 1/4 monolayer (ML) coverage, while there is stronger repulsive interaction at 1/2 ML. On all surfaces, the chemisorbed CO2 is partially negatively charged, indicating the enhanced electron transfer, and the stronger the electron transfer, the stronger the C=O bond elongation. The bonding nature of the adsorbed CO2 on nickel surfaces has been analyzed. The thermodynamics of CO2 dissociative chemisorption, compared with CO and O adsorption, has been discussed, and the thermodynamic preference is in the sequence Ni(100) > Ni(111) > Ni(110).     

Carbon dioxide adsorption by physisorption and chemisorption interactions in piperazine-grafted Ni(2)(dobdc) (dobdc = 1,4-dioxido-2,5-benzenedicarboxylate)

The metal-organic framework Ni(2)(dobdc) (CPO-27-Ni, where dobdc = 1,4-dioxido-2,5-benzenedicarboxylate) has been post-synthetically modified with piperazine (pip) - a known 'accelerator' to improve the kinetics of CO(2) uptake in alkanolamine solvents for chemical absorption - and the impact of the modification on the CO(2) uptake and selectivity over N(2) has been probed. While the modified framework, Ni(2)(dobdc)(pip)(0.5) (pip-CPO-27-Ni), exhibits a lower uptake of CO(2) compared with the non-grafted material, the selectivity for CO(2) over N(2) at 25 °C and at pressures pertinent to post-combustion flue gas capture (0.1-0.15 bar) is enhanced. Mechanistically, the interaction between the CO(2) molecules and the free amine sites in pip-CPO-27-Ni occurs via physisorption and chemisorption interactions, in which CO(2) binds to the framework with an isosteric heat of adsorption (-Q(st)) of 40.5 kJ mol(-1) at very low coverage (P = 0.033 mbar), followed by binding at a higher heat of adsorption (-Q(st) = 46.2 kJ mol(-1) at P = 3.55 mbar). Pure water adsorption isotherms revealed a two-step mechanism for uptake in CPO-27-Ni, consistent with adsorption into the first and second hydration spheres of Ni(2+) followed by subsequent uptake via physisorption into the pores. Additional steric hindrance in pip-CPO-27-Ni results in a single step only. The working capacity over multiple cycles was also investigated using a temperature swing adsorption process which revealed reversible CO(2) adsorption and desorption of 10 wt% over 10 cycles.     

用脉冲色谱法研究Pd-V2O5体系催化剂的吸附作用

本文用脉冲色谱法测定了Pd-V氧化物体系催化剂对乙烯、氧和二氧化碳的吸附作用。指出在接近反应温度下(80-100°C),Pd-V氧化物体系的催化剂对乙烯有可逆与不可逆两种吸附作用,而单独的PdO和V₂O₅以及载体SiO₂则只有可逆吸附作用。测定了不同温度下可逆吸附等温线,计算了吸附热,考查了不可逆吸附与催化剂中Pd含量之间的关系,指出在Pd-V氧化物催化剂上,乙烯的不可逆吸附量与催化氧化活性一样,是与Pd含量有关的。测定了预吸附氧有利于乙烯的不可逆吸附,而CO₂则不能牢固的吸附在催化剂表面上。     

硫化MoO3／Al2O3甲烷化催化剂上不同吸附物种的作用

运用加压动态分析装置研究了硫化MoO_3/A1_2O_3,甲烷化催化剂上CO和H_2的吸附及反应。结果表明,在给定反应条件下催化剂上吸附的CO和H_2可分为可逆与不可逆两类,且对甲烷化反应有着不同的贡献。甲烷的生成是可逆吸附氢和不可逆吸附CO共同作用的结果。不可逆吸附氢与CO不生成甲烷,可逆吸附的CO加氢则与副产物乙烷等的生成密切相关。结合前人的动力学考察结果,解释了Mo系甲烷化催化剂与Ni系甲烷化催化剂要求不同反应压力的实质性原因。     

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.     

载体对醇气相羰基化镍催化剂的影响

载体对醇气相羰基化镍催化剂的影响彭峰冯景贤黄仲涛（华南理工大学化工学院化工系，广州５１０６４１）关键词催化剂，羰基化，载体，相互作用甲醇、乙醇的气相羰基化近二十年来引起了许多研究者的关注，在寻找一种廉价高效的非贵金属取代铑催化剂方面已取得了一定进展...     

金催化一氧化碳氧化反应中锌锡复合氧化物的载体效应

氧化物负载的纳米金催化剂对CO氧化反应具有极高的活性,这不仅依赖于金的结构特性,也取决于氧化物载体的结构.近年来,除了氧化硅、氧化铝等惰性载体以及氧化钛、氧化铈、氧化铁等可还原性载体外,人们还致力于探索各类新型氧化物载体.另一方面,锡酸锌是具有反尖晶石结构的化合物,并且在透明导电氧化物、锂离子电池阳极材料、光电转换装置以及传感器等方面应用广泛.然而,迄今为止,锡酸锌仍未被用于负载纳米金催化剂,因此相关的构效关系作用研究也十分有限.基于此,本文采用氮气吸附-脱附实验、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨电镜(HRTEM)、高角环形暗场像-扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)、X射线吸收精细结构谱(XAFS)和氢气程序升温脱附(H2-TPD)等手段,系统研究了锡酸锌负载的纳米金催化剂在CO氧化反应中催化性能差异的原因.首先,利用水热法制备了锡酸锌(ZTO)载体,而其织构性质可由碱(N2H4·H2O)与金属离子(Zn2+)的比例在4/1(ZTO_1)、8/1(ZTO_2)和16/1(ZTO_3)之间进行调节.结果发现, ZTO_2具有最大的孔体积(0.223 cm3/g)和最窄的孔径分布.再采用沉积沉淀法将0.7 wt% Au负载于其上,得到金-锡酸锌(Au_ZTO)催化剂. ICP-AES测得样品中Au含量在0.57-0.59 wt%,与投料比接近. CO氧化反应结果显示, Au_ZTO_1和Au_ZTO_2的表观活化能相同,但后者的活性更高;而Au_ZTO_3在220°C以下没有活性,催化性能最差,与纯锡酸锌载体相当. XRD结果显示,反应过程中ZTO晶相、晶胞参数及晶粒尺寸变化不明显; TEM和HRTEM分析表明,载体ZTO在反应前后均为多面体形貌,平均颗粒尺寸在12-16 nm; XPS结果验证了Zn2+和Sn4+离子是新鲜和反应后样品中载体金属的存在形式; HAADF-STEM探测到所有样品中均含有1-2 nm的Au粒子; XAFS结果表明, Au以Au0形式存在,并且在Au_ZTO_3中Au平均粒径大于4 nm,而其它两样品约为2 nm. H2-TPR结果表明,金的引入对ZTO载体耗氢量影响不大,但还原峰温度向低温移动;金属-载体相互作用强弱与催化活性高低具有正相关性,即Au_ZTO_2> Au_ZTO_1>> Au_ZTO_3.这是由于不同织构性质的锡酸锌载体对于纳米金活性物种的稳定作用不同所致,具有最大孔体积和最窄孔径分布的ZTO_2负载的金纳米颗粒表现出最高活性.     

CeO2和Pd在Ni/γ-Al2O3催化剂中的助剂作用

采用脉冲微反技术研究了添加n型半导体氧化物CeO2及贵金属Pd对Ni/γ Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭反应性能的影响,并运用BET、TPR、CO2 TPSR及氢吸附等技术对催化剂进行了表征.结果表明, n型半导体氧化物CeO2的添加可以降低Ni/γ Al2O3催化剂上CH4裂解积炭活性,提高CO2消炭活性,添加少量贵金属Pd可以进一步改变载体Al2O3、助剂CeO2和活性组分Ni之间的相互作用,从而改善Ni/γ Al2O3催化剂的抗积炭性能.通过Ni Ce Pd/γ Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭模型对上述作用机制作出了新的解释.     

凹凸棒土粘结剂对13X分子筛吸附性能的促进作用

以凹凸棒土为粘结剂制备了13X分子筛吸附剂.研究了其孔结构、表面电性和对水、CO2和N2分子的吸附性能,并与高岭土为粘结剂的同类吸附剂进行了比较.结果表明,凹凸棒土发达的孔隙结构、大的比表面和表面负电性质有利于其吸附容量的改善,而13X/凹凸棒土中丰富的中孔促进了其对CO2的吸附速率.另外由CO2吸附热力学分析可知,CO2在13X/凹凸棒土上具有较低的吸附热,结果将有利于其在吸附剂上的脱附.     

超临界条件下CO2和丙烯直接合成甲基丙烯酸Ni2(OCH3)2/SiO2催化剂

超临界反应;负载型催化剂;双核桥联配合物;配合物;超临界条件下CO2和丙烯直接合成甲基丙烯酸Ni2(OCH3)2/SiO2催化剂