氢氧化钠分子结构原位漫反射一维及二维漫反射中红外光谱研究

通过原位一维漫反射中红外(MIR)光谱开展了氢氧化钠分子结构研究。实验发现,氢氧化钠分子结构主要红外吸收模式包括OH基团伸缩振动模式(νOH-NaOH-_(一维))和OH基团面内摇摆振动模式(ρOH-NaOH-_(一维))。进一步开展了氢氧化钠分子结构的原位二维漫反射MIR光谱研究。采用原位漫反射一维及二维漫反射MIR光谱开展氢氧化钠结构研究,对氯碱工业具有重要意义。

天然红宝石结构的原位漫反射中红外光谱研究

利用原位漫反射中红外光谱研究天然红宝石的结构,发现红宝石结构的红外吸收模式主要包括:α-Al_(2)O_(3)分子中O^(2-)对静止Al^(3+)位移对应的红外吸收模式(ν_(α-Al_(2)O_(3)-O-Al))、Cr_(2)O_(3)分子中O^(2−)对静止Cr^(3+)位移对应的红外吸收模式(ν_(Cr_(2)O_(3)-O-Cr))、Fe_(2)O_(3)分子中O_(2)−对静止Fe3+位移对应的红外吸收模式(ν_(Fe_(2)O_(3)-O-Fe))、α-Al_(2)O_(3)分子中Al^(3+)之间位移对应的红外吸收模式(ν_(α-Al_(2)O_(3)-Al-Al))及锌尖晶石特征红外吸收模式(νZnAl_(2)O4);红宝石的主要结构包括:α-Al_(2)O_(3)、Cr_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)及少量共生锌尖晶石。采用原位漫反射中红外光谱,研究小颗粒红宝石类矿物结构具有重要的应用价值。

原位漫反射中红外光谱在氢氧化钠杂质分析的应用

对原位漫反射中红外光谱开展了氢氧化钠杂质研究。实验发现:氢氧化钠杂质主要包括:少量碳酸钠和水。碳酸钠分子主要的红外吸收模式包括:C=O基团伸缩振动模式(νC=O-Na_(2)CO_(3))和CO_(3)基团面内弯曲振动模式(βCO_(3)-Na_(2)CO_(3))的合频峰(νC=O-Na_(2)CO_(3)+βCO_(3)-Na_(2)CO_(3));C=O基团伸缩振动模式(νC=O-Na_(2)CO_(3));CO_(3)基团不对称伸缩振动模式(νasCO_(3)-Na_(2)CO_(3));CO_(3)基团对称伸缩振动模式(νsCO_(3)-Na_(2)CO_(3));CO_(3)基团面外弯曲振动模式(rCO_(3)-Na_(2)CO_(3))及CO_(3)基团面内弯曲振动模式(βCO_(3)-Na_(2)CO_(3));水分子主要的红外吸收模式包括:OH基团伸缩振动模式(νOH-H_(2)O)。原位漫反射中红外光谱在氢氧化钠杂质分析领域,具有重要的应用研究价值。

泥质烃源岩中蒙皂石与有机质的水桥结合作用——来自原位漫反射红外光谱的证据

对济阳坳陷东营凹陷古近系渐新统沙河街组粘土矿物含量较高的烃源岩粉碎后,提取粒径小于2μm的粘土组分,运用原位漫反射红外光谱技术研究有机质与蒙皂石结合作用机制。当升温至250℃以上时,谱图显示水与羧基振动峰位置发生同步性对应变化,在400℃附近两峰同时消失。将每50℃间水和羧基振动峰面积的差值量作对比发现,在250℃以上温度段面积损失量具有明显的相关性。X-射线衍射结果显示,蒙皂石层间由于物质柱撑作用,d001衍射峰直到450℃才收缩至1.0 nm,表明含羧基有机分子主要通过氢键与蒙皂石层间水合阳离子相互作用,层间水分子作为"桥梁"将有机质和蒙皂石联结起来。由于"水桥"的联结作用,"水桥"水分子的脱附温度和所联结羧酸分子的分解温度均明显升高,在较高温度下水桥断裂,二者才从蒙皂石层间一同排出。泥质烃源岩中有机质-粘土相互作用机制——水桥机理及其排水滞后性特征,对源岩的生烃、排烃和油气的初次运移具有十分重要的影响。

原位漫反射傅里叶变换红外光谱研究锰铁基催化剂上低温选择性催化还原反应机理(英文)

采用自蔓延燃烧法制备了Ti0.9Mn0.05Fe0.05O2-δ催化剂,运用原位漫反射傅里叶变换红外光谱对该催化剂的NO和NH3稳态吸附以及NO和NH3瞬态反应进行了详细地分析与讨论.结果表明,相比于Lewis酸性位,150 oC时Brnsted酸性位吸附的NH3更具有SCR活性;与双齿硝酸盐和桥式硝酸盐相比,NO吸附产生的单齿硝酸盐是主要的中间物种;该SCR反应遵循Eley-Rideal和Langmuir-Hinshelwood机理,但以后者为主.另外,O2的存在有利于NO的氧化和配位态NH3的活化.

原位漫反射红外光谱研究NO和NH_3在CuO/γ-Al_2O_3催化剂上的吸附行为

利用原位漫反射红外光谱法在线研究NH3和NO在CuO/γ-Al2O3催化剂表面吸附和氧化的反应过程。NH3不仅能被吸附在L酸位,也能被吸附在B酸位。NH3氧化脱氢形成NH2物种是反应的中间步骤。NO和NO2以多种形态吸附在催化剂表面。O2存在条件下有利于吸附的NO物种被氧化成高价的NO2。暂态实验中,吸附NH3饱和的催化剂载体通入NO和O2后,共价吸附的NH3首先消失,而NH+4没有参加反应。吸附NO饱和的催化剂载体通入NH3和O2后,吸附态NO特征峰基本没有变化。选择性催化还原反应发生在吸附态NH3和气态NO之间,吸附态的NO及其氧化生成的亚硝基和硝基物种不参与SCR反应。

褐煤中水分的原位漫反射红外光谱研究

采用漫反射红外光谱 ( DRIFT)法 ,以 1 4 0℃时褐煤的单光束图为背景研究了两种褐煤中的水分 .结果表明 ,褐煤中水分的含量与光谱图相应区域的积分面积呈线性关系 ;在计算煤中水分形成的氢键键能的基础上 ,讨论了水分与煤表面间的氢键相互作用 ;根据 DRIFT谱 ,将煤中的水分分为游离态的水与以弱氢键与煤表面结合的水和与煤形成强氢键的水 .低于 80℃时主要脱除前者 ,而高于 80℃则主要脱除后者 .

原位漫反射红外光谱中采用新的实验手段研究煤岩显微组分中的氢键

首次提出采用小瓷片反应器 ,结合增大载气流量的方法进行产生挥发组分固体的原位漫反射红外光谱实验 ,研究了两种煤的镜质组和丝质组中的氢键分布及热稳定性 .两种显微组分间氢键分布的规律相似 ;镜质组中 SH—N、羧酸二聚体和自缔合羟基等的热稳定性比丝质组中的高 .但对 OH— N、羟基四聚体和OH— OR2 的热稳定性随煤岩组分的变化无明显规律 ;随着温度的升高 ,OH-π含量先升高后降低 ,于 3 5 0～3 80℃达最大值 ,其中镜质组 OH-π的含量增加较快 .

原位漫反射新方法研究煤中氢键的分解动力学(英文)

采用一种新的原位漫反射红外技术研究了干燥脱灰褐煤中氢键的分解动力学,同时介绍并应用了一种防止高温下挥发分冷凝的原位漫反射红外实验方法。基于两条假设,当煤加热至560℃时,单一反应模型可以用于除OH-π键以外氢键分解动力学参数的求解。结果表明,煤中羧酸二聚体、OH-N和SH-N三种氢键的分解动力学遵循二级反应;OH-OR2,紧密结合的羟基四聚体和自缔合的羟基多聚体则遵循一级反应。计算所得的几种氢键分解活化能与文献中采用其他方法所得结果基本一致。在所考察的六种氢键中,羧酸二聚体、OH-N、SH-N和紧密结合的羟基四聚体的分解可以分为两个阶段（230℃~380℃和380℃~500℃）,而OH-OR2和自缔合的羟基多聚体的分解可以按照一段来处理。另外,通过比较自缔合的羟基多聚体的分解活化能和文献中的氢键键能,获得了其分解机理。

原位漫反射FTIR研究Fe改性的Cu-Mn/ZrO_2催化剂上CO的吸附行为

利用原位漫反射傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,研究了Fe改性的Cu-Mn/ZrO_2催化剂的CO吸附行为。通过测定单组元及其不同组合催化剂的CO吸附以及催化剂的CO-TPD-IR特征、不同温度CO吸附的红外光谱,研究了Fe助剂对催化剂上CO吸附行为的影响,发现Fe通过提高铜的分散度,改变铜的化学环境,影响催化剂上CO线式吸附的特征,而且形成CO桥式吸附中心,从而提供了低碳醇合成的催化剂表面,并探讨了催化剂上CO吸附形式变化的规律。

原位漫反射红外光谱技术用于气固催化反应机理的研究

漫反射傅立叶变换红外光谱技术是一种对固体粉末样品进行直接测量的光谱方法,是近年来发展起来的一项较理想的原位表征技术。原位漫反射红外技术由于可直接对催化剂表面的吸附态物种给出红外信号,可方便地跟踪鉴定反应中间态和产物,从而为催化反应体系反应机理的考察给出直接的证据。本文对于原位漫反射红外技术用于低温水煤气变换反应和水气逆变换反应、醇类的水蒸气重整、含CO2的合成气制取甲醇、低碳烃制合成气、CO催化氧化以及其他烃类和含氧化合物的氧化等方面进行了综述,认为该技术可很好地剖析气固相催化反应机理。

原位漫反射红外光谱法研究SO_2对Ag/Al_2O_3选择性催化丙烯还原NO_x反应的影响

以Ag/Al2O3为催化剂,采用原位漫反射傅里叶变换红外光谱法研究了SO2对C3H6选择性还原NOx反应的影响.结果表明,SO2在催化剂表面转化为硫酸盐,并且随着硫酸盐累积量的增加,其主要红外特征吸收峰由低波数向高波数漂移.高浓度表面硫酸盐的存在不仅抑制了催化剂表面硝酸盐的生成,而且抑制了硝酸盐与表面烯醇式物种(RCH=CH-O-)或乙酸盐物种进一步反应,生成活泼的反应中间体异氰酸酯(-NCO),这是导致Ag/Al2O3催化剂上C3H6选择性还原NOx活性降低的主要原因.

温和条件下甲醛在Pt/TiO_2上催化氧化反应的原位漫反射红外光谱研究

采用原位漫反射红外光谱研究了温和条件下1%Pt/TiO2催化剂上甲醛的吸附和氧化反应,并对催化剂的失活进行了分析.结果表明,Pt/TiO2催化剂在室温条件下即可将甲醛氧化成H2O和CO2,100oC以下甲酸根的分解为决速步骤,低温下催化剂失活是由于表面未能及时分解的甲酸根占据了催化剂的活性位,升温至100oC即可将甲酸根完全分解并恢复催化剂的活性.

应用原位漫反射红外-质谱技术研究CuO／Al2O3催化剂表面酸性及其反应性能

应用原位漫反射红外-质谱联用、程序升温和暂态响应技术研究了CuO/Al2O3催化剂表面酸性及其反应性能.实验结果表明,CuO/Al2O3催化剂表面呈Lewis酸性,硫化不仅可增强CuO/Al2O3催化剂的Lewis酸性,而且可产生新的Brφnsted酸性位;吸附于Lewis酸性位的NH3具有选择性催化还原(SCR)活性.而在硫化样Cu8(400S)中Lewis和Brφnsted酸性位同时存在的情况下,吸附于Lewis和Brφnsted酸性位的氨均具有SCR活性,且后者较前者弱;CuO/Al2O3催化剂上的SCR反应遵循Eley-Rideal机理,即SCR反应发生于吸附态NH3与气相NO之间.

原位漫反射红外光谱研究SAPO-34分子筛的吸附性能

采用漫反射红外光谱原位考察了 2 98～ 773K范围H2 O ,NH3 和NO在SAPO 34分子筛上的吸附行为。结果表明 ,SAPO 34对水的吸附是可逆的 ,对NH3 和NO的吸附则是不可逆的。吸附水在 6 2 3K完全脱附 ,脱水后的分子筛在 36 2 5～ 36 0 0cm-1出现表征桥式羟基 (Si OH Al)的特征峰。发现SAPO 34对NH3 和NO均有良好的吸附 催化活性。吸附NH3 后 ,桥式羟基消失 ,位于 3135 ,30 32和 1399cm-1处在 42 3K时出现三个吸收峰 ,在 6 73K达最大 ,且峰高分别是SAPO 34骨架峰高的 3 9,1 7和 6 7倍 ;吸附NO后 ,在室温下位于 136 4cm-1也观测到一强而尖锐的峰 ,其强度与骨架峰强度相当。对这些峰进行归属表明 ,吸附NH3 和NO后产生了新的物种NO-3 。

Ni2P/介孔分子筛催化剂的原位漫反射红外光谱研究

以介孔分子筛MCM-41,MCM-48,SBA-15,SBA-16为载体,硝酸镍为镍源,磷酸氢二铵为磷源,通过浸渍法制备了含有磷化镍前体的介孔分子筛样品,然后在氢气气氛中进行程序升温还原,得到了磷化镍/介孔分子筛催化剂。采用原位漫反射红外光谱法,用CO作为探针分子,对样品的吸附特征进行了研究。结果表明,在介孔分子筛表面CO存在着较弱的物理吸附。在Ni2P/MCM-41催化剂样品表面有四种CO的吸附态:(1)在2055cm-1处形成的Ni(CO)4物种的吸附,(2)在2091cm-1处的配位不饱和Niδ+(0<δ<1)物种上的吸附,(3)在2127cm-1处的Ni+物种上的吸附,(4)在2198～2202cm-1范围内的P物种上的吸附。在Ni2P/MCM-48,Ni2P/SBA-15,Ni2P/SBA-16催化剂样品表面有二种CO的吸附态:在2051～2055cm-1处的Ni(CO)4吸附和在2093～2096cm-1处的配位不饱和Niδ+(0<δ<1)物种上的吸附。

原位漫反射红外光谱研究CO、CO_2在Rh-Mn-Li/SiO_2催化剂上的化学吸附

在温度25-300℃和压力0.1-3.0 MPa范围内,利用原位漫反射红外光谱法研究了CO和CO2在Rh-Mn-Li/SiO2催化剂上的化学吸附。在0.1 MPa和25℃时CO在该催化剂上存在线式、孪生和桥式吸附,以桥式吸附为主,3种吸附均能快速达到吸附平衡。压力保持0.1 MPa,温度由25℃升至300℃时,线式比桥式先脱附,至265℃时,3种吸附基本脱附完全;当温度维持205℃不变而压力逐步由0.1升至3.0 MPa时,线式吸附增量较少,桥式吸附增量较多;CO2在0.1 MPa,25℃时就能发生快速的解离吸附,即CO2→CO＋O,其吸附行为表现为CO的线式吸附,但吸附峰与纯CO吸附时不同;当温度稳定在25℃而压力逐步升至2.5 MPa时,不仅CO2吸附量增大,而且其2052 cm^-1吸附峰有向高波数移动的趋势。

原位漫反射红外光谱考察SAPO-34分子筛骨架

原位漫反射红外光谱是一新的原位表征技术 ,该方法用于表征磷酸硅铝分子筛SAPO_34的骨架 .结果表明 :SAPO_34在高温时骨架有一定程度的“变形” ,这种“变形”是可逆的 ,在温度降至室温时又恢复正常 ,并且SAPO_34有很高的湿热稳定性 .同时探讨了表征中的方法问题 .

原位漫反射红外光谱研究NO在Ag/SAPO-34催化剂上的选择性催化还原

原位漫反射红外光谱研究NO在Ag/SAPO 34催化剂上的选择性催化还原过程。考察了以丙烯为还原剂 ,在富氧及 573～ 773K温度条件下的反应。通过比较初始混合气中加氧或不加氧时反应的原位光谱 ,探讨了氧在NO还原过程中的作用。结果表明 ,氧能充分促进丙稀活化以及增加NOx 吸附态含量 ,并且氧的存在是有效产生有机 氮氧化物 (R NO2 ,R ONO)不可缺少的条件。基于光谱实验 ,认为反应机理为 :NO ,丙烯和氧反应 ,在Ag/SAPO 34催化剂上生成吸附的有机 氮氧化物 ,再由这些吸附物种分解成N2 ,催化还原的关键是形成有机 氮氧化物中间体。

原位漫反射红外光谱研究氮氧化物在Ag-ZSM-5催化剂上的吸附态及选择性催化还原反应机理

利用原位分析方法对催化剂表面吸附态进行动态表征 ,对了解催化反应机理具有重要的意义。漫反射红外光谱是一种理想的原位方法 ,应用该方法在 2 98～ 773K范围原位考察了以丙烯为还原剂 ,NO在Ag ZSM 5催化剂上的吸附态及选择性催化还原过程。认为NO的选择性催化还原符合直接作用机理 ,还原的关键是形成有机 氮氧化物 (R NO2 或R ONO)中间体。O2 的作用是使C3H6 充分活化 ,并是有效产生有机