光照对Pt/Al2O3光热CO2加氢反应的增强作用（英文）

在传统热催化材料的研究领域中,光照技术已经得到了广泛的应用,从而使传统热催化剂的催化反应活性和选择性得到优化.然而,在光热协同催化反应过程中,光照因素对催化反应过程的影响尚未得到很好地研究和理解.本文通过浸渍法制得Pt/Al2O3催化剂,并应用于光热协同催化CO2加氢反应.结果证明,在光热协同CO2加氢催化反应中, Pt/Al2O3催化剂表现出光热协同效应.本文结合原位漫反射红外光谱(operandoDRIFTS)和密度泛函理论计算(DFT)对光照因素对该催化反应过程的作用机制进行了进一步深入研究.结果表明, CO气体分子从Pt纳米颗粒上的脱附过程为CO2加氢反应的重要步骤;CO气体分子在Pt纳米颗粒上脱附的位置包含台阶位置(Ptstep)和平台位置(Ptterrace).结果表明,反应过程中CO气体分子从Pt表面的脱附有利于催化剂暴露出Pt反应活性位点.值得注意的是,在光热协同催化CO2加氢反应过程中,光照和温度因素对CO气体分子的脱附过程具有不同影响.吸附能的计算结果证明, CO气体分子吸附在Ptstep和Ptterrace上的吸附能分别为-1.24和-1.43eV.由此可见, CO气体分子与Pt纳米颗粒上的Ptstep吸附位点之间相互作用更强.在无光照作用的条件下对催化剂进行加热, CO气体分子更容易从Ptterrace吸附位点发生脱附;但是在对应的温度下加入光照作用后,吸附在Ptstep位点上的CO气体分子会先转移到Ptterrace吸附位点上,随后脱附,从而促进CO2加氢反应的进行.     

H/Pt(111)体系的H-D交换反应和第一性原理计算研究

H2与Pt(111)表面之间的相互作用是Pt基催化剂催化加氢、催化脱氢和催化氢解等重要多相催化反应体系中的基元步骤.有关H2与Pt(111)之间的反应无论在实验和理论计算方面都开展了相当多的研究.热脱附谱(thermal desorption spectra,TDS),高分辨电子能量损失谱(high-resolution electron energy loss spectroscopy,HREELS),准弹性氦原子散射(quasielastic helium atom scattering,QHAS)和密度泛函理论(density function theory,DFT)等方法被广泛应用来研究H2在Pt(111)表面的解离,吸附,扩散和脱附等行为.然而有一些问题仍需要进一步的研究,特别是在Pt(111)表面吸附H原子(H(a))的覆盖度对其自身的表面化学性质的影响并没有系统的报道.我们结合Ha+Da交换反应和第一性原理计算系统研究了H/Pt(111)体系.TDS结果表明在较低H(a)覆盖度的时候只有单一H2脱附峰,位置在320K左右;随着覆盖度的增加,在245K又出现了一个新的H2脱附峰.两个H2脱附峰强度...     

Pt/TiO_2催化剂上的氢—氧作用 Ⅰ.氢、氧的吸咐—脱附行为以及相互促进作用

本文采用程序升温脱附(TPD)技术研究了光沉积方法制备的Pt/TiO_2催化剂经过氧化、还原后氧、氢的脱附行为.光沉积过程中,Pt/TiO_2表面上可以生成大量的吸咐氢,在TPD中脱附;同时Pt/TiO_2表面上化学吸附的水在TPD过程中也可以分解释氢.氧化处理的Pt/TiO_2在TPD过程中于550～750K温区出现氧脱附峰,随着氧化温度升高,脱附峰位向高温移动,经实验证明,这种可脱附活泼氧物种的生成是由样品前身中留存氢引起的.还原处理的Pt/TiO_2在TPD过程中分别在300～600和大于600K出现两个氢脱附峰,认为是由于表面羟基和钛—氢(Ti~(4+)—H~-)物种的分解释氢引起的Pt/TiO_2上活泼氧物种的存在,增加了样品在室温条件下的吸氢量;在中温(473～573K)这种活泼氧物种则和氢发生反应,减少了TPD过程中的脱氢量;Pt/TiO_2在大于673K温度还原,可以消除活泼氧物种的影响.     

固体氧化物催化剂酸碱性质对 1,2-丙二醇转化反应的影响

 采用 X 射线衍射、热重、NH3 程序升温脱附、CO2 程序升温脱附等手段研究了 Al2O3, MgO, CaO 和 KNO3 改性 MgO 催化剂的结构和酸碱性质, 并在固定床反应装置上考察了上述催化剂气相催化转化 1,2-丙二醇反应性能. 结果表明, 催化剂表面的酸碱性对 1,2-丙二醇气相转化反应的产物分布有显著影响. Al2O3 催化剂上的产物以丙醛和丙酮为主; MgO 催化剂上的主要产物为丙酮醇; CaO 催化剂上丙酮和丙烯醇选择性相对较高; KNO3 改性 MgO 催化剂上环氧丙烷选择性显著升高. 结合不同催化剂酸碱性质及其反应结果, 提出了 1,2-丙二醇气相转化的 6 个主要反应途径, 明确了各反应途径与催化剂酸碱性质的关系.     

氧在Co3O4催化剂上的化学吸附

测定了氧在氨氧化催化剂Co_3O_4上于100—400℃下的吸附动力学和室温-600℃的热脱附谱,并与离子探针质谱测定的结果进行了比较。动力学曲线指出氧具有快速和慢速不同类型的吸附,热脱附谱显示有相应的脱附曲线。快速吸附对应于两个脱附峰,峰的极大值温度各为165℃,380—420℃;相应的吸附氧粒子可指定为O_2~-,O~-;脱附活化能分别为13.3千卡/克分子,26.7千卡/克分子。慢速吸附服从Elovich吸附规律,吸附过程可能是快速吸附的氧粒子在催化剂表面上迁移生成O~(2-)并入氧化物表面晶格,脱附温度高于500℃时可由表面晶格中逸出。吸附中心可能是表面Co~(2+)离子。讨论了氧吸附与氨催化氧化反应之间的关系。     

NO在Au／Al2O3催化剂上还原反应的TPD-MS研究

 考察了沉积－沉淀法制备的Au／Al2O3催化剂在O2存在下催化C3H6还原NO的反应，并用程序升温脱附－质谱（TPD－MS）手段研究了吸附于催化剂上的NO或NO－O2的脱附性能．结果表明：在O2存在的条件下，对于C3H6还原NO的反应，1％Au／Al2O3的催化活性最高，可于375℃左右使NO生成N2，转化率达60％．这与催化剂对所吸附NO的脱附性能密切相关，N2O可能是C3H6还原NO反应过程中产生的比较稳定的中间体．     

CO在Pd/Al2O3壳型催化剂上的吸脱附和表面氧化反应

在高真空系统中采用化学吸附,T2D和T2SR技术研究了CO在Pd/Al_2O_3壳型催化剂上的吸脱附行为和表面氧化反应。结果表明在室温下CO不仅吸附在Pd原子上,还可以吸附在Al_2O_3上,其中一部分是易于脱附的弱吸附,在室温～450℃之间出现相当于三种吸附型式的程脱峰。低温和中温程脱峰中以CO为主,CO_2占少量。高温程脱峰中CO_2显著增多。当先吸附氧,后吸附CO时,则发生剧烈的表面氧化反应。还发现CO在PdO/Al_2O_3上的化学吸附键合能力比在Pt/Al_2O_3上弱。Pd在Al_2O_3上的壳层厚度太薄,晶粒增大至一定程度时,CO化学吸附中心数目明显减少。 根据实验结果讨论了CO在Pd/Al_2O_3壳型催化剂上的表面氧化反应机理,Pd价态和晶粒大小与CO吸脱附行为之间的联系。     

乙醇在Mn薄膜／Rh（100）上吸附和分解的研究

应用高分辨电子能量损失谱（HREELS）和热脱附谱（TDS）,研究了Mn薄膜／Rh(100)上乙醇的吸附和分解,提出了表面吸附和分解的反应工,在300K时,蒸镀的Mn在清洁Rh(100)表面上以层层模式生长;在130－300K间,在25mLMn/Rh(100)表面上吸附20L乙醇的TDS结果与乙醇在Rh(100)表面上的结果一致在155K处,脱附出多层凝聚态吸附的乙醇;升温到255K,脱附出H2和CH4,继续升温,出现了与乙醇在R (100)表面上不一致的现象,在470K,同时出现了第2个H2和CH4的脱附峰,在500K,脱附极少量的CO;在950K附近,脱附出大量CO。     

CuO/Ti0.5Zr0.5 O2催化剂上NO+CO反应活性的研究

以Ti0.5Zr0.5O2复合氧化物为载体，采用浸渍法制备了不同负载量的CuO／Ti0.5Zr0.5O2(TZ)催化剂，考察了催化剂对NO的反应活性，并用TPR、TG-DTA和NO-TPD等技术对催化剂进行了表征。结果表明，CuO的负载量和焙烧温度对催化剂的活性均有影响。30％CuO／Ti0.5Zr0.5O2(500℃，2h)在反应温度为400℃时NO转化率为100％。TPR结果表明，CuO负载量≤12％时，在TPR上出现了2个还原峰(即α和β峰)；而进一步提高CuO的负载量，出现了γ还原峰，推测α峰为高度分散Cu物种的还原，β峰为孤立的Cu物种的还原，γ峰则为晶相CuO的还原峰。TG-DTA图谱显示在725℃左右的放热峰是ZrTiO4晶化过程的完成。NO-TPD结果表明NO吸附在TZ上的热脱附过程中，出现2个脱附峰；而NO吸附在12％CuO／TZ上，500℃和750℃焙烧的催化剂上出现3个脱附峰；而在850℃和950℃焙烧的催化剂上只出现2个脱附峰，且NO在上述不同焙烧温度的催化剂上的脱附峰温均低于载体，这表明NO吸附在CuO／TZ催化剂上比吸附在Ti0.5Zr0.5O2上更容易脱出和分解。     

经PPh3修饰的Rh/SiO2催化剂的吸附-脱附性能

 应用程序升温技术研究了氢甲酰化反应物CO,H2和C2H4在经PPh3修饰的Rh/SiO2(PPh3-Rh/SiO2)催化剂上的吸附-脱附行为. CO-TPD结果显示, Rh/SiO2催化剂在348, 398和525 K处有3个脱附峰, PPh3-Rh/SiO2催化剂仅在368 K处出现脱附峰,表明催化剂的吸附性能发生了明显变化. 采用原位红外光谱研究了PPh3-Rh/SiO2催化剂上CO的吸附态. 结果表明, 2040 cm-1处吸收峰归属于PPh3修饰的Rh粒子上线式吸附的CO. 这种吸附态既不同于Rh/SiO2多相催化剂表面Rh粒子上的CO吸附态,也不同于相应均相催化剂中的羰基配位态. TPD和FT-IR结果表明,在低压下PPh3-Rh/SiO2催化剂对氢甲酰化反应已具有相当的催化性能.     

Na+, K+, Mg2+∥Cl-, SO2-4-H2O五元体系35 ℃介稳相图研究

研究得出（Na+, K+, Mg2+∥Cl-, SO2-4-H2O）五元体系35 ℃时的介稳溶解度数据,绘制了该体系35 ℃的介稳相图,共有9个为氯化钠所饱和的结晶区域：氯化钾、钾芒硝（3K2SO4*Na2SO4）、钾镁矾（K2SO4*MgSO4*4H2O）、钾盐镁矾（KCl*MgSO4*2.75H2O）、光卤石（KCl*MgCl2*6H2O）、白钠镁矾（Na2SO4*MgSO4*4H2O）、硫酸钠、六水硫酸镁（MgSO4*6H2O）和水氯镁石（MgCl2*6H2O）. 所得35 ℃介稳相图与Vant Hoff 25 ℃稳定相图比较有较大区别：软钾镁矾（K2SO4*MgSO4*6H2O）、七水硫酸镁、五水硫酸镁及四水硫酸镁结晶区域消失,钾镁矾和钾盐镁矾结晶区域显著扩大. 所得35 ℃介稳相图与25 ℃介稳相图区别很大：软钾镁矾和七水硫酸镁结晶区域消失,同时出现了钾镁矾和钾盐镁矾的结晶区域. 在该五元体系35 ℃介稳相平衡研究中发现析出的是钾盐镁矾的低水化合物（KCl*MgSO4*2.75H2O）.     

Triton X-100/C10H21OH/H2O体系微乳液与溶致液晶

关于离子型表面活性剂生成的微乳液与溶致液晶已有不少研究，非离子型表面活性剂生成的微乳液与港致液晶的应用正在引起人们的重视，但由于药物提纯的困难，对其物理化学性质的研究还不多见．本文以非离子表面活性剂TritonX－100／C10H21OH／H2O体系为例，研究了非离子型表面活性剂微乳液和溶致液晶的生成及其结构特性．1实验部分试剂ThitonX－100（Aldrich公司，分析纯）正癸醇（分析纯）、水为一次蒸馏水微乳液区域和层状液晶区域的确定方法及小角x射线衍射测定方法同文献，实验温度20±0．1℃．2结果与讨论2·IThtonX－100、CIOH…     

A+B2表面催化反应相变及自振荡的蒙特卡罗模拟

用MonteCarlo法研究了脱附和E－R机理对不可逆催化氧化反应A＋1／2B2→AB的相交和自振荡的影响、结果表明，（1）催化剂表面A的脱附使ZGB模型中的一级相变点消失，但对二级相交点的影响很小；当有E－R机理参与时，二级相交点消失，且E－R过程的几率对一级相交点的影响较大；当A的脱附和E－R过程同时起作用时，上述反应不存在相交（2）在ZGB模型中的二级相变点附近，反应速率随时间的变化具有明显的振荡现象，在其它位置主要表现为噪音。引入A的脱附后在二级相交点附近明显的自振荡现象依然存在；当E-R过程起作用时，随着二级相交点的消失，明显的振荡现象亦随之消失．（3）A的脱附和E－R过程对上述反应相变的影响与A的表面扩散对相变的影响有着本质的区别，因为后者只能改变相变点的位置而不能改变相变点的存在状况．     

改性Ag/α-Al_2O_3催化丙烯气相环氧化反应

制备了以分子氧为氧化剂,对丙烯气相环氧化具有较好催化性能的改性负载银催化剂,并利用氧气程序升温脱附(O2-TPD)技术研究了氧在其表面上的脱附行为.实验结果表明:Ag/α-Al2O3催化剂只能使丙烯完全氧化成二氧化碳和水;当该催化剂用K2O改性后,可获得少量的环氧丙烷;Y2O3改性的Ag/α-Al2O3催化剂,可获得极少量的丙醛和丙酮;将0.1%(w)Y2O3添加到Ag-K2O/α-Al2O3后,可以显著提高催化剂的丙烯环氧化性能.在0.1MPa、245℃、20%C3H6/8%O2/72%N2和气体空速2000h-1的反应条件下,通过20%(w)Ag-0.1%Y2O3-0.1%K2O/α-Al2O3催化剂时,丙烯转化率为4.0%,环氧丙烷的选择性为46.8%.O2-TPD研究表明,少量的Y2O3、K2O或Y2O3-K2O作为助剂添加到20%Ag/α-Al2O3催化剂中时,减少了高温区与丙烯完全氧化有关的吸附氧物种的量,低温区余下的吸附氧物种量不变,有利于丙烯环氧化反应,提高了环氧丙烷的选择性.     

小角X衍射和ESR方法研究十二烷基磺酸钠/正戊醇/水三元体系的相结构

测定了十二烷基磺酸钠/正戊醇/水体系的相图, 小角X衍射方法测定相图中液晶区的结构。结果表明: 在一定温度下, 整个液晶区均为层状液晶; 液晶层间距随水含量的增大而增大, 随正戊醇含量的增大而减小; 液相内水的渗透率正比于水含量, 反比于正戊醇含量。ESR研究表明: 自旋标记探针分子5NS在整个液晶相中的结构参数为0.32±0.02; 油包水和水包油胶束区内探针分子运动的各向异性程度分别随着水和油含量的增多而增加。     

Glycine-ice nanolayers: morphology and surface energetics

Ultrathin glycine-ice films (nanolayers) have been prepared in ultrahigh vacuum by condensation of H(2)O and glycine at 110 K and 150 K on single crystalline Al(2)O(3) surfaces and have been investigated by temperature programed thermal desorption, x-ray photoelectron spectroscopy, and work function measurements. Various layer architectures have been considered, including glycine-on-ice, ice-on-glycine, and mixed glycine-ice nanolayers. Low coverages of adsorbed glycine molecules on amorphous ice surfaces suppress the amorphous-to-crystalline phase transition in the temperature range 140-160 K in near-surface regions and consequently lead to a lower desorption temperature of H(2)O molecules than from pure ice layers. Thicker glycine overlayers on ice provide a kinetic restriction to H(2)O desorption from the underlying ice layers until the glycine molecules become mobile and develop pathways for water desorption at higher temperature (>170 K). Ice overlayers do not wet glycine film surfaces, but the glycine molecules on ice are sufficiently immobile at 110 K, so that continuous glycine overlayers form. In mixed glycine-ice nanolayers the glycine phase displays hydrophobic behavior and a phase separation takes place, with the accumulation of glycine near the surfaces of the films.     

铬酸钠碳氨转化过程的相图分析

研究了铬酸钠碳氨转化过程中Na＋, NH4+// CrO42－, HCO3－-H2O体系的溶解度和相图.根据溶解度和相图对铬酸钠的氨水溶液碳氨转化过程固相析出行为进行分析.结果表明: 相图中存在NaNH4CrO4·2H2O复盐结晶区,浓度较高的铬酸钠氨水溶液转化过程中NaC(HO)3、(NH4)2CrO4和NaNH4CrO4·2H2O结晶可能同时析出,形成混晶.为避免同时析出铬酸铵、碳酸氢钠结晶,铬酸钠氨水初始溶液浓度应稍低于相图中P2(P2′)对应的组成,即为1 g H2O中Na2CrO4 0.8633～1.1377 g,氨0.0611～0.0986 g.     

五元交互体系Li+,Na+,K+//CO32-,Cl--H2O在298.15K的相平衡研究

针对西藏扎布耶盐湖卤水组成,采用等温溶解平衡法研究了五元交互体系Li+,Na+,K+//CO32-,Cl--H2O于298.15K时的相平衡,并绘制了相图(空间立体图和Li2CO3饱和的投影图).结果表明,该五元体系相图含有7个结晶区、13条单变量线和4个无变量点.7个结晶区由6个单盐结晶区和1个复盐结晶区组成,分别为LiCl·H2O,NaCl,KCl,Li2CO3,K2CO3·3/2H2O,Na2CO3·10H2O和NaKCO3·6H2O,没有形成固溶体和天然碱(Na2CO3·NaHCO3·2H2O).4个无变量点标记成K1,K2,K3和K4,所对应的平衡固相盐分别是:Li2CO3+NaKCO3·6H2O+Na2CO3·10H2O+KCl,Li2CO3+NaKCO3·6H2O+K2CO3·3/2H2O+KCl,Li2CO3+NaCl+KCl+LiCl·H2O和Li2CO3+NaCl+Na2CO3·10H2O+KCl.     

Hexagonal phase based gel-emulsion (O/H1 gel-emulsion): formation and rheology

The formation, stability, and rheological behavior of a hexagonal phase based gel-emulsion (O/H1 gel-emulsion) have been studied in water/C12EO8/hydrocarbon oil systems. A partial phase behavior study indicates that the oil nature has no effect on the phase sequences in the ternary phase diagram of water/C12EO8/oil systems but the domain size of the phases or the oil solubilization capacity considerably changes with oil nature. Excess oil is in equilibrium with the hexagonal phase (H1) in the ternary phase diagram in the H1+O region. The O/H1 gel-emulsion was prepared (formation) and kept at 25 degrees C to check stability. It has been found that the formation and stability of the O/H1 gel-emulsion depends on the oil nature. After 2 min observation (formation), the results show that short chain linear hydrocarbon oils (heptane, octane) are more apt to form a O/H1 gel-emulsion compared to long chain linear hydrocarbon oils (tetradecane, hexadecane), though the stability is not good enough in either system, that is, oil separates within 24 h. Nevertheless, the formation and stability of the O/H1 gel-emulsion is appreciably increased in squalane and liquid paraffin. It is surmised that the high transition temperature of the H1+O phase and the presence of a bicontinuous cubic phase (V1) might hamper the formation of a gel-emulsion. It has been pointed out that the solubilization of oil in the H1 phase could be related to emulsion stability. On the other hand, the oil nature has little or no effect on the formation and stability of a cubic phase based gel-emulsion (O/I1 gel-emulsion). From rheological measurements, it has found that the rheogram of the O/H1 gel-emulsion indicates gel-type structure and shows shear thinning behavior similar to the case of the O/I1 gel-emulsion. Rheological data infer that the O/I1 gel-emulsion is more viscous than the O/H1 gel-emulsion at room temperature but the O/H1 gel-emulsion shows consistency at elevated temperature.     

Na+, K+//Cl-, B4O2-7-H2O四元体系273 K介稳相平衡

采用等温蒸发法研究了四元体系Na+, K+//Cl-, B4O2-7-H2O 273 K时的介稳相平衡与相图. 测定了该体系273 K平衡液相中各组分的溶解度及平衡液相的密度; 绘制了该体系的介稳相图. 该四元体系273 K相图由5条溶解度单变量线、4个结晶区及2个共饱和点组成. 体系无复盐或固溶体形成. 四个结晶区分别对应单盐NaCl、KCl、K2B4O7·4H2O 和Na2B4O7·10H2O. 共饱点E1处KCl、NaCl及Na2B4O7·10H2O三盐共饱和,所对应的平衡液相组成为w(Cl-)=29.15%, w(B4O2-7)=0.64%, w(K+)=5.97%, w(Na+)=15.55%; 共饱和点E2处盐KCl、Na2B4O7·10H2O和K2B4O7·4H2O的三盐共饱和, 所对应的平衡液相组成为w(Cl-)=22.84%, w(B4O2-7)=10.98%, w(K+)=28.01%, w(Na+)=1.53%. 同体系298 K时的稳定相图相比, 273 K时硼酸钠的结晶区变大, 而硼酸钾、氯化钠结晶区变小.