碳钢钝化膜在碳酸盐溶液中的阴极还原机理

本文采用动电位和恒电流技术研究了pH8.31-11.37的酸盐缓冲溶液中, 低碳钢钝化膜的阴极还原机理。认为钝化膜的还原与溶液pH值密切相关, 当8.31≤pH≤9.80时, Fe~2O~3还原为Fe用FeOH^+;当9.80相似文献   

氢还原下铁钼催化剂的表面性质

用XPS对H_2还原下的铁钼催化剂的表面性质进行了研究。实验表明:H_2还原使表面钼离子由Mo~(6+)还原为Mo~(5+)和Mo~(4+),并与Fe~(3+)作用氧化为Mo~(6+);Fe~(3+)则由于与Mo~(5+)和Mo~(4+)作用以及H_2还原而变为Fe~(2+),从而形成了一个没有O_2存在,仅有H_2作用下的Mars-Krevelen氧化还原循环过程。在催化剂表面上生成的FeMoO_4,其Mo~(6+)的3d3/2和3d5/2的结合能值比Fe_2(MoO_4)_3中的Mo~(6+)的3d能级结合能值低。Mo(或Mo和Fe)离子键合的O~(2-)与H_2作用生成的Mo(Fe)-OH,其Os结合能的测定值低于键合于Mo(Fe)离子中的O~(2-)的Os结合能值,并且该结合能峰由于-OH间的相互作用结合成的水的脱附而消失。此外.给出了还原过程中H_2与催化剂表面O~(2-)相互作用的反应图式。     

电化学嵌锂尖晶石型Li~xFe~3-ωO~4的电子结构

Mossbauer谱学研究了Li│LiClO~4-PC│Fe~3-ωO~4电池放电过程中阳极反应电子在阴极Fe~3-ωO~4中的分布得出,一小部分电子进入氧化铁八面体FeO~6的t2~g非键轨道成为跳变电子,大部分电子则进入较高能量的反键轨道.     

Fe2O3-Cr2O3的SOOI效应及其对(Fe,Cr)3O4催化性能的影响

用 XRD,TPD MS,SEM,LRS,Mossbauer谱和流动法 TPD 等技术,研究了Fe_2O_3-Cr_2O_3间的SOOI效应,发现这一效应的存在会导致(Fe,Cr)_3O_4催化剂相和表面相结构的变化。当Cr_2O_3>17%时,有新相生成;(Fe,Cr)_3O_4表面结构随Gr_2O_3从4.6增至21.2%时,由氧化性转变为还原性;当(Fe,Cr)_30_4表面的Fe~(3+)与Fe~(2+)表面浓度相当时,水煤气变换反应的比活性最好。     

常温常湿条件下Au/MeO~x催化剂上CO氧化性能

利用共沉淀法制备了Au/MeO~x催化剂(Me=Al,Co,Cr,Cu,Fe,Mn,Ni,Zn)。在常温常湿条件下,考察了不同氧化物负载的金基催化剂的CO氧化性能。结果表明,氧化物种类对催化剂的活性和稳定性均有较大的影响。Cu,Mn,Cr等氧化物负载的金基催化剂的活性较差,而Zn,Fe,Co,Ni,Al等金属氧化物负载的金基催化剂可将CO完全氧化,又具有一定的稳定性,在相同反应条件下,CO完全转化时的稳定性顺序为Au/ZnO>Au/α-Fe~2O~3>Au/Co~3O~4>Au/γ-Al~2O~3≈Au/NiO。还发现水对Au/MnO~x催化剂的活性和稳定性有负作用,而对180℃焙烧制备的Au/ZnO-180催化剂的活性和稳定性均有明显的湿度增强作用。     

按逆向而行的思路研究硫酸溶液中铁的电化学振荡

以发生电化学振荡为导向,设计可能引起振荡的化学与物理环境,由实验反向验证振荡机理,从而揭示金属电化学振荡的本质,这就是逆向而行的思路。本文通过改变Fe/H~2SO~4溶液界面附近溶液的pH,Fe^2^+浓度等因素,人为地促进或阻碍Fe(OH)~2膜或Fe~3O~4膜的生成与溶解,创造可能发生电化学振荡的外界环境,验证了有关Fe/H~2SO~4体系电化学振荡主要归因于铁电极表面Fe(OH)~2膜或Fe~3O~4膜的周期性生成与溶解的机理。这表明用逆向而行的思路研究金属的电化学振荡是可行的。     

纳米α-Fe~2O~3的XANES研究

选择纳米α-Fe~2O~3体系,运用X射线近边吸收谱(XANES)技术对纳米材料进行分析。结果表明,三种尺寸的纳米α-Fe~2O~3样品(颗粒尺寸分别是3nm,10nm和55nm)与粗颗粒商品的氧K边XANES谱的不同之处在于,纳米样品出现了一个新的吸收B峰。研究揭示,该峰可能是纳米α-Fe~2O~3中晶界部分氧的2p-4sp杂化所产生的一个新电子跃迁末态造成的。进一步的研究表明,随着纳米α-Fe~2O~3的粒子尺寸减小,氧的2p轨道和铁的3d轨道杂化增加,主要体现在2p-e~g杂化程度加剧,使得纳米颗粒中铁周围的氧配位八面体畸变程度加强。最后,通过对3nm样品在研磨和不研磨两种制样方式获得的氧K边XANES谱分析,证实纳米粒子体系中存在特殊的协同作用力。     

铬在纳米晶氧化铁中的掺杂研究

Fe^3^+(Cr^3^+)/Fe^2^+混合离子(M^3^+/M^2^+原子比为2:1)共沉淀法制备的Cr~2O~3掺杂量O～14%(质量分数)系列纳米氧化铁,XRDRietveld分析表明全是晶态γ-Fe~2O~3和非晶Fe~2O~3的混合物。非晶丰度范围为21.72%～48.6%。Mossbauer谱分析发现,掺杂量少于2%(质量分数)的氧化铁,晶态和非晶态均是磁性六线谱,大于2%(质量分数)后,另出现强度随掺杂量增加线性递增的超顺磁二线谱。共沉淀过程中,Fe^3^+为主夹杂定量Cr^3^+的Fe^3^+水合配合物网络与Cr^3^+为主夹杂定量Fe^3^+的Cr^3^+水合配合物网络,是形成磁性氧化铁和非晶非磁氧化铁的基础,后者镶嵌在前者中间,阻碍其晶化和晶粒长大,自身形成非晶非磁含铬氧化铁。     

三苯膦铁硫原子簇配合物(μ-cy-C~6H~11S)(μ-n-C~5H~11S)Fe~2(CO)~5PPb~3的合成和晶体结构

通过(μ-cy-C~6H~11S)(μ-n-C~5H~11S)Fe~2(CO)~6同PPh~3在苯中,SO℃下反应5小时,制得了三苯膦单取代产物(μ-cy-C~6H~11S)(μ-n-C~5H~11S)Fe~2(CO)~5PPh~3(1).并用X衍射技术测得其单晶结构.晶体属正交晶系,空间群为Pbca,a=12.940(2)A,b=23.170(7)A,c=23.294(2)A,Do=1.25g.cm^-^3.Z=8.采用直接法(RANTAN)测得其初结构,以SHELX-76程序经全矩阵最小二乘法分块修正,最后偏离因子R=0.043,Rw-0.058.单晶X射线分析表明,三苯膦取代反应发生在配合物Fe-Fe键的反位上;两个硫桥以不等性方式同两个铁原子相连;硫桥上的取代基cy-C~6H~11及n-C~5H~11同处于e,e键,且弯向Fe~2原子一边.重要的键长有Fe(1)-Fe(2)=2.527(1)A,Fe(1)-S=2,287(1)及2.281(1)A,Fe(1)-P=2.271(1)A,Fe(2)-S=2.267(1)及2.275(1)A.五个Fe-C键在1.757(7)～1.810(6)A范围内。     

异核过渡金属类立方烷原子簇化合物M_3S_4L_9M'X~(n+)的电子结构

本文利用定性价键理论、半经验分子轨道法和分子轨道碎片法,讨论了通式为M_3S_4L_9M′X~(n+)(M=Cr,Mo,W;M′=Fe,Co,Ni,Cu;n=0,4,5)的异核过渡金属簇合物Cr_3S_4Cp_3FeOOCCMe_3(1),Cr_3S_4Cp_3CoCO(2),Mo_3S_4(NH_3)_9FeOH_2~(4+)(3)和Mo_3S_4(OH_2)_9NiOH_2~(4+)(4)的电子结构,成键性质,以及活性元件(碎片)L_9M_3S_4~(n+)和M′X组装的合理性。指出了由于碎片组装成类立方烷后,电子从M′原子转移到M原子,使得过渡金属原子M的氧化态低于不完整类立方烷中的M原子。此外,本文还根据价键理论和分子轨道法的集居数分析,给出簇合物骨架的相对稳定性顺序是Mo_3S_4FC~(4+)>Cr_3S_4Fe~(4+)>Cr_3S_4Co~(4+)>Mo_3S_4Ni~(4+)。     

Fe3O4的X射线微结构特征与催化活性间的关系

湿法工艺制备的不同晶型Fe2O3, 经水煤气还原后Fe3O4的X射线衍射微结构特征, 用分析微应变和晶粒尺寸的Voigt函数单峰分析法进行了测定。Fe3O4微应变大小同催化活性间存在一种对应关系。γ-Fe2O3还原的Fe3O4比α型还原的有更大的晶格畸变, 在325℃, 500空速条件下, CO转化率达97%以上, 比后者高出30%多。这种畸变结构在工业催化反应条件下能长期稳定, 但经600℃高温处理后, 畸变减小,活性下降。湿法工艺可以获得具有不同活性的Fe3O4前身, γ-Fe2O3与Fe3O4晶体结构上的类似, 使它在还原过程中, 能把这种高活性的结构状态保留下来。     

三取代过渡金属钨镓杂多配合物的磁性及导电性能研究

合成了过渡金属三取代的钨镓杂多配合物:α-Na~nH~m[GaW~9O~3~7M~3(H~2O)~3]·xH~2O[M=Fe(Ⅲ), Cu(Ⅱ), Co(Ⅱ)]。通过元素分析、红外、紫外、^1^8^3W NMR以及热分析等手段进行了表征, 变温磁化率数据显示了配合物具有反铁磁特征。电导率测定结果表明所合成的配合物是迄今未见文献报道的过渡金属三取代杂多配合物高质子导体, 室温下GaW~9Fe~3的σ值可达10^-^3S·cm^-^1, 其特点是热稳定范围宽, 不易失水, 可望成为能实用化的杂多酸型固体电解质。     

Al促进SO~4^2^-/M~xO~y(M=Zr,Ti, Fe)固体强酸的研究

合成与表征了三个系列的Al促进固体强酸样品,并研究了对甲苯的苯甲酰化反应性能。实验表明,向SO~4^2^-/ZrO~2,SO~4^2^-/TiO~2和SO~4^2^-/Fe~2O~3中引入适量的Al~2O~3,有助于稳定样品表面的含硫物种,增加样品表面的有效酸位,提高样品的强酸性和对甲苯的苯甲酰化的反应活性。NH~3吸附微量热结果表明,Al促进样品的强酸性和催化活性的显著提高是由于样品表面的酸位强度分布发生了变化,有利于正丁烷异构化反应和苯甲酰化反应的中强酸位和强酸位的酸量显著增加。     

一个新的超大铈锑钨酸盐阴离子Ce~3Sb~4W~2O~8(H~2O)~1~0(SbW~9O~3~3)^1^9^-~4

合成了一超大铈锑钨酸盐[Ce~3Sb~4W~2O~8(H~2O)~1~0(SbW~9O~3~3)~4](NH~4)~1~9.48H~2O,用X射线单晶衍射法及元素分析确定了其结构。其晶胞参数为：a=1.8908(6)nm,b=2.0032(14)nm,c=2.8653(12)nm,α=86.95(6)°,β=75.68(3)°,γ=67.52(5)°,V=9.706(9)nm^3,空间群P1。在杂多阴离子Ce~3Sb~4W~2O~8(H~2O)~1~0(SbW~9O~3~3)^1^9^-~4中,四个β-B-(SbW~9O~3~3)^9^-是通过一个大的中心集团[Ce~3Sb~4W~2O~8(H~2O)~1~0]^1^7^+连接起来的,中心集团中含有两个桥连{WO~2(H~2O)}基,三个Ce(Ⅲ)离子和一个{Sb~4O~4}基团。三个Ce(Ⅲ)离子的配位数均为9,Ce(1)和Ce(3)的配位环境相同,但不同于Ce(2)的配位环境,四个{SbW~9O~3~3}中的三个参与了向Ce(Ⅲ)的配位。两个{SbW~9O~3~3}中的四个氧,三个水分子中的三个氧,{Sb~4O~4}中的一个氧及一个桥连{WO~2(H~2O)}中的一个氧向Ce(1)[或Ce(3)]配位;两个{SbW~9O~3~3}中的四个氧,两个水分子中的两个氧,{Sb~4O~4}中的一个氧及两个桥连{WO~2(H~2O)}中的两个氧向Ce(2)配位。在{Sb~4O~4}中,四个Sb原子的中心构成了一四面体。该离子属C~s点群,Sb(5),Sb(8)和Ce(2)所在的平面是其对称面。     

Influence of Gas Components on the Formation of Carbonyl Sulfide over Water-Gas Shift Catalyst B303Q

Water-gas shift reaction catalyst at lower temperature (200—400℃) may improve the conversion of carbon monoxide. But carbonyl sulfide was found to be present over the sulfided cobalt-molybdenum/alumina catalyst for water-gas shift reaction. The influences of temperature, space velocity, and gas components on the formation of carbonyl sulfide over sulfided cobalt-molybdenum/alumina catalyst B303Q at 200—400℃were studied in a tubular fixed-bed quartz-glass reactor under simulated water-gas shift conditions. The experimental results showed that the yield of carbonyl sulfide over B303Q catalyst reached a maximum at 220℃with the increase in temperature, sharply decreased with the increase in space velocity and the content of water vapor, increased with the increase in the content of carbon monoxide and carbon dioxide, and its yield increased and then reached a stable value with the increase in the content of hydrogen and hydrogen sulfide. The formation mechanism of carbonyl sulfide over B303Q catalyst at 200—400℃was discussed on the basis of how these factors influence the formation of COS. The yield of carbonyl sulfide over B303Q catalyst at 200-400℃was the combined result of two reactions, that is, COS was first produced by the reaction of carbon monoxide with hydrogen sulfide, and then the as-produced COS was converted to hydrogen sulfide and carbon dioxide by hydrolysis. The mechanism of COS formation is assumed as follows: sulfur atoms in the Co9S8-MOS2/Al2O3 crystal lattice were easily removed and formed carbonyl sulfide with CO, and then hydrogen sulfide in the water-gas shift gas reacted with the crystal lattice oxygen atoms in CoO-MoO3/Al2O3 to form Co9S8-MoS2/Al2O3. This mechanism for the formation of COS over water-gas shift catalyst B303Q is in accordance with the Mars-Van Krevelen's redox mechanism over metal sulfide.     

铁-锆交联蒙脱土的制备和结构表征

我们首次合成了铁锆复合柱交联蒙脱土, 并用XRD, 比表面及孔径测定和Mossbauer谱学等方法进行了表征。结果表明, 铁锆交联蒙脱土比表面增大为原土的三倍以上, 其层间距可达0.88nm(d001=1.84nm)。热稳定性明显高于单一Fe柱交联蒙脱土。在500℃加热后层间距保持0.63nm~0.71nm。但由于铁柱的坍塌造成微孔减少, 比表面明显下降。Mossbauer谱研究表明, 500℃焙烧单一铁柱转变为α-Fe~2O~3, 而Fe-Zr-PILC中铁仍以超顺磁Fe^3^+存在, 单一铁柱的铁组分在400℃可还原为金属铁, 而铁锆混合柱交联蒙脱土中由于铁与锆之间存在较强的相互作用, 450℃氢气气氛中铁组分仍不能还原为金属铁。     

夹心杂多化合物的合成及晶体结构

PW~9O~3~4^9^-(简写PW~9)阴离子可以与Sn^4^+反应生成[Sn~3^I^V(PW~9O~3~4)~2]^6^-杂多化合物。标题化合物经元素分析、红外、极谱、^3^1P和^1^8^3W核磁共振谱、X射线光电子能谱及X射线单晶测定了结构。K~5O~4Na~4H~5[Sn~3(PW~9O~3~4)~2].16H~2O的单晶是单斜晶系,空间群P2~1/n,晶胞参数a=1.3625(3)nm,b=2.3625(5)nm,c=2.9306(6)nm,α=90ⅲ,β=99.67(3)ⅲ,γ=90ⅲ,V=9.299nm^3,Z=4。它是一种三个Sn^4^+在两个PW~9单元间的夹心结构。