甲烷氧化偶联La－Me－O（Me＝Mg，Ca，Sr，Ba）系催化剂表面氧种的研究

利用ＣＯ_２－ＴＰＤ法考察了Ｌａ－Ｍｅ－Ｏ（Ｍｅ＝Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）系催化剂的表面碱性，并用Ｏ_２－ＴＰＤ、ＣＨ_４－ＴＰＤ法对该体系的表面活性氧种进行了表征，并与催化性能相关联。结果表明，Ｌａ－Ｂａ－Ｏ催化剂由于表面强碱性中心数目多，产生活性氧种的数目也多，有利于甲烷的活化，因而具有最高的甲烷转化率和Ｃ_２烃选择性。脉冲反应表明，在无气相氧存在下，表面晶格氧参与了氧化偶联，而且是选择氧化的活性氧种。     

甲烷氧化偶联反应催化剂碱性与反应性能的相关性

在催化剂甲烷氧化偶联反应性能研究的基础上，利用ＣＯ２－ＴＰＤ技术考察了不同的碱金属化合物－Ｌａ２Ｏ３／ＢａＣｏ３催化剂的表面碱性。结果表明，ＢａＣＯ３的协同作用，碱金属化合物的添加都增大了催化剂表面碱性的强度，也增加了碱性位的数量。     

氧化镧催化剂上甲烷氧化偶联—不同制备方法的比较

本文研究了５种不同制法的Ｌａ＿２Ｏ＿３对甲烷氧化偶联的催化性能，其Ｃ＿２选择性和Ｃ＿２收率的相对顺序为：Ｌａ＿２Ｏ＿３（１）＞Ｌａ＿２Ｏ＿３（２）＞Ｌａ＿２Ｏ＿３（４）＞Ｌａ＿２Ｏ＿３（５）＞Ｌａ＿２Ｏ＿３（３）。并运用ＸＲＵ、ＸＰＳ、ＣＯ＿２－ＴＰＤ、ＮＨ＿３－ＴＰＤ和ＩＰＡ转化反应等技术分别对催化剂的体相结构和表面性质，表面酸碱性进行了测定。结果表明，由于制备方法的不同，导致了Ｌａ＿２Ｏ＿３晶体表面结构的差异，这是影响催化性能的主要原因。同时还发现，催化剂的活性和Ｃ＿２选择性与表面酸碱性存在着相依性，Ｌａ＿２Ｏ＿３表面的总碱位数与总酸位数的比值，与其催化性能有较好的直接对应关系。     

La2O3/MgO催化剂上的甲烷氧化偶联

研究了甲烷在La_2O_3/MgO催化剂上的氧化偶联。发现制备过等对催化剂的行为有显著影响。比较了催化剂的反应性能和体相结构,表明在MgO上存在着三种La_2O_3的状态:高分散La_2O_3是最活泼的;La(OH)_3不太活泼;而呈六方晶相的La_2O_3晶粒活性最低。在催化剂中加入Na_2CO_3和K_2CO_3可以改进催化剂的活性和选择性。还考察了反应条件如温度和空速的影响。     

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.     

Oxidative coupling of methane over La-promoted CaO catalysts： Influence of precursors and catalyst preparation method

The oxidative coupling of methane to C2 hydrocarbons has been studied over a series of La-promoted CaO (La/Ca = 0.05) catalysts, prepared using different precursor salts for CaO and La2O3 (viz. acetates, carbonates, nitrates and hydroxides) and catalyst preparation methods (viz. physical mixing of precursors, co-precipitation using ammonium carbonate/sodium carbonate as a precipitating agent), under different reaction conditions (temperature: 700-850℃, CH4/O2 ratio: 4.0 and 8.0, and GHSV: 51360 cm3 g-1 h-1)...     

La取代Ba对Ba1-xLaxMn3Al9O19-α催化剂结构及甲烷催化燃烧性能的影响

采用以尿素水解为基础的水热合成法制备了La和Mn取代的六铝酸盐催化剂(Ba1-xLaxMn3Al9O19-α).在Mn含量达到阈值时,研究了不同量的La取代Ba对Ba1-xLaxMn3Al9O19-α的相组成、结构、热稳定性及甲烷催化燃烧活性的影响.当x≥0.4时,水热合成过程中生成的La2(CO3)3在530-580℃分解,800-900℃时与-γAl2O3反应生成LaAlO3钙钛矿相,可抑制由BaCO3分解而生成的Ba2+的固相扩散,从而阻止了BaAl2O4尖晶石相的生成,使Ba2+在固相中保持较高的分散性,促进了六铝酸盐(-βAl2O3)相的形成.当x<0.4时,BaAl2O4尖晶石相的存在引起催化剂比表面积和催化燃烧活性的降低.La3+取代Ba2+后,六铝酸盐结构发生一定程度的扭变.这种扭变越大,所形成的六铝酸盐催化剂的热稳定性越差.Ba1-xLaxMn3Al9O19-α催化剂的甲烷催化燃烧活性随x的增大而增加,x=0.8时催化剂的活性最佳.     

甲烷氧化偶联催化剂La2O3／SrCO3—BaCO3的催化活性与表征

在甲烷氧化偶联制Ｃ２烃的研究中，人们发现碱土金属与稀土金属组成的复合氧化物催化剂具有高的催化活性［１，２］．稀土化合物作为有希望的工业催化剂之一，已受到广泛的关注．一般认为，它们含有的氧空位对活化甲烷的有效氧物种有利．Ｄｅｂｅｙ等在１％Ｓｒ／Ｌａ２Ｏ...     

La0.5R0.5Ba2Cu3O7,Pr0.5R0.5Ba2Cu3O7以及RBa2Cu3o7（R=稀土）的键共价性计

使用复杂晶体化学键理论计算了Ｌａ０．５Ｒ０．５Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７（Ｒ＝Ｐｒ,Ｎｄ,Ｓｍ,Ｅｕ,Ｇｄ,Ｄｙ,Ｙ,Ｈｏ,Ｅｒ,Ｔｍ,Ｙｂ,Ｌｕ）（Ｌａ－Ｒ１２３）,Ｐｒ０．５Ｒ０．５Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７（Ｒ＝Ｌａ,Ｎｄ,Ｓｍ,Ｅｕ,Ｇｄ,Ｄｙ,Ｈｏ,Ｙ,Ｅｒ,Ｔｍ,Ｙｂ,Ｌｕ）（Ｐｒ－Ｒ１２３）以及ＲＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（Ｒ＝Ｌａ,Ｐｒ,Ｎｄ,Ｓｍ,Ｅｕ,Ｇｄ,Ｄｙ,Ｈｏ,Ｙ,Ｅｒ,Ｔｍ）（Ｒ１２３）中Ｃｕ－Ｏ键的键共价性,结果表明Ｐｒ－Ｒ１２３,Ｌａ－Ｒ１２３,以及Ｒ１２３都应具有超导性,而实验结果是Ｌａ０．５Ｐｒ０．５Ｂａ２Ｃｕ０７,Ｒ０．５,Ｐｒ０．５Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７（Ｒ＝Ｌａ,Ｎｄ,Ｓｍ,Ｅｕ,Ｇｄ）无超导性,产生这种矛盾的原因尚不明确,需要做进一步的研究。     

Relative activity of La2O3, LaOCl, and LaCl3 in reaction with CCl4 studied with infrared spectroscopy and density functional theory calculations

Relative activity of La2O3, LaOCl, and LaCl3 in the destructive adsorption of CCl4 to CO2 was studied with density-functional theory calculations and temperature-programmed reaction experiments monitored with IR spectroscopy. Integral absorbance of the IR peak for phosgene, which is a reaction intermediate, was obtained as a function of temperature, and initial reaction temperatures were compared for different sample amounts of La2O3 and LaOCl. The initial reaction temperatures of about 390 K for La2O3 and 365 K for LaOCl were practically independent of the tested sample weights, and the lower temperature for LaOCl was attributed to a higher activity of surface sites on this material. Calculations suggest that CCl4 decomposition proceeds through a stepwise Cl donation from CCl4 to the surface and that the overall rate is controlled by the first step: CCl4 splitting into a Cl anion and CCl3 cation over an acid-base pair of surface sites. A lanthanum acid site in the pair initiates the split by interacting with one of the chlorine atoms in CCl4, and an oxygen base site stabilizes the remaining CCl3 fragment. Transition state estimates suggest that the relative activity of surface sites can be ranked in the following order: LaOCl > LaCl3 with a partially dechlorinated surface > La2O3. Surface Lewis acidity and basicity of these materials are summarized in terms of the vibrational frequency for adsorbed CO, energy of the lowest unoccupied molecular orbital, and proton affinity. Higher activity of LaOCl is attributed to the higher acidity of the lanthanum site, the higher basicity of the oxygen site, and the geometry of the acid-base pair of sites that allows them to interact with CCl4 simultaneously.     

Substitution effect on the photocatalytic degradation by the series AxBi26-xMo10O68+0.5y (A = Ba, y = 0; A = Bi, La, y = 2): a kinetic study

The compounds Ba2Bi24Mo10O68 and La2Bi24Mo10O69 were synthesized by the ceramic route and characterized by single crystal and powder X-ray diffraction, respectively. The structure of these phases is isostructural with that of Bi26Mo10O69. Along the b axis columns of [Bi12O14] units are separated by MoO4 tetrahedra and noncolumnar A (A = Ba, La) atoms. UV-visible spectra of Bi26Mo10O69, Ba2Bi24Mo10O68, and La2Bi24Mo10O69 suggest that band gap decreases on substitution of La and Ba for Bi at the noncolumnar site. The photocatalytic degradation of water pollutants such as phenol and substituted phenols was studied. All the catalysts show specificity toward nitro substituent at the para position in the aromatic ring.     

Promoter effect on the CO_2-H_2O formation during Fischer-Tropsch synthesis on iron-based catalysts

The effects of Mg,La and Ca promoters on primary and secondary CO2 and H2O formation pathways during Fischer-Tropsch synthesis on precipitated Fe/Cu/SiO2 catalysts are investigated.The chemisorbed oxygen atoms in the primary pathway formed in the CO dissociation steps reacted with co-adsorbed hydrogen or carbon monoxide to produce H2O and CO2,respectively.The secondary pathway was the water-gas shift reaction.The results indicated that the CO2 production led to an increase in both primary and secondary pathways,and H2O production decreased when surface basicity of the catalyst increased in the order Ca Mg La.     

类钙钛矿新铌酸盐Ba3La2Ti2Nb2O15的合成、结构与介电特性

为满足现代通信技术的小型化、集成化与高可靠性的迫切要求,探索具有高介电常数、低介电损耗与低温度系数的微波介电材料引起了材料科学、化学、物理和电子学等领域科学工作者的广泛关注,并已开发出复合钙钛矿结构[Ba(Zn1/3Ta2/3)O3]和钨青铜结构[Ba6-3xLn8+2xTi18O54]等实用化的高性.     

Ba—La2O3催化剂的表面碱性,活性氧种对甲烷氧化偶联的影响

利用ＣＯ２－ＴＰＤ技术考察了Ｂａ－Ｌａ２Ｏ３系催化剂的表面碱性，实验发现，催化剂表面仅有单一的强碱位或中碱位时，其催化性能均较差。只有表面的中碱位与强碱位以适当量共同存在的样品（６％Ｂａ－Ｌａ２Ｏ３），才能获得好的催化活性和Ｃ２选择性。此碱性特征可能有利于表面活性位的产生。同时利用ＸＲＤ和ＸＰＳ等技术分别对体相结构和表面氧物种进行了研究。结果表明，Ｂａ－Ｌａ２Ｏ３系催化剂表面存在Ｏ２＾２－离子，但     

La促进型六铝酸盐Ba1－xLaxFeAl11O19－δ催化甲烷燃烧性能

用碳酸铵水溶液共沉淀法制备了系列Ba_1－xLa_xFeAl₁₁O_19－δ六铝酸盐型催化剂,并以甲烷燃烧为探针反应考察催化剂的催化活性.La部分取代Ba提高了催化剂的催化甲烷燃烧活性,且随La取代量的增加,催化剂的起燃温度呈规律性变化,镧、钡之间存在最佳配比,活性最好的催化剂为Ba_0.2La_0.8FeAl₁₁O_19－δ,其催化甲烷燃烧的起燃温度仅有495 ℃（V_CH4:V_O2:V_N2=1:4:95）.XRD和SEM结果表明,不同含量镧掺杂的材料经1 200 ℃焙烧5 h后，呈现典型的六铝酸盐结构特征；不同温度的焙烧实验表明掺杂镧能够促进六铝酸盐相的形成.Diffuse UV-Vis表征表明催化剂中的铁呈＋3价,Diffuse UV-Vis, TPR和FT-IR结果表明Ba、La、Fe之间存在协同作用.     

Promoter effect on the CO2-H2O formation during Fischer-Tropsch synthesis on iron-based catalysts

The effects of Mg, La and Ca promoters on primary and secondary CO_2 and H_2O formation pathways during Fischer-Tropsch synthesis on precipitated Fe/Cu/SiO_2 catalysts are investigated. The chemisorbed oxygen atoms in the primary pathway formed in the CO dissociation steps reacted with co-adsorbed hydrogen or carbon monoxide to produce H_2O and CO_2 , respectively. The secondary pathway was the water-gas shift reaction. The results indicated that the CO_2 production led to an increase in both primary and secondary pathways, and H_2 O production decreased when surface basicity of the catalyst increased in the order Ca >Mg >La.     

甲烷在SrO-La_2O_3/CaO催化剂上的氧化偶联 Ⅰ.SrO对La_2O_3/CaO催化剂的助催化作用

在常压流动反应装置上评价了一系列La_2O_3/CaO催化剂和SrO-La_2O_3/CaO催化剂。实验表明:La_2O_3/CaO体系是很好的甲烷氧化偶联催化剂。在1073K和CH_4:O_2:He=4:1:5(总流速120ml/min)的实验条件下,20％La_2O_3/CaO催化剂上的甲烷转化率为26％,C_2选择性为53％;加入助剂SrO(15—20％)后,在同样实验条件下,甲烷转化率为29％,C_2选择性为66％。表明SrO对La_2O_3/Cao催化剂有明显的促进作用。用XRD,XPS和TPD(CO_2-TPD和O_2-TPD)技术表征了SrO-La_2O_3/CaO催化剂体系,结合反应评价结果,认为SrO的促进作用可以归结为:(1)调变了催化剂的碱性强度分布,提高了催化剂表面强碱中心的数目;(2)提高了La_2O_3的分散度;(3)抑制了催化剂的低温氧吸附物类。     

锶掺杂对氧化镧催化甲烷氧化偶联反应的影响

甲烷氧化偶联反应(OCM)是天然气直接转化利用的重要途径之一.该反应通过甲烷和氧气在催化剂作用下一步将甲烷直接转化为乙烯等具有高附加值的产品,避免了涉及高能耗过程的合成气间接路径,不仅有可能减少中间副产物的生成,还有可能大大提升整个过程的能源利用效率.因此,研究OCM反应具有十分重要的实际意义.目前氧化镧基催化剂具有良好的催化活性、产物选择性和热稳定性,但在OCM反应中产品收率仍未能达到工业应用的要求,因而近几十年来高效OCM催化剂的研发一直是研究热点.实验发现,锶掺杂氧化镧催化剂具有更为优异的催化性能,主要表现在具有比纯氧化镧催化剂更高的催化活性和产物选择性,但对于锶掺杂的影响机制仍然缺乏系统的理论研究.目前普遍认为,甲烷活化是OCM反应的第一步,也是决速步,这主要是由于C?H键活化需要越过很高的能垒,因此往往需要很高的温度.本文主要采用团簇模型,通过密度泛函理论计算来研究OCM反应中锶掺杂对氧化镧催化剂上甲烷活化性能的影响及其作用原理.本文构建了八种锶掺杂的氧化镧团簇作为该催化剂模型,可分为没有自由基性质的团簇(LaSrO2(OH),La2SrO4,La3SrO5(OH),La5SrO8(OH))和具有自由基性质的团簇(LaSrO3,La2SrO4(OH),La3SrO6,La5SrO9).我们计算了甲烷在这些锶掺杂氧化镧团簇上Sr?O和La?O酸碱对位点以及氧自由基活性位点上的活化机制,以研究锶掺杂对OCM反应活性的影响,并与我们前期计算的纯氧化镧团簇上甲烷活化性能进行了对比.通过计算甲烷在不同锶掺杂氧化镧团簇上的物理和化学吸附能、活化能垒以及甲基自由基的脱附能,发现锶掺杂氧化镧团簇上的甲烷活化在热力学和动力学上都要比纯氧化镧团簇上更为有利.对于具有相同金属原子数目的团簇,甲烷在La?O上活化的能垒大小为:化学计量比的La?Sr?O团簇<非化学计量比的La?Sr?O团簇<化学计量比的La?O团簇;而甲烷在Sr?O上活化的能垒大小依次是:化学计量比的La?Sr?O团簇<非化学计量比的La?Sr?O团簇.给定一个锶掺杂氧化镧团簇,甲烷在不同活化位点上的活化能垒大小通常是:O·<相似文献   

La和Bi对乙炔与甲酸甲酯加氢酯化合成丙烯酸甲酯的镍基催化剂性能的影响(英文)

在２２０℃和５０－６０大气压条件下,利用固定床对ＮｉＯ／ＳｉＯ２、ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ－Ｌａ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３和ＮｉＯ－Ｂｉ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３催化剂上的乙炔与甲酸甲酯加氢酯化合成丙烯酸甲酯进行了研究。镍基催化剂对乙炔的加氢酯化合成丙烯酸甲酯具有很好的活性。用浸透法制备的Ｍｏ／ＳｉＯ２催化剂的活性和丙烯酸甲酯的选择性均比离子交换法差。ＮｉＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂用Ｌａ或Ｂｉ改性后,其催化活性大大提高。ＸＰＳ、ＸＲＤ和ＴＰＲ结果表明,当催化剂用Ｌａ或Ｂｉ改性后,ＮｉＯ的晶粒明显减小,催化剂表面的Ｎｉ／Ａｌ原子比增大,催化剂的第二个还原峰温大大降低。