碳化钨负载S_2O_8^(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂上的正戊烷反应研究

首次研究了碳化钨负载S2 O2 -8 ZrO2 (PSZ)固体超强酸催化剂 (WC PSZ)上正戊烷的反应情况及影响催化剂活性的各种因素 ,并用GC MS ,XRD ,BET等手段分析了正戊烷反应产物和催化剂的物理化学性质等 .结果表明 :WC PSZ对正戊烷具有异构化和裂解的双重催化作用 .PSZ在负载适量碳化钨后对正戊烷反应的活性和选择性显著提高 ,显示出优于Pt PSZ催化剂的效果 ,碳化钨的负载量为 2 0 %的效果最佳 .适当的焙烧。

S_2O_8^(2-)和SO_4^(2-)促进ZrO_2固体超强酸正戊烷反应性能差异的研究

考察了常温下 S2 O2 - 8 促进 Zr O2 ( PSZ)固体超强酸催化剂上正戊烷的反应性能 ,并与 SO2 - 4 促进 Zr O2( SZ)反应相比较 ,观察到 PSZ和 SZ对正戊烷都具有异构化和裂解的双重作用 ,主要产物分别为异戊烷和异丁烷 .正戊烷的异构化转化率和表观反应速率常数主要取决于样品的焙烧温度 .但对于正戊烷异构化反应 ,PSZ的最佳焙烧温度为 5 5 0℃ ,比 SZ的低 5 0℃ .在各自的最佳焙烧温度下反应 1 h后 ,前者的异戊烷生成率为后者的 1 .3倍 .通过 S含量和比表面积测定以及用 XRD和 FTIR等手段分析了 PSZ的物理化学特性 .从原位 FTIR谱图发现 ,PSZ( 5 5 0℃ )表面 S— O键的红外吸收明显比 SZ( 6 0 0℃ )的强 ;通过吡啶红外手段发现 PSZ( 5 5 0℃ )吡啶离子吸收峰的红移大于 SZ( 6 0 0℃ ) ,表明前者的 Lewis酸强于后者 .

废弃烟草中茄尼醇和烟碱的提取

从废弃烟草中提取得到茄尼醇浸膏和烟碱提取液,茄尼醇浸膏皂化后用柱色谱方法,可得纯度95.7%的茄尼醇,收率80%。烟碱提取液,以正己烷作为萃取剂,可直接提取得到纯度98.9%的烟碱,收率75%。二者结构由IR、UV和MS确证。

二氧化硫与大气颗粒物的复相反应研究

利用原位FTIR,XPS等手段研究了SO2与大气颗粒物及部分氧化物的复相反应,确认了表面反应产物,讨论了复相反应历程和表面反应机理.结果表明,SO2在大气颗粒物和氧化物表面发生吸收和氧化反应,表面产物为SO32-和SO42-.表面酸碱性是不同氧化物对SO2吸收和氧化能力有较大差异的主要原因,本实验条件下氧化物和大气颗粒物样品复相反应能力顺序为:Al2O3＞CaO>>SiO2,Fe2O3,大气颗粒物样品.

碳化钨负载的S_2O_8^(2-)/ZrO_2催化剂的表征与催化活性研究

研究了负载碳化钨对S2O2-8/ZrO2(PSZ)固体超强酸催化剂(WC/PSZ)上正戊烷异构化反应性能的影响,并用BET、XRD和XPS等手段对催化剂进行了表征.结果表明,PSZ在负载适量碳化钨后对正戊烷反应的活性和选择性显著提高,显示出优于Pt/PSZ等催化剂的效果,并且负载高比表面积的WC具有更高的催化活性.WC在高温焙烧后绝大部分被氧化为WO3,经H2活化后又被还原为W25O73为主的氧化钨,并且可能会形成一种氧化碳化物(WCxOy)产物.

沙尘暴颗粒物表面的元素存在形态和组成

对北京沙尘暴期间和北京及沙尘暴源区内蒙古多伦地区常日气溶胶颗粒物进行了x射线光电子能谱(XPS)表面元素化学形态表征．颗粒物表面铁主要以氧化物、硫酸盐、硅酸盐、FeOOH的形式存在，还有部分附着、粘附在SiO2，Al2O3颗粒上．颗粒物表面的硫主要以硫酸盐存在．Al，Si主要以Al2O3，SiO2的形态存在．最重要的发现是在沙尘暴高峰过后的当天夜里和第二天，颗粒物表面以二价铁形式存在的FeS和FeSO4高达44．3％和45．6％，而以三价铁形式存在的Fe2(SO4)3由沙尘暴高峰期间的67．1％降为49．5％和48．0％．S和Fe在颗粒物表面都相对富集．沙尘暴颗粒物整体样品中的Fe(Ⅱ)占总铁的13％—53％．这些数据提供了气溶胶长距离传输中铁—硫耦合机制的重要证据，进一步证实了沙尘暴对全球环境变化可能的重要影响。

羰基硫的光氧化反应研究

以熔凝紫外灯作为光源,利用FT IR、怀特池、GC MS、XPS等技术考察了COS与O2混合体系中COS的光氧化反应情况.结果表明,在紫外光照射下,COS能迅速光氧化分解,主要产物有CO2和SO2,光化学反应产生的部分SO2进一步氧化,以SO42-的形式大量存在.COS在紫外光光照下的光氧化反应遵循一级反应动力学规律,反应表观速率常数达10-4～10-3s-1.O2的分压对COS光氧化速率有影响,随着氧量的增加,COS光氧化速率的增长逐渐趋于平缓.这为在光的作用下,大气中COS通过光化学反应形成SO2,形成硫酸盐气溶胶提供了实验依据.

S_2O_8^(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂上的正戊烷反应性能研究

考察了焙烧温度、活化温度等因素对S2 O2 -8/ZrO2 (PSZ)固体超强酸常温下催化正戊烷反应性能的影响 ,利用色谱 质谱 (GC MS)、傅里叶红外 (FT IR)、原位X 射线粉末衍射 (XRD)、比表面测定 (BET)、含硫量分析等手段研究了正戊烷反应产物、催化剂晶型变化及表面酸位类型等 .结果表明 ,焙烧温度和活化温度是影响催化反应活性的关键 .焙烧温度在 72 3～ 973K制备的PSZ固体超强酸催化剂 ,30 8K下对正戊烷均具有催化反应活性 ,82 3K焙烧样品活性最佳 ;对于最佳焙烧温度样品 ,活化温度在 373 6 73K之间 ,均具有较高的反应活性 ,活化温度为 5 2 3K时活性最佳 .异构化表观活化能为 4 1.7kJ/mol.整个反应大致可以分为 3个阶段 :反应初期 ,产物均为异戊烷 ,表明发生的是异构化反应 ;反应中期 ,异构化反应速率减低 ,产物中出现异丁烷 ,表明异构化反应和裂解反应同时发生 ;反应后期 ,异构化产物明显减少 ,异丁烷和己烷异构体明显增加 ,表明裂解反应已经取代异构化反应 ,成为反应的主流 .适宜的焙烧温度使ZrO2 晶化是形成超强酸的必要条件 ;合适的活化温度影响酸位类型 ,5 2 3K下活化的样品主要为强Br nsted酸位 ,同时有少量的强Lewis酸位存在 .

羰基硫与气溶胶典型组分的复相反应机制

羰基硫(COS)是大气中含硫气体之一,它可以通过大气化学反应形成硫酸盐气溶胶,影响大气辐射平衡,导致全球气候变化.COS在大气中可通过与OH·自由基、活性氧原子等均相反应过程发生化学转化,但其与大气颗粒物的复相反应的研究甚少.考察了COS与大气颗粒物中较常见的氧化物成分Al2O3,CaO,SiO2,Fe2O3和MnO2等发生复相转化的能力,利用原位傅里叶红外光谱(insituFTIR),X射线光电子光谱(XPS),比表面积分析等手段确定了COS的转化产物,讨论了反应的动力学过程和转化途径.结果表明,常温下COS能与多种氧化物反应,产物为CO2,单质S以及24SO-.各种氧化物对COS催化反应能力有较大差异,Al2O3表现出很强的催化活性,Fe2O3次之,CaO反应微弱,SiO2和MnO2则无明显反应活性.氧化物表面的吸附氧和羟基是COS转化的主要反应中心.体系中氧气过量时,Al2O3催化COS遵循准一级反应动力学规律,其酸碱性对催化活性影响很大,COS在碱性、中性和酸性Al2O3上的表观反应速率常数分别为1.5110-4,9.8110-5和3.0610-6s-1.

TiO_2薄膜光催化氧化降解苯的研究

用溶胶 凝胶法制备出薄膜型TiO2催化剂,利用XRD,Raman,SEM和UV Vis等手段对催化剂进行表征,并考察了光催化降解苯的活性和降解主要产物CO,CO2的生成速率.结果表明,制得的薄膜型TiO2颗粒均匀致密,平均粒径为30～40nm,550℃焙烧后全部晶化为锐钛矿晶型.苯的降解反应表明TiO2膜的厚度对催化剂活性有显著影响,薄膜的最佳厚度为480nm,在180min时苯降解率达91.5%,CO和CO2的生成反应属于表观零级反应.同时还对反应动力学及反应机理作了初步探索.