ZSM-5上甲醇制烯烃反应中低碳烯烃的成因

考察和比较了573—823K范围内HZSM-5上甲醇、C2—C12直链烯烃（除C7=为庚烯-2外,其它均为α-烯烃）,以及C6—C12正构烷烃的转化产物分布,用TPSR技术追踪了甲醇转化反应的历程。结果表明甲醇转化过程中较长链烯烃（或其前体）的裂解对最终产物分布有很大影响。高于723K时,低碳烯烃,特别是乙烯,主要源于这些较长链烯烃的次级裂解。且温度愈高,愈有利于生成乙烯。甲烷含量在623K附近有一极大值。证实甲烷为甲醇转化的第一个烃类产物,极化了的表面（+）CH3是产生初始C-C键的活性中间物种。讨论了甲醇转化的机理。

ZrO_2酸碱性质的TPD表征Ⅰ.单组分吸附研究

以NH3、吡啶、Et3N、CO2和苯酚为探针，用TPD－MS方法对ZrO2催化剂的酸碱性质进行了表征．ZrO2上碱性探针（NH3、吡啶和Et3N）的脱附温度远低于在强酸性SiO2－Al2O3上；而酸性探针CO2的脱附温度远低于在强碱性MgO上的结果．为ZrO2的弱酸弱碱性质提供了证明．NH3吸附IR结果表明ZrO2表面配位不饱合Zr4＋为酸（Lewis酸）中心．NH3、吡啶和Et3N与这些酸中心作用的方式和能量分布相似．NH3和CO2的TPD谱图均存在三个脱附峰，且相应脱附峰的温度范围相近．表明ZrO2的酸中心和碱中心具有匹配相当的酸、碱强度，ZrO2为典型的酸－碱双功能催化剂，在苯酚的TPD过程中，ZrO2的特征表现为对苯酚的强吸附和对苯酚分解的高活性．文中结合IR结果，对与NH3和CO2的脱附相联系的表面吸附物种分别进行了讨论．

ZrO_2表面 B_2O_3的分散及其作用状态

用 XPS、 FT- IR和 FT- Raman等技术研究了 ZrO2表面 B2O3的分散及其作用状态，测定了 B2O3在 ZrO2表面的分散阈值 .结果表明： B2O3在 ZrO2表面可以三配位 BO3和四配位 BO4结构单元存在；载体 ZrO2的预焙烧温度和硼含量对 B2O3的分散及作用状态有较大影响，并改变 BO3与 BO4结构单元之间的比例 .实验测得 B2O3在 ZrO2载体上的单层分散阈值为 0.05 gB2O3/gZrO2（或 B2O3的质量分数 w=4.76％），处在此单层中的硼原子以 BO4为结构单元直接与 ZrO2表面相作用 .只有当 B2O3的负载量超过此（单层）分散阈值时， BO3结构单元才会形成 .

ZrO_2酸碱性质的TPD表征Ⅱ.NH_3和CO_2共吸附研究

用NH3和CO2双组分并吸附TPD－MS和IR技术对ZrO2催化剂表面酸中心和碱中心的相互关系进行了表征·先吸附NH3（或CO2）对在其后吸附的CO2（或NH3）不仅无阻碍，反而导致后吸附CO2（或NH3）在最高程脱峰温区（＞510K）的脱附量增加．这种双组分并吸附效应在IR谱图上表现为NH3共吸附诱发生成了一种新的CO2吸附态，即在碱中心上形成单齿碳酸根物种．同时CO2共吸附又强化NH3与Zr4＋（Lewis酸中心）的配位键合．这表明ZrO2表面存在相互邻接的酸中心和碱中心，它们通过表面键诱导极化而令酸－碱相互作用加强．这类双组分共吸附效应可归结为表面键诱导酸－碱相互作用．

氧化物－NaZSM－5催化剂的研究 Ⅱ．ZnO－NaZSM－5的催化性能

研究了不同ＺｎＯ负载量的ＺｎＯ－ＮａＺＳＭ－５催化剂对甲醇、乙醇和王丙胺转化反应的催化行为．与ＮａＺＳＭ－５和ＺｎＯ相比，ＺｎＯ－ＮａＺＳＭ－５系列催化剂具有更高的催化活性和独特的产物选择性．ＺｎＯ高度分散的样品在甲醇、乙醇和正丙胺转化反应中表现出更有效的酸－碱双功能催化作用．还讨论了酸－碱对中心Ｚｎ－Ｏ在这些催化反应中的作用．

ZrO_2酸碱性质的TPD表征──Ⅲ.苯酚和CO_2或NH_3共吸附

用TPD－MS技术对ZrO2上PhOH和CO2或NH3双组分共吸附效应进行了研究．当有CO2或NH3预先吸附时，PhOH的吸附状态和脱附温度并不发生改变．PhOH一方面可以取代与表面酸－碱对中心有关的强吸附CO2或NH3物种而吸附，另一方面表面剩余的CO2或NH3吸附物种又能通过表面键诱导极化使一些“潜在的酸碱中心”得到活化，组成能够吸附PhOH的酸－碱对中心．后一种作用可导致PhOH吸附量增加一倍，表明ZrO2表面具有很高的可极化度．

Rh/NaY催化剂上合成气选择一步生成乙酸

在合成气（ＣＯ＋Ｈ２）催化转化反应中，含适当助剂（如Ｍｎ、Ｆｅ、Ｖ等）的负载型Ｒｈ催化剂能够有选择地催化生成Ｃ２含氧化合物，某些氧化物载体本身也会成为Ｒｈ催化剂的助剂［１～３］．在最大程度排除助剂作用的条件下，以中性弱相互作用的ＳｉＯ２为载体可得到甲...

沸石分子筛组装半导体纳米化学

综合介绍了沸石分子筛组装纳米材料的概念设计原理。着重从制备化学角度总结和分析了合成和构筑沸石分子筛组装半导体纳米材料的化学因素。给出了这一研究方向上的一些代表性成果。

ZrO_2催化剂上吸附甲酸的TPD和IR研究

众多的研究表明甲酸在氧化物催化剂上的吸附分解与催化剂的表面酸碱性质有关。研究吸附相甲酸物种的变化表明甲酸分解反应的选择性除受温度影响外,还与甲酸的表面覆盖度有关。Z_rO_2表现为较典型的弱酸弱碱双功能性催化剂。最近我们的研究表明Z_rO_2表面存在表面键诱导酸-碱相互作用,它的酸-碱双功能催化作用在烷基胺分解转化为腈的反应中得到了较好地体现。本文报导Z_rO_2催化剂上吸附甲酸的程序升温脱附(TPD)和红外光谱(IR)研究结果。

CO_2重整CH_4纳米ZrO_2负载Ni催化剂的研究(Ⅰ)——与常规载体上Ni催化剂的比较

在 Ni负载量相近 (约 5 % )时 ,比较了由超临界干燥得到的纳米 Zr O2 -AS为载体制备的 Ni/Zr O2 -AS与几种常规载体 (γ-Al2 O3,Ti O2 ,Si O2 和 Zr O2 -CP)负载的 Ni催化剂对 CO2 重整 CH4制合成气反应的催化性能 .研究结果表明 ,γ-Al2 O3,Ti O2 ,Si O2 和 Zr O2 -CP负载 Ni催化剂表现出明显的失活过程 ,而 Ni/Zr O2 -AS催化剂在反应 2 0 0 h后活性未下降 .“纯 Zr O2 -AS”载体本身不仅能催化生成合成气的反应 ,而且活性稳定 .TPO测定结果表明 ,负载在这种活性 Zr O2 -AS载体上的

CO_2重整CH_4纳米ZrO_2负载Ni催化剂的研究(Ⅱ)──催化剂组成与反应条件对催化剂性能的影响

研究了粒径为 1 5～ 1 8nm的纳米 Zr O2 -AS负载 Ni催化剂对 CO2 重整 CH4制合成气的催化性能 ,结果表明 ,Ni/Zr O2 -AS催化剂对重整反应的超常稳定催化作用不受 Ni含量的影响 ,但当 Ni质量分数低于1 0 %时 ,催化剂活性随 Ni含量增加而显著上升 ,此后 ,CH4和 CO2 的转化逐渐接近其热力学平衡值 .高空速虽然降低了反应物的转化率 ,但可得到更高的时空产率 .各种表征数据揭示 ,Ni/Zr O2 在结构上有别于传统的负载型催化剂 ,可看成是由尺寸相当 ( 1 0～ 2 0 nm)的纳米金属 Ni和纳米 Zr O2 形成的纳米复合物催化剂 .

Au掺杂方式对锐钛矿TiO2光催化性能的影响

结合超临界乙醇干燥技术,采用沉积-沉淀(DP)和共沉淀(CP)法分别制备了具有单一锐钛矿晶相的Au/TiO2和Au(0.2%,原子分数)-TiO2光催化剂,通过XRD、BET、TEM、XPS和Raman手段表征样品中Au的掺杂形态,以光催化降解甲基橙为模型反应考察了样品的光催化活性.结果表明,DP法制备的Au/TiO2在110℃干燥处理后,表面存在的Au3+能有效地促进锐钛矿TiO2光催化性能,其一级反应速率常数比纯锐钛矿TiO2提高了3.2倍,比商用光催化剂Degussa-P25提高了4.1倍,而当Au3+被还原为Au0后光催化活性下降.用CP法制备的Au-TiO2并没有较大地提高锐钛矿TiO2光催化性能,在焙烧温度达到800℃时,Au向表面迁移聚集,造成锐钛矿TiO2晶格氧空位和缺陷位增加,使光催化活性下降.

Mo/ZrO_2催化剂上甲烷选择氧化制甲醛

制备了一系列甲烷选择氧化制甲醛的Mo/ZrO2 催化剂 .采用催化剂性能评价、BET比表面积测定、XRD、共焦显微激光拉曼光谱、H2 TPR和XPS等方法研究比较了不同Mo担载量催化剂的性能及其结构和性质 .实验结果表明 :Mo/ZrO2 催化剂具有催化选择氧化甲烷制甲醛的性能 ,且对甲醛有较高的选择性 .在所考察的范围内 ,随着催化剂Mo担载量的增加 ,甲烷的转化率增加 ,甲醛的选择性增加 ,甲醛的比活性增加 .随着反应温度的升高 ,甲烷的转化率增加 ,甲醛的选择性降低 ,甲醛比活性升高 .Mo/ZrO2 催化剂中主要含有ZrO2 和Zr(MoO4 ) 2 .催化剂的性能和性质与催化剂中Zr(MoO4 ) 2 的性质密切相关 .随着Mo担载量的增加 ,Zr(MoO4 ) 2 晶粒尺寸增大 ,并且其含量增加 ;ZrO2 晶粒尺寸基本不变 .Zr(MoO4 ) 2 晶粒尺寸增大和含量增加导致催化剂的比表面积降低 ,使甲烷选择氧化生成甲醛的钼氧物种增多 ,催化剂的还原温度升高和表面Mo的配位不饱和程度降低 .从而使得Mo含量较高的催化剂 (12 %Mo/ZrO2 )

一种新型制氢技术

介绍了一种新型制氢技术。它利用NaBH4 的催化水解反应 ,可在常温下生产高纯度氢气 。

PEMFC催化剂的研究:自制抗CO中毒Pt-Ru/C电催化剂的性质

用胶体法制备了抗CO中毒PEMFC阳极Pt Ru/C电催化剂 (标记为THYT 2 ) ,对比研究了THYT 2与JohnsonMatthey(JM)公司同类品牌Pt Ru/C催化剂的电化学及其它物理化学性能 .结果表明 ,THYT 2电催化剂在甲醇燃料电池和CO/H2(ΦCO=1× 10 -4)的氢氧燃料电池中的电催化行为与JM催化剂相当 ,但THYT 2在低浓度CO氢气燃料中的电池性能更好 .两种催化剂的其它物理化学性质具有类似性 :XPS分析结果表明THYT 2和JM催化剂中都有三种不同价态的Pt存在 :即金属态Pt(0 )、氧化态Pt(II)和Pt(IV) .HRTEM测试结果表明两种催化剂的粒径处在 2～ 3nm左右 ,这可能是它们拥有良好电化学性能的主要原因之一 .本文还对催化剂中Pt与Ru组分的分布和相互作用进行了讨论 ,提出了改进Pt

催化苯甲醇液相氧化反应的高效无定形氧化锰催化剂

研究了焙烧温度对无定形氧化锰的织构及其催化苯甲醇液相氧化反应性能的影响.结果表明,在焙烧温度不高于400℃的条件下,MnOx均保持无定形结构,进一步提高焙烧温度会促使无定形MnOx转变为晶相的OMS-2和Mn2O3.不同氧化锰催化剂的质量比活性随焙烧温度的升高而逐渐降低,无定形MnOx比晶相氧化锰(OMS-2,γ-MnO2和Mn2O3)具有更高的质量比活性,而110℃干燥的无定形氧化锰具有最高的活性.H2-程序升温还原研究表明,氧化锰的起始还原温度与其质量比活性之间存在线性逆变关系,表明氧化锰的还原性能是决定其催化活性的关键因素.

PEMFC催化剂的研究:自制Pt/C电催化剂的性质

研究了一种用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的自制Pt/C电催化剂(标记为THYT-1)的物理化学和电化学性质.将THYT-1电催化剂与E-TEK公司的同类电催化剂的组成、形态及电催化性能进行了比较.单电池测试结果显示,THYT-1的电催化性能优于E-TEK电催化剂.CV测试结果表明CO在这两种电催化剂上的电氧化性能相近;TEM分析表明两种催化剂上Pt晶粒在炭载体上呈均匀分布,平均粒径均为2～3nm;XPS和XRD测试结果表明两种催化剂中Pt主要以金属态存在.这些数据表明THYT-1催化剂的物理化学性质与E-TEK公司的相类似.

全氟磺酸树脂Nafion~ NR50溶液的制备

研究了全氟磺酸树脂 Nafion R○ NR5 0溶液的制备过程 .通过考察不同的溶剂体系 ,得到了 5种对Nafion R○ NR5 0具有良好溶解作用的溶剂体系 ,即 40 %～ 70 %水 +60 %～ 3 0 %乙醇、40 %～ 70 %水 +60 %～3 0 %正丙醇、1 0 %～ 70 %水 +90 %～ 3 0 %异丙醇、3 0 %～ 70 %水 +60 %～ 2 0 %正丙醇 +1 0 %甲醇和 1 0 %～70 %水 +80 %～ 2 0 %异丙醇 +1 0 %甲醇 .适宜的溶解温度为 2 3 0～ 2 5 0℃ ,溶解时间为 4h.在溶解的过程中 ,NR5 0催化醇发生异构化、醚化和脱水等反应 .甲醇起到促进 NR5

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 =4 2 0℃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 6 0 % ,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 .