NiO在γ-Al_2O_3及 TiO_2/γ-Al_2O_3载体上的表面存在状态

本文采用 LRS, XRD, UV-DRS, TPR考查了γ-Al2O3上 TiO2的分散容量,分散态 Ti4＋离子的配位环境; NiO在经 TiO2改性后的γ-Al2O3载体上的分散容量。结果表明：（ 1） TiO2在γ-Al2O3表面的分散容量约为 0.62 mmol/100m2γ-Al2O3,当 TiO2含量低于该分散容量时 Ti4＋在γ-Al2O3载体表面以嵌入形式呈离子态分布;而含量高于分散容量时还有结晶态的 TiO2出现。（ 2） NiO在 TiO2/γ-Al2O3载体表面的分散容量约为 1.1 mmol/100m2γ-Al2O3,比之在γ-Al2O3载体表面的分散容量 (1.5mmol/100m2γ-Al2O3)要低,这是由于γ-Al2O3表面上部分空位被 Ti4＋离子占据。用表面相互作用的“嵌入模型” (Incorporation Model）讨论了这些结果。     

乙烯在CuO/γ-Al_2O_3上吸附性能的研究

用程序升温脱附技术研究了γ-Al_2O_3,CuO及一系列CuO/γ-Al_2O_3的乙烯吸附性能。用X射线相定量(内标)法测定了CuO/γ-Al_2O_3中晶相CuO含量。以CuO/γ-Al_2O_3样品中晶相CuO含量对总含量作图,可以得到一个典型的、呈现阈值的图。此阈值相当于100米~2载体能分散0.046克铜。在阈值水平以下,CuO都能作为离子分散在γ-Al_2O_3表面;阈值水平以上,出现晶相CuO,但分散在表面的CuO量维持不变。在阈值以下,CuO/γ-Al_2O_3对乙烯吸附量随CuO含量而增加;在阈值处,乙烯吸附量达到极限,每平方米样品吸附3×10~(17)个乙烯分子,比γ-Al_2O_3的吸附量大两个数量级;在阈值以上,乙烯吸附量不再改变。吸附量与分散的CuO量有很好的对应关系。乙烯在CuO/γ-Al_2O_3上脱附活化能的测定值为15千卡/克分子。大致与π络合的键能相当。 提出了乙烯在氧配位为4的表面Cu~(++)上才能形成稳定π络合物的模型。较好地解释了吸附乙烯与Cu~(++)的分子比小于1(CuO0.63重量％,分子比为0.15),且随表面Cu~(++)密度的增加而下降等实验事实。     

用EXAFS研究NiO在γ-Al_2O_3表面上的分散

本文使用EXAFS方法研究NiO在γ-Al_2O_3的表面上的分散情况。文章讨论了Ni含量为7%、13%、18%、26%、35%的NiO/γ-Al_2O_3体系的径向结构函数图以及Ni含量为13%、26%的NiO/α-Al_2O_3样品的径向结构函数图,认为NiO能在γ-Al_2O_3表面上成单层分散。分散后的Ni-O距离接近NiO晶体的Ni-O距离,表明Ni离子和γ-Al_2O_3表面上的氧有很强的相互作用。     

CrO_3在γ-Al_2O_3和SiO_2载体表面的分散状态

用X光衍射(XRD)方法研究了CrO_3/SiO_2和CrO_3/γ-Al_2O_3体系。用相定量外推法测定活性组份在载体表面的最大分散量。在干燥气氛中将CrO_3与载体混合,并在低于CrO_3熔点的温度下烘烤制备样品,实验得到CrO_3在SiO_2或者γ-Al_2O_3表面的最大分散量都随温度的升高而增大。CrO_3在SiO_2表面的最大分散量由101℃的0.27gCrO_3/g SiO_2到170℃的0.38g CrO_3/g SiO_2;CrO_3在γ-Al_2O_3表面的最大分散量由120℃的0.22g CrO_3/g γ-Al_2O_3到171℃的0.42g CrO_3/g γ-Al_2O_3。CrO_3在SiO_2或γ-Al_2O_3表面的最大分散量超过密置单层量,可由易聚合形成同多酸根来解释。     

MoO_3负载在新型Ti O_2/γ-Al_2O_3载体上的表面状态与性质

MoO_3担载在TiO_2或γ-Al_2O_3载体上是一类重要的工业催比剂,其表面状态和表面性质国内外已有过许多报导,本文报导MoO_3负载在我们所研制的新型TiO_2/γ-Al_2O_3载体(指以γ-Al_2O_3为骨架,表面上铺以TiO_2物种的载体)上的表面状态与性质。     

气相吸附法制备复合载体TiO_2/γ-Al_2O_3及TiO_2在γ-Al_2O_3表面的分散状态

采用气相流动吸附法,以N_2为载气携带TiCl_4通过γ-Al_2O_3床,使TiCl_4吸附在γ-Al_2O_3表面上,经水解、干燥和焙烧制得TiO_2/γ-Al_2O_3复合载体。用XRD,LRS和TEM等表征手段研究了TiO_2在γ-Al_2O_3表面上的分散状态。结果表明,TiO_2在γ-A1_2O_3表面有一分散阈值(0.168 g TiO_2/g γ-Al_2O_3,在阈值以下TiO_2以单层或亚单层分散形式存在,在阈值以上则出现晶相,未发现有体相化合物生成。测定了TiCl_4穿透曲线和吹扫曲线,为用气相流动吸附法制备TiO_2/γ-Al_2O_3复合载体工艺条件的选择提供了基础。     

低温红外光谱研究CuO/γ-Al_2O_3上CO和NO选择性吸附

CuO作为催化剂的主要活性组分已应用于氧化、加氢、CO和碳氢化合物的燃烧,N0x还原等多种催化反应中,有关N0、CO在CuO上吸附的红外光谱研究已有一些报导.London和Bell曾研究CO和NO在CuO/SiO_2上的反应,他们根据红外光谱和动力学测量结果推测NO主要离解吸附于Cu~0上,而CO则吸附在Cu~+或Cu~(2+)上.Busca在未还原的CuO样品上,观测到CO在Cu~+上的红外吸收峰最强,从而认为体相为CuO的样品,铜在其表面主要由Cu~+并伴以Cu~(2+)构成.本文研究了CuO/γ-Al_2O_3上NO、CO单独、交替和共吸附时的低温红外光谱,证明当NO和CO共存时,NO选择吸附于Cu~(2+)上,而CO选择吸附于Cu~+上。     

CuO/γ-Al_2O_3上CO和NO吸附的红外光谱研究——1.氧化态

应用红外光谱研究了CO,NO及其混合气在氧化态CuO/γ-Al_2O_3上的吸附。用XPS测量了表面铜的价态,用XRD分析了催化剂的物相。综合实验结果可知,催化剂体相为CuO,,CuAl_2O_4,,而Cu~+和Cu~(2+)则在样品表面上并存。红外光谱显示,CO在Cu~+上的吸附比在Cu~(2+)上的吸附强,而NO在Cu~(2+)上的吸附比在Cu~+上的吸附强。当CO和NO共存在体系中,CO选择吸附在Cu~+上,而NO选择吸附在Cu~(2+)上。高于室温时,除分子态吸附外,CO在催化剂表面上部分氧化为HCO_3~-,,CO_3~(2-)以及少量HCOO~-,NO吸附,被氧化为NO_3~-。CO和NO共吸附,CO抑制了NO的氧化。     

ZnO/γ-Al_2O_3体系的状态和表面结构的研究(Ⅰ)

本文用 X 射线衍射和 X 射线光电子能谱法研究了用浸渍法制取的 ZnO/γ-Al_2O_3样品。实验表明,ZnO 极易与γ-Al_2O_3发生固相反应,经240℃烘烤就可以观察到反应的进行。样品的结构和形态依其组成和焙烧条件而异。氧化锌含量较低的样品由缺锌铝酸锌构成,基表相 Zn 浓度取决于样品组成和焙烧温度。氧化锌含量较高的样品分两种情况:低温焙烧的样品由 Zn_xAl_2O_(3 x)(x<1)和晶相 ZnO 构成;高温焙烧的样品可生成化学计量比的 ZnAl_2O_4,其上还单层分散着一层 ZnO。仅当 ZnO/ZnAl_2O_4中ZnO 的含量超过此分散量时,才有晶相 ZnO 析出。     

ZnO/γ-Al_2O_3体系的状态和表面结构的研究(Ⅱ)

本文用透射电镜观察ZnO/γ-Al_2O_3体系的结构和形貌,同时辅以相应的电子衍射测量,较为直观地证实了我们关于ZnO极易与γ-Al_2O_3发生固相反应,样品的结构和物相组成取决于ZnO含量和焙烧温度等主要结论。此外,还观察到样品中Zn_xAl_2O(3 x)晶粒尺寸的变化规律。为用TEM研究这类催化剂提供了一个应用实例。     

CuO在CeO_2载体上的存在状态研究——氧化物-氧化物相互作用的“嵌入模型”

用X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)研究了CuO/CeO_2体系中CuO在CeO_2表面的分散状态。结果表明,CuO在CeO_2表面的分散容量约为1.20mmol/100m~2,当CuO含量低于该分散容量时Cu~(2+)在CeO_2载体表面以嵌入形式呈离子态分布;而含量高于分散容量时则有结晶态的CuO出现。首次试用静态二次离子质谱(SSIMS)研究了CuO/CeO_2样品表面第1层中Cu~(2+)/Ce~(4+)离子的比值,结果显示CuO含量为1.22和0.61mmol CuO/100m~2 CeO_2的样品中该比值分别为0.93和0.46;程序升温还原(TPR)结果表明,表面嵌入态的Cu~(2+)比晶相CuO中的Cu~(2+)更易还原而且还原分两步进行,在约153℃和165℃出现两个还原峰。用表面相互作用的嵌入模型讨论并解释了所得实验结果。     

FRACTAL ANALYSIS OF CATALYST NiO/α-Al_2O_3

We found that the Freundlich formula H=kC~(ln)can be used todescribe the isothermal adsorption curve of support α-Al_2O_3 with fractalstructures in nickel nitrate solutions.where n is relative to the surface fractaldimension D of α-Al_2O_3.     

等离子体改性CuO/γ-Al_2O_3催化剂催化低浓度甲烷燃烧性能

为了研究CuO/γ-Al_2O_3催化低浓度甲烷燃烧性能,采用普通浸渍法和低温等离子体改性的方法分别制备了CuO/γ-Al_2O_3和CuO/γ-Al_2O_3-P催化剂,并用于低浓度甲烷燃烧,考察了Cu负载量和等离子体改性工艺对其催化活性的影响。结果表明,Cu负载量为7%时,催化剂的活性最强。改性气体、气体空速、放电电压、放电频率、等离子体处理时间均是影响催化剂活性的因素。氧气适合用作催化剂的改性气体,而氮气不宜作为改性气体使用。氧气作为改性气体时,最佳的改性工艺条件为峰峰值电压45 kV、放电频率14.71 kHz、等离子体处理时间30 min、氧气空速20 mL/(min·g)。在此工艺条件下制备的催化剂用于低浓度甲烷催化燃烧,可使t10降低23℃、t50降低6℃、t90降低19℃,同时,可使反应的活化能由79.27 kJ/mol降低为76.12 kJ/mol。催化剂的SEM、BET、XRD、XPS、H_2-TPR表征结果表明,等离子体对催化剂的改性作用主要在于增大了催化剂的比表面积、促使催化剂中Cu周围电子云密度降低及体相氧向表面氧迁移,从而利于甲烷在催化剂表面的吸附、活化和转化。     

氟在γ-Al_2O_3及NiW/γ-Al_2O_3催化剂中的作用——Ⅰ.氟的存在形态与表面酸性

本文应用X-光衍射,电子能谱等技术考察了氟在γ-Al_2O_3及NiW/γ-Al_2O_3催化剂中的存在形态,发现氟的存在形态受催化剂制备条件、组成等多种因素制约。本文认为,氟主要以两种形式存在:表面基及AlFi(OH)_3-i(i=1～3),当氟含量较低时,主要以表面基的形式存在,对催化剂脱氮性能起作用的正是这一部分氟。红外光谱研究发现:γ-Al_2O_3经氟处理后在其表面引入了Br(?)nsted酸中心,同时Lewis酸中心的数量减少,强度增加,负载活性组分后在催化剂表面也引入了Br(?)nsted酸中心。     

MICROCALORIMETRIC AND DEHYDROGENATION ACTIVITY STUDIES OF Pt/γ-Al_2O_3 AND Pt-Sn/γ-Al_2O_3 CATALYSTS

ＭＩＣＲＯＣＡＬＯＲＩＭＥＴＲＩＣＡＮＤＤＥＨＹＤＲＯＧＥＮＡＴＩＯＮＡＣＴＩＶＩＴＹＳＴＵＤＩＥＳＯＦＰｔ／γ┐Ａｌ２Ｏ３ＡＮＤＰｔ┐Ｓｎ／γ┐Ａｌ２Ｏ３ＣＡＴＡＬＹＳＴＳ＊ＪｉａＪｉｆｅｉ１，ＳｈｅｎＪｉａｎｙｉ２，ＸｕＺｈｕｓｈｅｎｇ１，ＧｅＸ...     

NiO-MoO_3/γ-Al_2O_3催化剂硫化过程研究

利用TPR(程序升温还原)、TPS(程序升温硫化)及恒温还原硫化技术研究了实验室制备的NiO-MoO_3/γ-Al_2O_3催化剂在不同硫化剂(H_2S、CS_2)硫化过程中的反应情形。实验结果表明,H_2S容易硫化氧化态样品,而CS_2/H_2容易硫化还原态样品。提出了还原硫化反应机理——H_2S可以直接通过S—O交换硫化样品,CS_2/H_2需要被加氢生成H_2S,再以后者硫化样品。CS_2/H_2的硫化过程是先还原后硫化。提出了以CS_2/H_2作硫化剂的硫化程序。     

TiO_2调变对MoO_3/γ-Al_2O_3和CoO-MoO_3/γ-Al_2O_3表面结构及还原性能的影响

采用气相流动吸附法制ＴｉＯ２／γ－Ａｌ２Ｏ３，复合载体，浸渍法担载一定量ＭｏＯ３或ＣｏＯ－ＭｏＯ３，用ＸＲＤ，ＬＲＳ和ＴＰＲ等技术考察了Ｍｏ或Ｃｏ－Ｍｏ催化剂的表面结构和还原性能。结果表明，覆盖在γ－Ａｌ２Ｏ３上的ＴｉＯ２能减弱ＭｏＯ３与γ－Ａｌ２Ｏ３之间的相互作用，明显改善Ｍｏ催化剂的表面结构，促进ＭｏＯ３的还原。适量ＣｏＯ助剂的加入能促进ＭｏＯ３在载体表面的分散。     

ZrO_2-Al_2O_3复合氧化物的合成及其性能研究

采用表面活性剂改性的沉淀法合成了系列掺杂钇、镧、钡的氧化锆铝复合氧化物。通过XRD、XRF、低温N2吸附和CO脉冲化学吸附等手段考察了表面活性剂、助剂、焙烧温度对复合材料结构、孔结构以及负载0.5%铑催化剂的分散性能等的影响。研究表明:与采用常规沉淀法合成的氧化锆铝复合氧化物相比,添加表面活性剂合成的样品具有更大的比表面积、孔容和适合的孔径分布。分别或同时掺杂La、Ba、Y合成的氧化锆铝复合氧化物都能抑制氧化铝的α相变,提高复合材料和催化剂表面金属Rh的高温抗烧结能力,特别是同时掺杂La、Ba、Y合成的Rh/LBYZA样品经1100℃4h焙烧后仍有17.82%的金属分散度。以LBYZA为载体制备的新鲜催化剂(600℃4h焙烧样品)在CO选择还原NO反应中NO和CO的起燃温度分别为240、243℃,完全燃烧温度分别为273、280℃,表现出较高的催化活性。     

CuCl/γ-Al_2O_3体系的XPS、SSIMS、ISS研究

用XPS,SSIMS,ISS研究了CuCl在γ-Al_2O_3上的分散状态。结果指出:CuCl在γ-Al_2O_3表面呈单层分散,用XPS得出的I_Cu/I_Al强度比与总CuCl含量曲线的转折点同XRD外推法得到的最大单层分散量相近。Cu 2p3/2光电子结合能随样品中CuCl浓度的增加而下降,分散后的CuCl与纯CuCl在价带谱上有明显不同。ISS研究表明,CuCl/γ-Al_2O_3上单层分散的Cu~+对He~+的散射峰比纯CuCl高11eV,这些结果说明CuCl与γ-Al_2O_3表面有较强的相互作用。分散后CuCl的Auger峰变宽可由γ-Al_2O_3表面的不均匀性解释。     

TPR in situ (57)~Fe MBS研究Fe/γ-Al_2O_3及Pt-Fe/γ-Al_2O_3催化剂

虽然γ－Al2O3。担载的Pt－Fe双组分催化剂与Pt－Sn双组分催化剂类似，对脱氢反应亦具有较好的催化活性[1]，但有关其表面结构的报道甚少．TPRinsituMBS技术研究含Fe催化剂可获得很多有用的信息[2，3]，本文以TPR及TPRinsitu57FeMBS技术研究了Pt－Fe／γ－Al2O3催化剂的表面组成及Pt、Fe与γ－A12O3相互作用情况．1实验部分催化剂采用分浸法制备“‘，所有含Fe样品”Fe含量均为wFc一0．1％．样品的TPR及TPRinsitu’7FeMBS的测量见文献［‘j．2结果和讨论2．ITPR研齐人AI，O，、PtFe／y－AI、0。的TPR港示于囹1．中…