Mo/ZSM-5 分子筛碳化钼活性中心结构及甲烷活化机理的密度泛函理论研究

 应用密度泛函理论 (DFT) 研究了 Mo/HZSM-5 分子筛上碳化钼活性中心的几何结构和电子结构, 以及甲烷 C–H 键在该活性中心上的活化机理. 设计了两种碳化钼单体模型 Mo(CH2)2/ZSM-5 和 Mo(CH2)2CH3/ZSM-5, 两种碳化钼双体模型 Mo2(CH2)4/ZSM-5 和 Mo2(CH2)5/ZSM-5. 其中单钼模型构建在 ZSM-5 分子筛孔道交叉点 T6 位的 Brönsted 酸位上, 双钼模型构建在 T6---T6 相邻双酸位上. 这些模型中都有 Mo=CH2 键, 结构优化后得到的 Mo–C 键长与实验值吻合. 所有模型的前线分子轨道都在 Mo=CH2 的 π 键上. 甲烷活化过程是发生 C–H 键异裂, H+和 H3C–残基分别进攻 Mo=CH2 键的 C 和 Mo, 使 π 键同时断裂. 在以上 4 种碳化钼模型上, 甲烷 C–H 键活化能都在 106~196 kJ/mol, 且 Mo2(CH2)5/ZSM-5 在甲烷活化过程中显示出最高的催化活性.     

铬酸盐溶液作为模拟标准应用于硅的钼黄光度测定

测定地壳水中可溶性硅,常用硅钼杂多酸(硅钼黄)光度法测定.试验表明,铬酸盐的弱碱性溶液的色泽和正硅酸在微酸性条件下与钼酸盐所生成的钼硅杂多酸的黄色十分相似.据此建立了以铬酸盐溶液制作模拟永久标准系列应用于水中可溶性硅的钼黄光度法.     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钼铁中磷铜硅

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法快速测定钼铁中磷、铜、硅.采用王水溶解样品,在配制工作曲线时采用在试液中加入一定量的铁(Ⅲ)和钼(Ⅵ)的基体匹配方法,消除基体干扰,测定结果的相对标准偏差(n=10)小于4%,回收率在95.0%～110.0%之间.     

Mo/MCM-22分子筛碳化钼活性中心结构及甲烷活化机理的密度泛函理论研究

 应用密度泛函理论研究了Mo/MCM-22分子筛上碳化钼活性中心的几何结构和电子结构,以及甲烷在该活性中心上的活化机理. 设计了两种结构的活性中心模型: Mo(CH2)2(模型A)和Mo(CH)CH2(模型B); 它们都嫁接在MCM-22分子筛超笼边缘的T4位的Brnsted-酸性位上,用3T簇模型代替分子筛的骨架,对所设计的模型进行了几何结构优化和电子结构分析. 结构优化结果显示, Mo与CH2端基以双键结合,键长为0.18～0.19 nm, 而Mo与CH端基以叁键结合,键长为0.17 nm. 通过自然键轨道分析,证明中心钼原子以配位键与骨架氧原子结合. 根据前线分子轨道的分析,预测了甲烷活化反应将发生在甲烷分子的HOMO和钼活性中心的LUMO之间,即 C-H 键的电子流向 Mo-C 键的π*轨道. 甲烷 C-H 键发生异裂, H+和H3C-基团分别与 Mo-C 键上的Mo和C成键. 在模型A上,甲烷活化反应的活化能为119.97 kJ/mol; 在模型B上,甲烷的H原子可以分别结合到CH2端基和CH端基上,对应的活化能分别为91.37和79.07 kJ/mol.     

甲烷无氧芳构化催化剂的活性相生成研究

利用在线质谱分析检测了在各种催化剂上甲烷的程序升温表面反应(TPSR)过程中不同物种的行为.结果表明,MoO₃向Mo₂C的转变阻碍了甲烷的活化及其芳构化.如果这个转变过程在TPSR反应前发生,甲烷活化和苯生成的温度将大大降低(分别为760K和847K).通过比较担载在不同分子筛上钼物种的催化行为发现,甲烷的初始活化是这个反应速率的决定步骤.只有具备合适的钼价态,Bro-nsted酸性以及特殊的分子筛孔道结构的催化剂才能使甲烷芳构化反应高效进行.     

纳米金淀积的多孔硅靶增强样品的激光解吸/电离质谱信号

硅片类型和多孔硅结构的多样性影响了多孔硅表面的激光解吸/离子化质谱(DIOS)(无辅助基质的激光解吸/电离飞行时间质谱(LDI-TOF-MS))数据的重复性和靶的耐储时间。本工作通过在多孔硅的表面淀积金纳米颗粒并将其作为目标靶来增强软物质分子如聚乙二醇和多肽的激光解吸/电离质谱信号。纳米金的淀积钝化了多孔硅表面的Si-H活性基团,增加了靶的耐储时间。用场发射扫描电镜表征了多孔硅淀积金纳米颗粒前后的形貌,用X射线能量色散光谱法分析金的百分含量,结果表明其含量随沉积时间的延长而增加。激光解吸/电离质谱信号的增强可能是由多孔硅及其支持的金纳米颗粒的光学和物理性质引起的,该类型的样品靶在激光解吸/电离飞行时间质谱的应用上结合了多孔硅和金纳米颗粒的双重优势。     

一种快速环保测定高纯水中痕量硅的方法

采用改进的硅钼蓝分光光度法测定高纯水中痕量级可溶性硅的含量,有效检测高纯水的质量。在室温下,以L-抗坏血酸作为还原剂,水中可溶性硅(Ⅳ)与钼酸铵生成硅钼黄,进而在柠檬酸环境中被还原为硅钼蓝,10 min显色,815nm测量,表观摩尔吸光系数ε=5.35×104L/mol.cm。     

用FT-IR技术研究Mo/HZSM-5分子筛的骨架结构

在两种不同硅铝比的ＨＺＳＭ５分子筛上担载不同量的钼物种后，对甲烷无氧脱氢芳构化反应呈现出不同的催化活性．使用ＦＴＩＲ技术测定了催化剂样品的骨架结构，结果表明，在两种分子筛载体上，钼物种的存在状态及其与载体间的相互作用各不相同；分子筛载体的酸性环境决定了浸渍时钼物种的可能存在状态．     

读者园地

问:形成硅钼杂多酸的适宜酸度条件是怎样的? ——山东读者 黄林芬 硅钼杂多酸有两种型态,α型和β型。这是Strickland于1952年研究提出的。形成α型硅钼杂多酸的酸度条件为pH 2.3～3.9;形成β型的酸度条件为pH 1～2。对一个具体方法而言,所选用的最佳酸度与钼酸盐浓度,温度及基体元素的共存量等因素有关。β型硅钼杂多酸形成后能在25～30h内转化为α型。但就灵敏度而言,在络离子的吸收峰波长处,α型高于β型,α型的ε_(314)=2.1×10~4,而β型的ε_(314)=1.7×10~4;而在其它较大波长处则β型高于α型,例如在370nm处,α型的ε=2900,β型的ε为4700;在415nm处,α型的ε为620,而β型的ε为1750。 A.Halász等人于1971年提出12—硅钼杂多酸形成的适宜酸度与[H~ ]和[MoO_4~-]的摩尔浓度比值(记作Z)有关,根据下列反应:     

1,1'-(四甲基二硅撑)双[环戊二烯基三羰基钼配合物]的合成及结构

1,2-二环戊二烯基四甲基二硅烷与正丁基锂作用生成(四甲基二硅撑)双[环戊二烯基负离子盐],后者随即与六羰基钼反应即形成1,1'-(四 甲基二硅撑)双[环戊二烯基三羰基钼负离子盐],分别与四种不同的卤化物反应,生成在钼原子上发生烃基化的产物与冰醋酸作用,随即分别与CCl~4及NBS反应,生成相应的钼氯化物和钼溴化物作用发生氧化偶联反应,生成Mo-Mo键断裂的钼碘化物,以元素分析、IR及^1HNMR表征了2-9的结构.并对5的单晶进行了X射线衍射分析.它的晶体属三斜晶系,PI空间群,晶体学数据:偏差因子R=0.043,R~W=0.055.     

1,1'-(四甲基二硅撑)双[环戊二烯基三羰基钼配合物]的合成及结构

1,2-二环戊二烯基四甲基二硅烷与正丁基锂作用生成(四甲基二硅撑)双[环戊二烯基负离子盐],后者随即与六羰基钼反应即形成1,1'-(四 甲基二硅撑)双[环戊二烯基三羰基钼负离子盐],分别与四种不同的卤化物反应,生成在钼原子上发生烃基化的产物与冰醋酸作用,随即分别与CCl~4及NBS反应,生成相应的钼氯化物和钼溴化物作用发生氧化偶联反应,生成Mo-Mo键断裂的钼碘化物,以元素分析、IR及^1HNMR表征了2-9的结构.并对5的单晶进行了X射线衍射分析.它的晶体属三斜晶系,PI空间群,晶体学数据:偏差因子R=0.043,R~W=0.055.     

电感耦合等离子体发射光谱测定钼铝合金中硅含量的方法研究

采用王水、氢氟酸在180℃加热条件下溶解试样,全面分析了硅元素的212.412、221.667、251.611、252.851、288.158 nm五条分析谱线的受干扰情况,最终选择了灵敏度和信噪比较高、受钼基体干扰程度较小的Si 288.158 nm为分析谱线。使用多谱线拟合(MSF)技术建立了Si 288.158 nm的光谱校正模型,通过校正模型对样品检测信号峰进行了校正,消除了基体钼(Mo 288.137 nm)的光谱干扰,建立了电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定钼铝合金中硅含量的方法。该方法在0.10～5.00 mg/L范围内(对应固体样品中硅的质量分数范围为0.010%～0.50%),硅的工作曲线线性关系良好,相关系数为0.9995;方法检出限和定量限分别为23μg/g和76μg/g;对3个不同含量的钼铝样品中的硅含量进行了测定,测定结果的相对标准偏差(RSD)在0.76%～1.36%之间,加标回收率在98.0%～106%范围,与标准(YS/T 1075.3-2015)中钼蓝分光光度法的测定结果一致。     

用FT—IR技术研究Mo／HZSM—5分子筛的骨架结构

在两种不同硅铝比的ＨＺＳＭ－５分子筛上担载不同量的钼物种后，对甲烷地氧脱氢芳构化反应呈现出不同的催化活性，使用ＦＴ－ＩＲ技术测定了催化剂样品的骨架结构，结果表明，在两种族中分子筛载体上，钼物处的存在状态及其与载全校是的相互作用各不同相；分子筛载的酸性环境决定了浸渍时钼物种的可能存在状态。     

抗坏血酸还原钼蓝比色法测定金属钕及三氧化二钕中硅

关于金属钕和三氧化二钕中微量元素硅的测定目前国内未见报道.硅的测定通常采用硅钼黄或硅钢蓝比色法,一般在草酸介质中进行.当硅酸与钼酸铵作用生成硅钼黄杂元酸,加入草酸时与钕盐溶液作用后,立即生成无定型沉淀.为了消除沉淀干扰,选择在0.025mol·L~(-1)硫酸介质中用10g·L~(-1)抗坏血酸还原,测定硅的含量.线性范围在0～0.3μg·ml_(-1)内遵守比耳定律.本法用于金属钕和三氧化二钕中硅的测定,结果令人满意.     

络合吸附波测定微量硅的研究

建立了硅锑钼三元杂多酸体系导数极谱测定微量硅的新方法。在0.6mol/L硫酸-20％乙醇介质中,于55℃时,硅(Ⅳ)、锑(Ⅲ)和钼(Ⅷ)形成具有电活性的硅锑钼三元杂多酸;在0.3 mol/L硫酸-10％乙醇介质中,于-0.47V(vs. SCE)处产生一灵敏的还原峰,其二阶导数电流峰高与硅的浓度在6.8×10~(-9)～7.4×10~(-7)mol/L范围内呈线性关系,检出限为4.3×10~(-9)mol/L,应用于水样及矿石中硅的测定,结果满意。     

流动注射-固相萃取-分光光度法检测半导体工业用水中痕量硅

硅酸盐在酸性介质中与钼酸铵反应生成硅钼黄,硅钼黄还原为硅钼蓝后,可被HLB小柱定量萃取.在此基础上,建立了流动注射-固相萃取-分光光度(FI-SPE-Vis)测定水中痕量硅酸盐的新方法.反应生成的硅钼蓝经HLB小柱萃取后,用水清洗去除杂质,NaOH溶液洗脱,分光光度法检测.实验对各参数进行了优化,优化后的参数为:洗脱剂浓度0.01 mol/L;试样上柱流速28.0 mL/min;洗脱流速3.5 mL/min;反应温度45 ℃;硅钼黄与硅钼蓝反应时间均为5 min;钼酸铵混合溶液、草酸溶液、抗坏血酸溶液的用量分别为3.5,3.5和1.75 mL.本方法具有良好的重现性和灵敏度,测定含硅9.33 μg/L的硅酸盐水样7次,RSD值为1.8%;选取不同的试样富集时间,可将定量分析的线性范围扩展为0.47～117 μg/L;检出限0.18 μg/L;回收率为96.8%～105%.可满足特殊工业用水中痕量硅检测的需要.     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镁及镁合金中硅含量

用硝酸及少量氢氟酸可将试样完全溶解,所得溶液可用于电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)或钼蓝分光光度法测定镁和镁合金中的硅含量,对ICP-AES测定硅的分析条件作了试验.为避免各共存元素的干扰,方法中选择波长为Si Ⅰ 251.611 nm及Si Ⅰ 212.412 nm的谱线作为分析谱线.在制作工作曲线时加入与待测样品等量的镁以补偿基体组分引起的基体效应,在选用上述两谱线作为分析线时,硅的质量浓度在40.0 mg·L-1以内时与谱线的发射强度均呈线性关系,所得检出限(3S/N)依次为6.2和15μg·L-1.应用此方法分析了3种镁合金标准样品,所得结果与标准值相符.     

硅钼杂多阴离子薄膜修饰电极的研究和应用——线性扫描伏安法测定水中可溶性硅酸盐

本文研究了以玻碳电极为基体的1:12硅钼杂多酸根(SiMo_(12)O_(40)~(4-)简称12-MSA)修饰电极的制备及其电化学行为,将12-MSA电极应用于线性扫描伏安法测定天然水中可溶性硅酸盐,结果满意.硅浓度在8.0×10~(-7)～1.7×10~(-3)mol/L,相对标准偏差(n=7)为1.85％,加标回收率为98.2％～103.6％,SiMo_(12)电极具有优良的选择性和稳定性。     

自组装成膜技术制备TiO2薄膜的XPS研究

采用自组装成膜技术制备里TiO2薄膜,应用X射线光电子能谱研究自组装膜及其氧化膜和淀积的TiO2薄膜，结果表明，硅烷偶联剂成功地组装在玻璃基片上，足够长时间的氧化对使端基（-SH）完全氧化为磺酸基，淀积在基片上的TiO2膜牢固性好，平均膜厚在10nm．淀积膜中的钛可能有几种不同的氧化态，不同的酸度影响TiO2的淀积效果     

硅钒钼蓝-丁基罗丹明B多元络合物分光光度法测定精钒中的微量硅

作为精钒(含V_2O_5为98％以上)中杂质成份的硅含量常达到万分之几到十万分之几的数量级。因此,如果仍沿用钼蓝法水相测硅则在灵敏度上已不能满足要求;况且,大量钒的存在也要影响硅的测定。为此,欲测定纯钒溶液中的硅时,需先将硅从大量钒中分出并富集后才能测定。如дорохова等用二正辛胺的甲苯溶液将硅钼黄从钒溶液中苯取分离,在富集后的有机相内比色测定;冯渝清、郭春山则用甲基异丁酮萃取硅钼黄,使硅与钒分离,在有机相中用二氯化锡还原成硅钼蓝后比色测定。