V2O5-MoO3-SiO2表面复合氧化物催化剂的制备与表征

采用表面改性法制备了V2O5-SiO2,MoO3-SiO2,V2O5-MoO3-SiO2复合氧化物催化剂,并用TPR和IR技术研究了催化剂的表面结构及V=O,M0=O的活性,同时用化学吸附IR技术研究了催化剂样品对异丁烷的化学吸附性能.实验结果表明:这些复合氧化物催化剂对异丁烷都有较高的化学吸附能力;SiO2能缓解表面Lewis碱位V=O和Mo=O的氧化能力,有利于选择氧化.     

负载型三氧化钼催化剂表面结构和表面酸位的激光Raman光谱研究

测定了MoO3/γ-Al2O3、MoO3/TiO2、MoO3/SiO2的激光Raman谱. 通过MoO3/γ-Al2O3、MoO3/TiO2在吡啶吸附前后、氨水提取前后的谱图对比说明, 单层分散的MoO3, 即特征峰为～950cm^-^1的"二维聚钼酸"中钼的配位状态不是单一的,其中一种表面含钼物种(Mo-1)不吸附吡啶, 不溶于氨水, 不显示较强的表面酸性; 另一种表面含钼物种(Mo-2)可吸附吡啶, 溶于氨水, 与催化剂的表面酸位密切相关. 我们认为Mo-1为四面体配位的钼; Mo-2为八面体配位的钼. MoO3/SiO2中的MoO3能100%被氨水溶去, 其酸位数与表面Mo^6^+数之比接近1, 是由其中Mo-2的比例较高, 载体与活性组分之间的相互作用较弱这两个因素所造成的。     

MoO3 /SiO2复合正极材料的制备及电化学性能研究

本文通过化学沉淀-热处理方法制备了MoO3正极材料,并通过正硅酸乙酯(TEOS)的水解在MoO3的表面包覆SiO2得到MoO3/SiO2复合正极材料[wSiO2/wMoO3=8%],对制备材料的结构和电化学性能进行了表征。结果表明,得到的MoO3为纯的正交相结构,片状MoO3的粒径大小约200～500 nm,厚度约50 nm。片状颗粒倾向于堆积在一起形成层状结构。在MoO3的表面包覆了一层无定形的SiO2。在电压范围1.5～4.0 V的条件下,以0.1C倍率进行恒电流充放电测试,MoO3/SiO2样品的首次放电容量为332.7 mAh.g-1,库仑效率87.6%。循环20次后,放电容量降为277.7 mAh.g-1。SiO2的包覆降低了MoO3正极材料的初始容量,但循环性能得到了提高。     

关于氧化锌—二氧化硅表面结构和表面酸性的补充研究

我们管报道浸渍法制备的ZnO/SiO_2的表面酸性和表面结构。证明:(1) ZnO单层分散在硅胶表面,分散阔值为～0.22gZnO/100m~2SiO_2;(2) 样品表面出现了单独的ZnO与SiO_2所没有的较强酸位并且其酸量与ZnO表面浓度有很好的对应关系。由此提出了ZnO与SiO_2表面相互作用形成了某种酸性结构单元的观点。Sumiyoshi,Tanabe等曾报道,用共沉淀法制取的ZnO-SiO_2表面酸性显著。认为酸性的根源是ZnO与SiO_2间形成了田部(K.Tanabe)模型所预示的那种二氧化物,结构中     

B-P-O系催化剂表面酸性的吸附量热研究

制备了不同P／B比的W-P-O系催化剂，XRD和Raman光谱表明各样品中P和B都处于四面体结构中，但Raman光谱显示P／B＜1的样品表面有B的三配位物相B2O3。存在．用吸附量热法考察了NH3、H2O及二甲醚（DME）等探针分子的吸附行为，研究了样品的表面酸性，NH3在P／B＞1的样品上发生解离吸附，而在P／B＜1的样品上，其起始吸附热与在γ-Al2O3上的相似．进一步的研究表明，二甲醚可以作为合适的探针分子表征B-P-O系催化剂的表面酸性．     

介孔分子筛KIT-1表面磷酸改性及其催化性能

采用后合成法将磷酸固载在纯硅介孔分子筛KIT-1表面上,制备出了表面含磷酸的样品P-KIT-1.利用X射线粉末衍射(XRD),红外光谱(IR)、低温N2吸附-脱附等手段对样品结构进行了表征,用化学滴定法测定了样品的表面酸性,以对苯二酚与叔丁醇的烷基化反应为探针反应对催化剂的性能进行了评价.实验结果表明,样品P-KIT-1保持了基体分子筛KIT-1的介孔结构,由于磷酸占据了分子筛的内外表面,占据了孔道内部空间,使其比表面积、孔容和孔径都减小,但减少不大.随着磷酸负载量的增加,样品的酸量和催化活性也随之增加,当磷酸负载量为7%时催化活性为最好,且明显高于微孔 ZSM-5和β沸石,说明该催化剂样品在烷基化反应中的活性除了与样品的酸量有关外还与孔径的大小有关,是大分子反应有用的固体酸催化剂.     

单壁碳纳米管在不同材质基片银膜上的表面增强拉曼光谱

在玻璃、白宝石和石英基片上,利用化学沉积法和溶胶法制备了纳米结构活性银膜,系统地研究了两种不同方法制备的单壁碳纳米管(SWNT)的表面增强拉曼光谱(SERS)的G带和D带.同一样品的G带,在不同基片上的峰移量不同,在白宝石基片上移动更大,峰强更高,可以更敏感地反映SERS效应.D带的峰形随基片不同而改变.金属性管的含量较高的样品,其D带光谱的峰移较半导体性管含量较高的样品更显著,表明金属性碳纳米管与SERS活性银膜的界面相互作用更强.     

铋钼复合氧化物表面上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Bi和Mo的复合氧化物固体材料．运用XRD,IR,TPD和激光促进表面反应（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：Bi－Mo－O复合氧化物含有α－Bi2Mo3O12和少量γ－Bi2MoO6晶相;其表面上存在着Lewis碱位（MoO和Mo—O—Bi键中的O）及Lewis酸位（Bi3＋）;异丁烷的两个甲基H分别吸附在两个相邻的Lewis碱位MoO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MoO键1000次,异丁烷的转化率可达11．2％,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90％．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．     

NiO-MoO3/SiO2光催化剂的结构与光吸收性能

采用表面改性法制备了负载型复合半导体NiO-MoO3/SiO2, 用程序升温还原、 X射线衍射、 拉曼光谱、 透射电镜、 比表面积测定和紫外-可见光漫反射光谱技术对固体材料的组成结构和光吸收性能进行了表征. 结果表明, NiO-MoO3/SiO2的平均粒径约为10 nm, 在载体表面存在xNiO·MoO3复合氧化物的微晶, NiO和MoO3在固体材料表面产生相互修饰作用. NiO的加入有助于提高MoO3在载体SiO2表面的分散程度, 抑制MoOx的聚合, 减小微晶尺寸, 而且可以增强固体材料的光吸收性能, 提高复合半导体对光能的利用率.     

混合金属络合物羟基镍铝交联蒙托土的表面酸性及催化性能

用NH_3-TPD,IR技术研究了混合金属络合物羟基镍铝交联蒙托土的表面羟基和表面酸性。考察了制备方法、Al/Ni比对其表面酸性的影响,同时用异丙苯裂解反应表征了其催化性能。结果表明,交联蒙托土存在L酸和B酸,其中以L酸为主。表面酸性可能来源于柱子和表面羟基,柱子的热稳定性对表面羟基,表面酸性均有较大影响。Ni的引入增加了L酸和B酸,取代法制备的样品具有比共聚法的样品更强的酸性。交联蒙托土具有较好的异丙苯裂解性能,Ni的引入使其活性有较大的增加。     

Mo-Co系加氢精制催化剂中TiO~2-Al~2O~3载体效应的PASCA研究

本文采用PASCA(化学分析正电子湮没谱)技术, 系统地研究了MoO~3/γ-Al~2O~3,CoO/γ-Al~2O~3, MoO~3/TiO~2-Al~2O~3, CoO/TiO~2-Al~2O~3等体系中活性组分的表面分散状态和化学状态及其变化规律, 揭示了用TiO~2改性Al~2O~3对Mo-Co系加氢精制催化剂所产生的载体效应的作用机理。Al~2O~3中引入TiO~2使得载体与MoO~3间的相互作用大大减弱, 导致分散态MoO~3易于还原和硫化。助剂CoO与TiO~2-Al~2O~3载体间存在极为显著的电子相互作用, 对于改善Co在活性相中的化学状态, 提高活性中心的内在活性具有重要的作用。PASCA研究的另一个重要结果是, 由于载体表面的不均匀性,使得上述负载型催化剂中氧化物活性组分的表面状态十分复杂, 存在与载体相互作用强弱程度不同的多类特征区, 这些特征区与内在活性不同的催化中心相关联. 通过TiO~2改性Al~2O~3载体, 有效地调节载体表面性质, 改变活性组分表面物种的分布及化学状态。     

甲烷在氧化镧上C-H断键活性中心的研究

在不同条件下制备了一系列La~2O~3样品,以CH~4与CD~4间的氢原子交换反应作为测试反应来测量La~2O~3对CH~4分子中C-H键的断键能力.采用NH~3-TPD,CO~2-TPD和NH~3,CO~2对催化剂的中毒反应来研究La~2O~3表面的酸中心和活性中心.La~2O~3的表面组成用XPS测量.实验发现尽管酸中心在活性中心只占较小的部分. 但它与碱中心一样对于CH~4分子的C-H断键是必不可少的.本文提出, 组成活性中心的酸中心各碱中心很可能分别是一部分具有较强酸性的晶格La^3^+和具有较强碱性的晶格O^2^-,而La~2O~3晶体中晶格缺陷的形成能使更多的晶格离子成为活性中心.     

硅胶表面键合物的正电子湮没谱研究

本文在多孔无定形硅胶的表面上键合了不同极性的化学基团, 制成一系列相同基体, 但表面基团不同的样品, 测定了其正电子湮没寿命谱, 发现寿命谱的最长寿命组份随表面键合基不同, 寿命值有明显差别。寿命值与基团的极性及基团的体积有关, 正电子湮没谱的最长寿命组份能灵敏地表征表面的极性和化学性, 可作为表面化学定性分析的有用技术。     

钙钛矿型化合物催化氧化性能与d电子构型关系的研究

我们用活性评价、磁性测定、原子吸收光谱、TPR(程序升温还原)、TPSR(程序升温表面反应)、XRD等手段研究了以共沉淀和混合法制备的LaMO2(M为从钛到铜的八个过渡金属离子)钙钛矿型化合物对CH4和CO的催化氧化性能。结果表明, 随M离子的d电子数增多, 催化剂的催化氧化活性呈现三峰变化模式并与表面氧结合能及TPSR活性氧物种分布规律一致。根据磁性分析了M离子d电子组态, 对活性的三峰现象作了说明。比较了不同方法对催化剂上氧物种的表征效果。考察了在氧化还原气氛下M离子价态变化规律。根据实验结果讨论了催化剂上活性氧物种分布。     

Surface structure and catalytic properties of MoO3/CeO2 and CuO/MoO3/CeO2

XRD, LRS, TPR and in situ NH(3) adsorption FT-IR were used to investigate the dispersion state of the copper oxide and molybdena species of MoO(3)/CeO(2) and CuO/MoO(3)/CeO(2) catalysts as well as their surface acidity. The results showed that the molybdena monolayer modification promoted the dispersion of CuO due to the formation of new tetrahedral vacancies. Meanwhile, CuO changed the structure of molybdenum species and then influenced the surface acidity of the samples. A detail discussion about the possible model of the surface structure of the catalyst was presented. In addition, combining with the in situ NH(3) adsorption FT-IR, the relationships between the activities for 'NO + NH(3) + O(2)' reaction and surface acid properties (Br?nsted and Lewis acid sites) of the catalysts were discussed.     

丙烯在MoO3和WO3缺氧表面吸附的原子簇模型的从头算研究

本文选取原子簇模型, 用从头算UHF方法优化几何构型, 并进行二级MΦller-Plesset微扰(MP2)相关能计算, 研究了丙烯在MoO3和WO3表面的吸附态结构。优化得到的吸附前后的几何构型及计算的原子净电荷和吸附能都一致地表明,WO3对丙烯的吸附作用强于MoO3; 丙烯均用π成键电子向中心原子Mo或W配位而被吸附在MoO3的缺氧表面, 使丙烯中的碳-碳双键减弱致使容易断裂, 进而起到促进歧化反应的作用。从MP2计算的WO3对丙烯的吸附能0.934eV大于MoO3对丙烯的吸附能0.506eV及吸附过程均不必翻越能垒, 还可以定性理解用WO3作催化剂时的丙烯歧化反应的最佳温度(675K)高于用MoO3作催化剂(均以Al2O3为载体)的最佳反应温度(480K), 且WO3在675K时的催化活性高于MoO3在480K时的活性。     

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。     

La2-xSrxCuO4-λ复合氧化物的合成、表征和氨的氧化催化性能的研究

合成了x值不同的La2-xSrxCuO4-λ(x=0~1)系列复合氧化物, 用XRD研究了这一系列氧化物的结构, 结果表明x在0~0.3之间可形成K2NiF4结构单相化合物。用化学分析方法测定了过渡金属Cu的价态及含量, 并计算出复合氧化物中的非计量氧数。用TPD, TPR, TG, XPS, SEM等方法研究了这类复合氧化物的氧化还原性能, 所含氧种及表面形态, 考察了对NH3氧化的催化活性, 并对其催化活性与化学组成及结构的关系进行了讨论。     

Correlations between acidity, surface structure, and catalytic activity of niobium oxide supported on zirconia

The development of the acidity and the relationship between acidity, catalytic activity, and the surface structure for niobium oxide supported on zirconia were investigated for a series of solids. The catalysts were active for 2-propanol dehydration only above a threshold in Nb loading. The acidity was studied by infrared spectroscopy of adsorbed 2,6-dimethylpyridine as a probe molecule, and the onset of activity was correlated with that of the formation of relatively strong Br?nsted acid sites. The variation in the abundance of these sites also correlated with the catalytic activity. Raman, IR, and UV spectroscopy results indicated that the active sites were related to polymeric Nb surface species. These results were compared to those previously reported for the WO(x)/ZrO(2) catalysts.