Na-W-Mn/SiO2催化剂体系中W和Mn对甲烷氧化偶联反应的作用

制备了一系列不同W,Mn含量的Na-W-Mn/SiO2催化剂,并进行了其催化甲烷氧化偶联反应性能评价和XPS,XRD表征.研究结果表明,W和Mn的含量分别为2.2%≤W≤8.9%和0.5%≤Mn≤3%时,催化剂具有较好的甲烷氧化偶联反应性能.Mn的表面浓度与甲烷的转化率和乙烯的选择性有较好的对应关系,W的表面浓度与乙烷的选择性有一定的关联,据此提出Na-O-Mn和Na-O-W都是甲烷氧化偶联反应的活性中心.反应的活性相是Na2WO4,Na2W2O7和Mn2O3.     

甲烷在W-Mn体系催化剂上氧化偶联制乙烯

本文报导了w-Mn体系催化剂的甲烷氧化偶联反应性能,详细考察了反应条件对1.9wt％Mn—5wt％Na_2WO_4/SiO_2(W—34)催化剂反应性能的影响,并用XRD、BET、EPR、UV-DRS等方法对该催化剂进行了表征。结果表明,该催化剂具有较好的甲烷氧化偶联反应性能,在T=800C,甲烷空速=36,000ml·g~(-1)·h~(-1),CH_4:O_2:N_2=3:1:2.6的最佳实验条件下,其甲烷转化率为36.8％,C_2烃收率达到23.9％;研究还表明,C_2H_6,CO_2是CH_1氧化的一次产物,C_2H_4主要由C_2H_6脱氢而来,而CO则可能主要来源于C_2烃的表面深度氧化,催化剂的结构研究表明,在该催化剂中,w是以Na_2WO_4形式存在,Mn则以Mn_2O_3形式存在,而SiO_2已由无定型结构转变成u-方石英;W、Mn、Si之间没有形成新的化合物。     

Na-W-Mn/SiO_2催化剂活化甲烷的研究 Ⅰ.活性中心的结构

制备了不同 Na、W、Mn组分的 Na- W- Mn/ Si O2 催化剂 ,并进行了甲烷氧化偶联反应催化性能的评价和XPS、XRD、L RS表征 .研究结果表明 ,Na不但有强的表面富集能力 ,而且可以使 Mn向表面发生迁移 .首次发现 Na2 W2 O7也是活化甲烷的活性相 .活化甲烷的活性中心是 Na- O- Mn和 Na- O- W结构单元 ,且 Na- O-Mn主要存在于催化剂的表面 ,Na- O- W则分布在距催化剂表面较深的部位     

Na—W—Mn／SiO2催化剂体系中W和Mn对甲烷氧化偶联反应的作用

制备了一系列不同Ｗ,Ｍｎ含量的Ｎａ－Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂,并进行了其催化甲烷氧化偶联反应性能评价和ＸＰＳ,ＸＲＤ表征,研究结果表明,Ｗ和Ｍｎ的含量分别为２．２％≤Ｗ≤８．９％和０．５％≤Ｍｎ≤３％时,催化剂具有较好的甲烷氧化偶联反应性能。Ｍｎ的表面浓度与甲烷的转化率和乙烯的选择性有较好的对应关系,Ｗ的表面浓度与乙烷的选择性有一定有关系,据此提出Ｎａ－Ｏ－Ｍｎ和Ｎａ－Ｏ－Ｗ都是甲烷氧化偶联反应的     

Na-W-Mn/SiO2催化剂体系中Na对甲烷氧化偶联制乙烯的作用

制备了一系列不同Ｎａ的含量的Ｎａ－Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂，并进行了它们的甲烷氧化偶联制乙烯反应性能的评价和ＸＰＳ，ＸＲＤ表征。研究结果发现，由于Ｎａ的表面富集引起了Ｗ和Ｍｎ向表面迁移，从而在催化剂表面形成了活化和选择氧化甲烷的Ｎａ－Ｏ－Ｍｎ和Ｎａ－Ｏ－Ｗ活性中心，这表明Ｎａ是甲烷高转化率和乙烯高选择性必不可少的活性组分。     

硫酸钠对Mn/SiO2催化剂结构及其甲烷氧化偶联反应性能的影响

 采用等体积浸渍法制备了Na2SO4改性的Mn/SiO2催化剂,考察了Mn-Na2SO4/SiO2催化剂中各组分对甲烷氧化偶联合成C2产物(C2H4+C2H6)的影响,并采用X射线衍射、 X射线光电子能谱、 Raman光谱和程序升温还原等手段表征了催化剂中的物相结构、表面组分价态与含量以及氧化还原性能. 结果表明,在Mn/SiO2催化剂中添加Na2SO4可使载体SiO2由无定形转变为α-方石英相,使催化剂表面的Mn物种由Mn3O4转变为Mn2O3, 从而大大提高了甲烷转化率和目标产物C2的选择性. 因此,推测Mn2O3物种在反应条件下构成了甲烷氧化偶联反应的活性中心.     

h-BN掺杂Na2WO4-Mn/SiO2催化剂用于乙烷氧化脱氢制乙烯

采用混浆法制备了一系列六方氮化硼掺杂的Na2WO4/Mn/BxSiy催化剂,并应用于乙烷氧化脱氢制乙烯（ODHE）。考察了Na2WO4/Mn/BxSiy催化剂的ODHE反应性能,并详细探讨了反应温度、稀释气比例等条件对催化剂反应活性的影响。结果表明,h-BN的掺杂发现显著提高了Na2WO4/Mn/BxSiy催化剂C2H4选择性。Na2WO4/Mn/B5.0Si95催化剂在700℃时,表现出相对较高的活性并且CO2生成量极低（>70% 乙烯选择性,46.5%的乙烯收率,1.80%的CO2选择性）。通过X-射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、H2程序升温还原（H2-TPR）、O2程序升温脱附（O2-TPD）和C2H6程序升温脱附（C2H6-TPD）等手段对催化剂进行了表征。研究发现,h-BN的加入对改变催化剂表面元素的化学状态,形成了更多具有低温活性的物相,对抑制深度氧化起到重要作用。同时,h-BN的掺杂也调变了催化剂的导热能力,避免床层热点的形成,提高了C2H4的选择性。     

Mo／La－Co－O催化剂上甲烷选择氧化制甲醇反应

 制备了一系列Mo／La－Co－O催化剂，考察了催化剂对甲烷选择氧化制甲醇反应的催化性能，并用BET，XRD，LRS，H2－TPR和XPS等技术研究了催化剂的结构和性质．结果表明，在n（CH4）∶n（O2）∶n（N2）＝10∶1∶1，SV＝14．4L／（g·h），p＝4．2MPa和θ＝420℃的反应条件下，7％Mo／La－Co－O催化剂表现出较好的催化性能，甲醇选择性为60％，甲醇收率为6．7％．Mo负载于La－Co－O上以后，Mo－O物种以无定形的状态存在于La－Co－O表面，并与La－Co－O发生相互作用．Mo的负载量影响Mo－O物种的结构及催化剂的性质．催化剂的还原性和表面O－／O2－比影响催化剂上甲烷选择氧化制甲醇反应的性能．     

直接利用甲烷氧化偶联产物中的稀乙烯制环氧乙烷

直接利用甲烷氧化偶联产物中的稀乙烯制环氧乙烷刘育，徐法强，沈师孔（中国科学院兰州化学物理研究所，兰州，７３００００）关键词乙烯环氧化，甲烷氧化偶联，负载银催化剂１．前言甲烷氧化偶联（ＯＣＭ）是一个产物较为复杂的反应，从目前研究结果来看，产物中Ｃ２烃总...     

固体酸WO_3/TiO_2负载锂锰催化剂组成对其甲烷氧化偶联反应性能的影响（英文）

甲烷氧化偶联制乙烷、乙烯是一种最直接有效的甲烷转化工艺路线。催化剂的结构、碱性、活性组分的状态及分布和氧物种的性质是影响甲烷氧化偶联性能的重要因素,而这些因素与催化剂组成直接相关。以固体酸WO_3/TiO_2为载体,采用浸渍法制备出一系列负载Li、Mn活性组分的催化剂。利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-O_ES)、X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD)、O_2程序升温脱附(O_2-TPD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)和CH_4程序升温表面反应(CH_4-TPSR)等表征技术对催化剂进行了研究,发现Li的添加提高了C2选择性,并有效抑制了甲烷深度氧化形成CO_2的过程。XRD分析表明Li的添加不仅能够促进锐钛矿型二氧化钛向金红石型二氧化钛转化而且促使了高价锰离子的还原。XPS与CO_2-TPD分析表明Li的增加有利于增加催化剂表面的晶格氧含量和降低催化剂表面的碱性。O_2-TPD分析表明Li含量逐渐升高能够促使晶格氧的移动性增强,从而提高催化剂的反应性能。催化剂的性能受Mn物种的含量与价态的影响,过多的Mn物种对甲烷氧化偶联是不利的,易造成甲烷的深度氧化。同时,Li和Mn活性组分通过协同作用影响着催化剂的反应性能,能够形成新的活性物种MnTiO_3提高甲烷氧化偶联的低温活性。催化剂在n(Li):n(Mn)=2:1、反应温度750°C条件下,C2产率达16.3%,表现出最佳催化效果。     

Na-W-Mn/SiO2催化剂活化甲烷的研究Ⅱ.活性氧物种

制备了不同Ｎａ、Ｗ、Ｍｎ组分的Ｎａ－Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂,并进行了Ｏ２程序升温脱附（Ｏ２－ＴＰＤ）和不同温度下Ｎａ－Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂的ＣＨ４脉冲反应（ＣＨ４－ＰＲ）。研究结果表明,Ｎａ－Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂活化甲烷的活笥氧物种是Ｗ和Ｍｎ提供的、高温下易于流动的表面晶格氧（Ｏ＾２－）。Ｎａ和Ｏ＾２－的活泼性具有重要的促进作用,它可以极化Ｗ、Ｍn的金属一氧键,促进Ｏ＾２－的流动性。Ｎａ     

Na-W-Mn/SiO2催化剂表面甲烷脉冲反应Ⅱ. 多组分Na、 W、 Mn/SiO2催化剂

制备了多组分Na,W,Mn/SiO2催化剂，在ITD（Ion Trap Detector)装置上进行了催化剂表面晶格氧脱附前后的甲烷恒温脉冲反应（CH4－CTPR）。研究结果表明，Na-W/SiO2催化剂表面晶格氧，具有较高的CH4转化率和C2烃选择性，并对C2H6的生成起着重要的作用，Na-Mn/SiO2催化剂表面晶格氧，也具有较高的CH4转化率和C2烃选择性，但对C2H6的形成有一定的诱导期；W－Mn/SiO2催化剂表面晶格氧，对CH4的转化和CO2的生成具有很高初活性，但对C2烃的选择性较低；Na-W-Mn/SiO2催化剂表面晶格氧，具有很高的CH4转化率和C2烃定向选择性，这是由于Na,W,Mn各组分协同作用的结果。     

碱金属和氯离子对Mn_2O_3－Na_2WO_4／SiO_2催化剂甲烷氧化偶联反

本文考察了碱金属和氯离子对Ｍｎ２Ｏ３－Ｎａ２ＷＯ４／ＳｉＯ２催化剂甲烷氧化偶联反应性能的影响，结果表明，只有在氯离子和碱金属的共同作用下才能有效地提高Ｃ２烃的收率及其选择性．催化剂经ＮａＣｌ改性后，Ｃ２烃收率为２２％，并可获较高的烯烷比．在考察范围内增加接触时间（Ｗ／Ｆ），催化剂选择性保持不变，但乙烯的选择性呈上升趋势．钠盐Ｎａ２ＷＯ４、Ｎａ４Ｐ２Ｏ７、Ｎａ２ＳＯ４、Ｎａ２ＣＯ３及Ｎａ２Ｂ４Ｏ７对稳定催化剂的贡献按上述顺序逐渐减小．对ＮａＣｌ－Ｍｎ２Ｏ３－Ｎａ２ＷＯ４／ＳｉＯ２催化剂进行了稳定性考察，使用ＸＰＳ、ＸＲＤ和红外光谱对经历不同反应时间的催化剂进行了表征．     

二氧化硅负载全氟丁基磺酰亚胺的制备与耐水性研究

酸官能团C4F9SO2NHSO2-通过两步溶胶-凝胶法,链接到SiO2载体上,制备得到一种新型的有机-无机杂化固体酸(PSFSI-MSMA15/SiO2).反应以对苯乙烯磺酰基全氟丁基磺酰亚胺钠(1)为原料,与3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MSMA)共聚形成预聚体(2),2与原硅酸四乙酯水解缩合,获得PSFSI-MSMA15/SiO2,负载的酸官能团通过FT-IR,TG/DTG及XPS表征,酸负载量约0.62 mmol/g,热稳定性可达到210℃.实验结果表明,酸组分在水体系中稳定,是一种耐水性强酸.催化性能及可循环性在进一步研究中.     

Na—W—Mn／SiO2催化剂表面甲烷脉冲反应I.单组分Na／、W／、Mn／SiO2催化剂

制备了单组分Na/、W/、Mn/SiO2催化剂，在ITD（Ion Trap Detector）装置上进行了催化剂表面晶格氧脱附前后的甲烷恒温脉冲反应（CH4-CTPR），研究结果表明，N a/SiO2表面晶格氧具有一定的C2烃选择性，并能强烈抑制CO2的生成，W/SiO2表面晶格氧对C2烃的选择性较差，但对Cox具有高的选择性；Mn/SiO2表面的晶格氧对C2H4和CO具有高选择性，而较深部位的晶格氧则对C2H6和CO2具有高的选择性。     

Pd／HM催化剂的制备及其表面酸性质

Ｐｄ／ＨＭ催化剂的制备及其表面酸性质徐忠民，苏运来，李全芝，胡家芬（复旦大学化学系，上海２００４３３）关键词钯／氢型丝光沸石，酸性质，氨－程序升温脱附，红外－程序升温脱附轻质烷烃的催化异构化是生产高辛烷值汽油的主要加工过程之一．自从Ｒａｂｏ等［１］发...     

Fe_3O_4/CdTe/聚氨酯纳米复合物的制备及其性能研究

由共沉淀法和Stober法制备了伯胺基功能化SiO2稳定的Fe3O4磁性纳米粒子Fe3O4@SiO2-NH2;Fe3O4@SiO2-NH2与二异氰酸酯及咪唑阳离子二醇、聚乙二醇的反应使其表面形成阳离子型聚氨酯稳定层;通过阳离子型聚氨酯与CdTe量子点表面修饰的巯基乙酸间的电荷相互作用,制备得到了Fe3O4/CdTe/聚氨酯纳米复合物.用X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、磁强计(VSM)、紫外吸收光谱(UV)、荧光发射光谱(PL)表征了该纳米复合物的结构与性能.结果表明,CdTe量子点均匀地分散在Fe3O4@SiO2磁性纳米粒子周围,所得纳米复合物在溶剂中分散均匀,不团聚,且具有超顺磁性,并保持了CdTe量子点的荧光性能.     

钠助剂对Fe/SiO_2催化剂结构及其催化甲烷氧化偶联反应性能的影响(英文)

以二氧化硅担载铁氧化物（１ｗｔ％ Ｆｅ／ＳｉＯ２）为探针,结合ＸＲＤ、ＸＡＮＥＳ以及ＥＸＡＦＳ分析结果首次从表面配位几何的观点讨论了钠助剂对Ｆｅ／ＳｉＯ２催化剂结构及其甲烷氧化偶联反应性能所产生的影响。ＸＲＤ分析表明,Ｆｅ／ＳｉＯ２经８００℃焙烧后仍保持无定形特征,添加钠助剂并经８００℃焙烧后,Ｎ２Ｆｅ／ＳｉＯ２已转化为α－方石英结构。Ｆｅ／ＳｉＯ２的ＥＸＡＦＳ拟合结果显示,铁中心被５个近邻氧环绕,平均Ｆｅ－Ｏ键长为０．１９４ｎｍ。与Ｆｅ／ＳｉＯ２相比,Ｎａ－Ｆｅ／ＳｉＯ２的径向结构函数谱中最强峰的相对强度提高了１／４,表明形成了一个更加密集的Ｆｅ－Ｏ壳层。拟合结果表明围绕中心铁原子０．１８９ｎｍ处平均有４．１个氧近邻。Ｆｅ－Ｋ边ＸＡＮＥＳ谱表明钠的参与使催化剂的活性组分由配位不饱和的八面体位逐渐向四配位四面体位迁移。甲烷氧化偶联反应结果显示,添加钠助剂后甲烷转化率有所下降,但是Ｃ２烃的选择性提高了近４２个百分点,ＣＯｘ的选择性则明显下降。说明钠的引入使催化剂的表面结构发生变化,所形成的多数四面体／少数八面体混合结构有效地抑制了甲烷的深度氧化,乙烯乙烷的选择性明显提高。     

Computational modeling of di-transition-metal-substituted gamma-keggin polyoxometalate anions. Structural refinement of the protonated divacant lacunary silicodecatungstate

The B3LYP density functional method has been validated for the di-Mn-substituted gamma-Keggin polyoxometalate (POM) anion, [(SiO4)MnIII2(OH)2W10O32]4-, and for the divacant lacunary silicodecatungastate, gamma-[(SiO4)W10O32]8-. This approach was shown to adequately describe the geometries of [(SiO4)MnIII2(OH)2W10O32]4- and gamma-[(SiO4)W10O32]8. Three different geometrical models, "full", "medium", and "small", for Mn2-gamma-Keggin have also been validated. It was shown that the medium [(SiO4)MnIII2(OH)2W6O24H8]4- model, as well as small [(SiO4)MnIII2(OH)2W4O18H10]2- model, preserves structural features of the full system, [(SiO4)MnIII2(OH)2W10O32]4-. However, the small model distorts the charge distribution at the "active site" of the system and should be used with caution. The same computational approach was employed to elucidate the structure of the di-Fe-substituted gamma-Keggin POM. The structure of the acidic (tetra-protonated form) of lacunary POM, gamma-[(SiO4)W10O32H4]4-, was shown to be gamma-[(SiO4)W10O28(OH)4]4- with four terminal hydroxo ligands, rather than gamma-[(SiO4)W10O30(H2O)2]4- with two aqua and two oxo(terminal) ligands as reported by Mizuno and co-workers (Science 2003, 300, 964). The observed and calculated asymmetry in the W-O(terminal) bond distances of gamma-[(SiO4)W10O32H4]4- is explained in terms of the existence of O1H1...O2H2 and O4H4...O3H3 hydrogen-bonding patterns in the gamma-[(SiO4)W10O28(OH)4]4- structure.