激光促进磷酸盐表面甲烷直接氧化合成甲醇的研究

以沉淀法合成了FePO4 、AlPO4 和Fe0 .5Al0 .5PO4 三种固体表面材料。采用XRD、IR和TPR方法对各材料进行了表征。以分子探针IR和TPD方法考察了甲烷在固体表面上的吸附性能。以固体表面键激发模式研究了激光促进甲烷直接氧化合成甲醇的表面反应规律。结果表明 ,FePO4 、AlPO4 和Fe0 .5Al0 .5PO4 均具有均一的晶态结构 ,其晶格氧的活泼性顺序为Fe0 .5Al0 .5PO4 >FePO4 >AlPO4 。在 1 0 0℃以上时 ,CH4 能够以分子态吸附于固体表面PO键上 ,各表面材料的吸附能力也遵循Fe0 .5Al0 .5PO4 >FePO4 >AlPO4 的规律。在 1 0 0～ 30 0℃范围内 ,采用 1 0 83cm- 1的激光激发固体表面PO键 ,CH4 直接氧化生成CH3OH的反应明显发生且CH3OH的选择性在 80 %以上。CH转化率的大小与固体表面材料晶格氧活泼性及其对CH4 的吸附能力有关。用 1 0 0 0cm- 1和 91 0cm- 1的激光激发PO键 ,不能有效促进化学反应的发生 ,揭示了激光光能的有效吸收和传递是LSSR过程能否实现的关键因素。     

激光促进磷酸盐表面甲醇氧化偶联反应

激光促进表面反应;乙二醇;激光促进磷酸盐表面甲醇氧化偶联反应     

CaF2负载H3PMo12O40表面上激光促进甲烷部分氧化反应性能的研究

甲烷部分氧化反应是目前催化研究领域的一个热点^[1,2],杂多酸以其确定的化学组成、特定的酸性和氧化性以及空间笼形结构而成为在分子水平上进行催化剂设计的良好选择^[3]。Kasztelan等^[4]曾利用SiO2负载的磷钨酸作为催化剂研究了CH4的氧化过程。激光促进表面反应（LSSR）技术已成为一种充满应用前景的光催化合成方法^[5,6]。本文以磷钼酸和CaF2负载磷钼酸为固体材料,TEA CO2激光器为光源,按固体表面键激发模式,考察了CH4部分氧化反应性能。     

激光促进甲醇氧化偶联表面反应的规律

用沉淀法制备了Ｌｉ３ＰＯ４、ＢｉＰＯ４和Ｌｉ３ＰＯ４、ＢｉＰＯ４三种固体表面材料,并用ＸＲＤ、ＩＲ、ＴＰＤ和激光促进表面反应（ＬＳＳＲ）等技术研究了这些固体表面上甲醇氧化偶联生成乙二醇的反应规律。实验结果表明：甲醇在固体材料表面的Ｐ＝９键上产生Ｃ－Ｈ端的分子态吸附,在表面的Ｌｅｗｉｓ酸位（金属离子）上产生解离态吸附。Ｌｉ３ＰＯ４和ＢｉＰＯ４的相互作用可促进甲醇在固体表面上的分子态吸附而抑制解离态吸     

激光促进H3PW12O40表面甲烷部分氧化反应

以Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４０（ＰＷ１２）作为固体表面材料,用ＩＲ,ＴＰＤ和激光促进表面反应（ＬＳＳＲ）技术等手段考察了ＰＷ１２的表面构造、化学吸附性能和激光促进ＣＨ４部分氧化合成ＣＨ３０Ｈ的反应规律,ＰＷ１２表面上存在着Ｌｅｗｉｓ碱位（Ｗ＝Ｏ和Ｗ－Ｏ－Ｗ键中的氧位）和Ｌｅｗｉｓ酸位（－Ｗ＾６＋－）,ＣＨ４在ＰＷ１２表面的Ｌｅｗｉｓ碱位上发生化学吸附,主要吸附位是Ｗ＝Ｏ键,采用９８０ｃｍ＾－１的激光激发ＰＷ１２表面的Ｗ＝Ｏ键,在１００℃以上和常压下,ＣＨ４的部分氧化反应顺利进行,ＣＨ３ＯＨ是ＣＨ４氧化的直接产物,ＨＣＨＯ,ＣＨ３ＯＣＨ３和烃类是ＣＨ３ＯＨ进一步反应的产物,Ｈ２Ｏ分子在反应中的作用可能为：通过激光参与下Ｈ２Ｏ分子与ＰＷ１２表面发生相互作用,能产生有利于ＣＨ４吸附和ＣＨ３ＯＨ生成的表面活性位Ｗ＾６＋－Ｏ,同时     

激光促进甲烷氧化偶联表面反应规律的研究

采用ＩＲ、ＴＰＤ、选频ＴＥＡＣＯ２激光等技术，考察了单组分及多组分表面材料上激光促进的甲烷氧化偶联反应．在实验条件下，甲烷在ＬｉＣｌＯ４／Ｐｂ３（ＰＯ４）２固体表面上的转化率达到３２％以上，生成乙烯的选择性为９３％．结果分析表明，晶格氧参与了反应，激光频率是影响激光能量利用的主要因素．     

激光促进Pb和Bi磷酸盐表面上异丁烷氧化脱氢反应

采用沉淀法制备了Pb₃(PO₄)₂和BiPO₄固体材料,用XRD,IR,TPD和LSSR等手段对Pb₃(PO₄)₂和BiPO₄的晶体结构、表面构造、化学吸附性能和激光促进异丁烷氧化脱氢反应性能进行了研究.结果表明,固体材料表面由Lewis碱位P＝O和P-O-M(Pb或Bi)键中的O^2-及Lewis酸位Pb²⁺或Bi³⁺构成;异丁烷分子中两个甲基中的H分别吸附在两个相邻的Lewis碱位P＝O上,形成双位分子吸附态;在常压和200℃条件下,用一定频率的激光激发固体表面P＝O键,发生异丁烷氧化脱氢反应,产物异丁烯的选择性大于95%,在激光促进表面反应体系中,激光能量的利用率主要取决于固体材料的振动结构和对反应物分子的吸附能力,反应产物的选择性主要决定于反应物分子在固体表面上的吸附态.     

激光促进甲醇在杂多化合物上的表面反应

利用红外光谱 (IR)、程序升温脱附 (TPD)和激光促进表面反应 (L SSR)技术 ,研究了甲醇吸附于杂多化合物 H3PMo1 2 O40 · x H2 O、H3PW1 2 O40 · x H2 O、H6 PMo6 W6 O40 · x H2 O表面上所形成体系的振动结构、化学吸附形态和光促表面反应规律 .实验结果表明 ,在各固体材料表面上甲醇同时发生分子吸附和解离吸附 ,且在室温条件下体系即发生显著的光促表面反应 ;与甲醇吸附强度和吸附量相比 ,反应体系的振动结构对 L SSR效率起着更重要的作用 .根据表征和反应结果 ,分析了体系中活性物种的产生途径 ,并给出了反应机理的模型     

杂多化合物的性质对激光促进甲烷部分氧化反应性能的影响

合成了ＰＷ１２、ＰＭｏ１２和ＮａＰＭｏ１２３种固体表面材料。采用ＩＲ、ＴＰＲ、ＰＴＤ和激光促进表面反应技术等手段,考察了固体表面材料的表面构造、晶格氧的活泼性和甲烷在固体表面的化学吸附以及部分氧化反应的规律。分别以９８０和９６０ｃｍ＾－１的激光光子激发固体表面的Ｗ＝Ｏ和Ｍｏ＝Ｏ键,甲烷的部分氧化反应在１００℃以上和常压下顺利进行。ＣＨ４在固体表面的吸附位、固体表面材料的晶格氧活性、激光频率和反应温     

激光促进甲醇在氧化物上的表面反应

运用红外光谱（IR）、程序升温脱附（TPD）技术,对甲醇吸附在氧化物SiO2、γ－Al2O3和MgO表面所形成的反应体系进行了红外振动结构和化学吸附形态分析,并引入1052cm^-1激光,研究了上述体系的激光促进表面反应（LSSR）规律。结果表明：所选固体材料能够明显促进甲醇光促分解反应,室温条件下即可在SiO2上达到40.5%的转化率;另外与甲醇吸附强度和吸附量相比,反应体系的振动结构对LSSR效率起着更为重要的作用,SiO2因能够较好地吸收、传送激光能量而具有比γ－Al2O3和MgO更好的促进反应性能。最后,根据表征和反应结果给出了反应机理的模型。     

激光促进异丁烷选择氧化制甲基丙烯酸

用共沉淀法制备了Fe和Mo的复合氧化物.运用XRD、 IR、 TPD和LSSR技术研究了其晶体结构、表面构造、化学吸附特性和激光促进异丁烷选择氧化反应性能.结果表明: Fe-Mo-O的主体物相为Fe2(MoO4)3,并有少量的MoO3相;其表面上存在Lewis碱位(Mo=O和Mo-O-Fe键中的O)及Lewis酸位Fe3+;异丁烷的两个甲基H分别吸附在两个相邻的Lewis碱位(Mo=O)上形成双位分子吸附态;在常压和200℃条件下,用一定频率的激光激发Mo=O键1000次,异丁烷的转化率为5.8%,其反应产物是异丁烯、甲基丙烯醛和甲基丙烯酸,其中甲基丙烯酸的选择性为80%.根据实验结果,探讨了激光促进异丁烷选择氧化为甲基丙烯酸的表面反应机理.     

锂铅磷酸盐表面上激光促进异丁烷选择氧化制甲基丙烯酸

采用共沉淀法,制备了５％Ｌｉ３ＰＯ４－Ｐｂ３（ＰＯ４）２固体材料。运用ＸＲＤ、ＩＲ、ＴＰＤ和ＬＳＳＲ技术,研究了其晶体结构、表面构造、化学吸附特性和激光促进异丁烷选择氧化的反应性能。结果表明,复合盐的主体晶相为Ｐｂ３（ＰＯ４）２,Ｌｉ３ＰＯ４以分子分散态掺杂在主体相中;其表面存在Ｌｅｗｉｓ碱位（Ｐ＝Ｏ和Ｐ－Ｏ－Ｐｂ键中的Ｏ＾２－）及Ｌｅｗｉｓ酸位、Ｐｂ＾２＋ｔ Ｌｉ＾＋;异丁烷的两个甲基中的Ｈ分别     

激光促进锂铋磷酸盐表面异丁烷选择氧化反应

用共沉淀法制备了5％Li3PO4•BiPO4固体材料.运用XRD、IR、TPD和LSSR技术研究了其晶体结构、表面构造、化学吸附特性和激光促进异丁烷选择氧化表面反应性能.结果表明,复合盐的主体晶相为简单单斜晶型的BiPO4,Li3PO4以分子分散态掺杂主体相中;其表面存在Lewis碱位P=O和P－O－Bi键中的O2－及Lewis酸位Bi3＋和Li＋;异丁烷的两个甲基中的H分别吸附在两个相邻的Lewis碱位P=O上,形成双位分子吸附态;在常压和200℃下,用一定频率的激光激发P=O键1000次,异丁烷的转化率为11.3％,甲基丙烯酸的选择性为72％.根据实验结果,探讨了激光促进异丁烷选择氧化为MAA的表面反应机理.