原位傅里叶变换红外光谱研究Y型分子筛表面酸性对吸附有机分子的影响

采用吡啶原位吸附傅里叶变换红外(Py-FTIR)光谱对液相离子交换(LPIE)和固相离子交换(SSIE)法制备的CeY分子筛以及HY和NaY的酸性进行了测定.在原位条件下采用单探针分子噻吩、环己烯和苯对其在分子筛上的吸附过程进行了研究;以噻吩和环己烯、噻吩和苯组成的双探针分子对吸附过程中存在的竞争吸附、催化反应以及吸附机理进行了系统研究.结果表明,HY和L-CeY分子筛表面强Brnsted(B)酸性位可导致吸附在其表面的噻吩发生低聚反应以及吸附的环己烯产生二聚环己烯碳正离子.低聚的噻吩和吸附的环己烯在分子筛上发生强的化学吸附,进一步抑制和阻碍噻吩硫化物与分子筛吸附活性中心发生作用,从而降低了吸附剂的选择性以及吸附硫化物的能力.吸附剂表面Lewis(L)酸中心是吸附的主要活性中心,大量弱的L酸,有利于噻吩吸附.并且,S-CeY分子筛表面弱的L酸对吸附噻吩具有一定的选择性,它受到环己烯的影响较小,NaY吸附剂对噻吩、环己烯和苯选择性较差,它只与吸附质作用的先后有关.

原位傅里叶变换红外光谱跟踪等规聚丙烯在升温过程中的构象变化

The experimental data obtained from fast heating FTIR spectroscopy have confirmed that a conformational change occurs at about 135 ℃ for semicrystalline iPP. Based on the results of density and WAXD measurements, it can be inferred that the conformational change occurring at 135 ℃ comes from the disordering of helical sequences in non crystalline phase, which is further corroborated by the FTIR study on the chloride polypropylene.

利用原位傅里叶变换红外光谱诊断催化剂的特性和催化活性

本文利用基于原位傅里叶变换红外光谱的方法系统研究了C0304薄膜的晶体结构、热稳定性、氧化还原反应特性以及催化性能．采用化学气相沉积法于400-500℃下制备获得C0304薄膜．结构分析表明，两个峰值位于544（v1）和650cm^-1（v2）的红外谱带均来自C0304尖晶石的Co-O键伸缩振动．C0304的热稳定性极限可达到650℃以上．通过对v1和v2发射谱带的面积随温度变化进行积分确定了尖晶石结构的氧化还原特性．此外，Co3O4能在340℃以下实现二甲醚的完全氧化，且原位红外显示检测到的最终催化反应产物只有CO2~H2O．氧化还原结果表明，二甲醚在Co3O4表面的氧化反应为马尔斯，范克雷维伦机理型机制．

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DRIFTS在SCR过渡金属催化剂研究中的应用进展

概述了4类选择性催化还原(SCR)过渡金属催化剂的研发现状,归纳了原位漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS)在NH3和NO吸附转化过程研究中的应用进展,总结了SCR的反应机理及路径,并对原位DRIFTS在SCR研究中的应用前景进行了展望。指出,基于原位DRIFTS技术可遴选出影响催化剂SCR活性的要素,这些要素包括NH3和NO在催化剂上的吸附方式、物种间的活化转化、中间体及(副)产物的生消过程等,这对针对性合成具有特殊结构和形貌的高活性催化剂具有重要指导作用。

甲醇在γ-Al_2O_3,CeO_2及其负载Pd催化剂上吸附和分解的原位红外光谱研究

利用原位傅里叶变换红外光谱 (FTIR)技术对甲醇在γ Al2 O3,CeO2 以及Pd/Al2 O3,Pd/CeO2 催化剂上的吸附和分解行为进行了研究。综合考虑了载体和活性组分的作用 ,分析了甲醇在不同载体负载Pd催化剂上可能的分解途径。在Pd/CeO2 催化剂上 ,活性组分和载体对甲醇分解的过程表现出了一种协同效应。

加氢脱硫CoMo/Al_2O_3催化剂的原位FTIR表征

采用等体积浸渍法制备了Mo/γ-Al2O3和CoMo/γ-Al2O3硫化态催化剂,利用原位FTIR方法对催化剂吸附CO前后的结构进行了表征,分析了催化剂活性中心的变化规律。表征结果显示,Mo/γ-Al2O3催化剂中存在未改性的MoS2吸附相;CoMo/γ-Al2O3催化剂中由于加入了助剂Co,可使部分MoS2相转变为CoMoS相,且分散度较高;CoMoS相的形成可增加催化剂活性位的数量、提高催化剂的加氢脱硫(HDS)活性。当CoO含量为3.1%(w)时,CoMo/γ-Al2O3催化剂对4,6-二甲基二苯并噻吩的HDS活性最高,达到56%。

低温等离子体协同Ag/Al_2O_3选择性催化丙烯还原氮氧化物反应的原位红外光谱研究

研究了稀燃条件下低温等离子体(NTP)协同丙烯在Ag/Al2O3催化剂上选择性催化还原NOx反应,通过原位漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)对NTP协同前后反应气中NO和C3H6的吸附以及丙烯选择性催化还原反应进行了表征.结果表明,丙烯的活化是Ag/Al2O3上选择性催化还原反应的关键步骤.NTP活化反应气体后,Ag/Al2O3表面-NCO、R-NO2和有机酸根等物种的数量大幅度增加,并且其催化还原NOx的低温(<350℃)活性也显著提高.在NTP协同前后,选择性催化还原过程可能存在两条反应路径,较低温度下主要是-NCO生成N2,而较高温度下则是-CN向N2转化.

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.

水分对原位漫反射红外光谱表征的影响及其消除

用原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in-situ DRIFTS)研究挥发性有机化合物(VOCs)的催化氧化时,水分的存在严重影响了催化剂上其它物种峰的识别,并对催化反应有一定的抑制作用.文中比较了浓硫酸、无水CaC l2和无水CuSO4、硅胶及5A分子筛对物料中水分的脱除效果,并考察了抽真空对原位池中气相水分脱除的影响.结果发现:温度和所选干燥剂对物料中水分的脱除有很大影响,温度越高,水分影响的消除越容易;5A分子筛的脱水效果最佳,并对催化氧化反应有一定的改善,而其它几种的脱除效果均不理想;此外可通过抽真空的方法来消除或降低气相中水分的影响.

二氧化铈促进钴氧化物表面氧化一氧化碳的原位表征研究（英文）

CO氧化由其广泛的应用而成为催化领域中研究的重要反应,Co_3O_4催化剂具有价格低廉、催化活性高等优点而引起研究者的关注,其中,催化剂的结构、表面特性及反应机理等是研究的重点.催化剂的原位研究对观察相变过程,理解相应的表面化学反应和反应机理起着重要的作用.本文采用煅烧法制备了Ce O_2掺杂的Co_3O_4,并对其催化CO氧化反应性能进行了研究.通过扫描电镜、高分辨率透射电镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱对催化剂的微观结构和形态进行了表征.通过原位X射线衍射(原位XRD)和原位漫反射红外傅立叶变换光谱(原位DRIFTS)表征了Ce O_2掺杂Co_3O_4对CO氧化的效果.原位XRD测试是在氢气气氛中进行,借以评估催化剂的氧化还原特性.结果表明,由于Ce O_2的补氧能力,CeO_2掺杂可以提高Co^(2+)的还原能力,并促进了Co^(3+)-Co^(2+)-Co^(3+)循环.采用原位DRIFTS对CeO_2改性的Co_3O_4表面吸附的碳酸盐物种进行了探究.结果表明,吸附碳酸盐物种的CeO_2掺杂Co_3O_4催化剂的红外峰与纯Co_3O_4相比有所不同.CeO_2掺杂的Co_3O_4上吸附的碳酸盐物种较为活泼,其与催化剂表面的结合作用力比较弱,不会覆盖催化剂表面的活性位点,能有效抑制催化剂的失活.本文揭示了CeO_2掺杂Co_3O_4促进CO氧化的机理,为设计高效氧化CO的催化剂提供了理论支持.原位XRD的结果表明,由于CeO_2的补氧能力,引入CeO_2可以显著提高Co^(2+)的稳定性.换句话说,它可以通过降低Co^(2+)的氧化能力来提高Co^(2+)的还原能力,有利于促进Co^(3+)-Co^(2+)-Co^(3+)循环的稳定性,从而使Co^(2+)更容易转化为Co^(3+).原位DRIFTS表明,在某种程度上,吸附在CeO_2-Co_3O_4表面的碳酸盐物种呈游离态,与催化剂表面的结合作用力较弱.这种类型的碳酸盐更活泼,而且不会像那些强作用在催化剂表面的碳酸盐物种那样使表面钝化.CeO_2-Co_3O_4与Co_3O_4的表面吸附的碳酸盐物种的差异是由于引入的CeO_2对氧化钴表面进行修饰改性的结果.在高温和N_2气氛下进行预处理后,CeO_2表面变得光洁且形成了一些氧空位,其特殊的储氧能力通过弱吸附氧使其表面更加活泼.这些结果证实,经过CeO_2的修饰后,氧化钴表面更加活泼,且更适合CO氧化反应的发生.

利用原位红外光谱与微分电化学质谱联用技术研究在Pt以及PtRu电极上发生的甲醇氧化反应

利用电化学衰减全反射原位傅里叶变换红外光谱与微分电化学质谱联用技术，在流动电解池环境以及恒电位条件下研究了Pt电极和Pt电极通过表面电沉积Ru形成的PtRu电极（PtxRuy）上发生的甲醇氧化反应（反应电解质溶液为0.1 mol/L HClO4＋0.5 mol/L MeOH）. 在0.3-0.6 V（参比电极为可逆氢参比）实验用到的所有电极上，CO是唯一能从红外光谱观察到的与甲醇相关的表面吸附物；在Pt0.56Ru0.44电极上可以观察到CO吸附在Ru原子形成的岛上和CO线式吸附在Pt电极表面红外波段，而其他电极上只能观察到Pt表面上线式吸附的CO；甲醇氧化活性按Pt0.73Ru0.27〉Pt0.56Ru0.44〉Pt0.83Ru0.17〉Pt的顺序递减；在0.5V时，甲醇在Pt0.73Ru0.27电极上的氧化反应的CO2电流效率达到了50%.

丁基黄药在CuO表面吸附的二维连续在线原位ATR-FTIR光谱研究

运用连续在线原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术测定了纳米CuO表面对丁基黄药的吸附行为.在FTIR谱图中发现有峰的红移现象,吸收峰由1200 cm-1偏移到1193 cm-1,用超纯去离子水脱附,峰强度只有微小的变化,可判断丁基黄药在CuO表面发生了很强的化学吸附.通过对吸附行为进行二维(2D)红外光谱分析,分辨出吸附过程中光谱强度的变化顺序.二维异步相关光谱测定结果表明,1265 cm-1处振动吸收峰最先引起光谱强度的变化,1265 cm-1处吸收峰可归因为表面反应生成的双黄药和黄药分子聚集体的复合峰.根据1200 cm-1处黄药特征吸收峰强度的变化,进行吸附动力学模拟,得出CuO对丁基黄药的最大吸附量为529 mg·g-1,且吸附符合拟二级吸附动力学过程.

连续在线原位ATR-FTIR技术研究庚基黄药在ZnO和Cu(Ⅱ)活化ZnO表面的吸附行为

采用连续在线原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术研究庚基黄原酸盐(KHX)在合成高纯氧化锌和Cu(Ⅱ)活化氧化锌矿物表面的吸附和解吸动力学。研究结果表明,添加Cu(Ⅱ)能显著提高KHX在ZnO表面的吸附率,生成黄盐酸亚铜、双黄原和黄原酸盐聚集体。研究发现KHX在氧化锌和Cu(Ⅱ)活化氧化锌表面吸附符合拟一级动力学模型。由于OH^(-)和HX^(-)离子竞争,NaOH水溶液作为解吸剂可基本脱出氧化锌表面吸附的KHX。而对于Cu(Ⅱ)活化氧化锌表面,1197和1082 cm^(-1)处的峰强度没有明显减弱,在1261和1026 cm^(-1)吸附强度在前5 min增加,表明表面吸附HX-和OH-之间的离子交换反应和表面吸附KHX的重组作用。

N-Bi_2O_2CO_3/CdSe量子点光催化氧化NO及原位红外光谱研究

本实验成功制备了氮掺杂碳酸氧铋(N-Bi_2O_2CO_3,N-BOC)/硒化镉量子点(CdSeQDs)复合光催化剂,并将其运用于光催化降解室内空气污染物一氧化氮(NO)。X射线衍射、透射电子显微镜和光电子能谱测试结果表明N-BOC光催化剂在保持原有纳米片结构和形貌的基础上成功负载了CdSeQDs。光催化氧化NO实验结果显示CdSeQDs的引入可显著提高N-BOC的NO去除率,并且二次毒副产物NO2生成率大幅度降低至1%,表明复合光催化剂具有极强的毒副产物抑制特性。固体紫外漫反射吸收光谱和发光光谱测试表明CdSe QDs拓宽并提升了N-BOC的光响应范围和能力,并有效抑制了光生电子-空穴的复合效率。通过原位漫反射傅里叶变换红外光谱技术(DRIFTS)分析,发现在N-BOC/CdSe QDs光催化氧化NO反应过程中没有NO2信号产生,仅观测到NO3-相关信号。机理分析表明超氧自由基(O2-)和光生空穴(h+)是体系中可能存在的活性物种,实现了对NO到NO3-的彻底氧化。

基于傅里叶变换的本底扣除法在X荧光分析中的应用

X荧光分析(XRF)法具有原位、快速和多元素同时测量等优点,广泛应用于野外测量和实验室分析。由XRF谱全能峰获得元素含量,须作本底扣除。本文采用基于傅里叶变换的本底扣除法,其特点为分析准确度高、不易受本底变化影响。结果显示,采用FFT本底扣除,野外测量得到的Sr含量与实验室分析结果的平均误差为11.0%;而用线性本底扣除,该平均误差为25.9%。

Ce改性对Y型分子筛酸性及其催化转化性能的调变机制

采用液相离子交换(LPIE)法制备了不同离子交换度的Ce Y分子筛.运用电感耦合等离子发射光谱(ICPAES)、X射线衍射(XRD)、N2吸附等温线和氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)等方法对其进行表征,采用原位傅里叶变换红外(in situ FTIR)光谱技术分别以吡啶和噻吩作为探针分子研究了Ce改性对Y型分子筛酸性能和催化转化性能的影响规律.结果表明,Ce离子改性不改变Y型分子筛晶体的基本骨架,但改变其精细结构.分子筛改性过程中Ce物种优先定位于方钠石(SOD)笼,随着稀土离子含量增大,逐渐出现在超笼中.Ce离子交换过程中产生一定量的Brnsted(B)酸中心,且其量与强度随着Ce含量的增大均呈现先增加后平稳的趋势.同时,Ce离子交换产生与非骨架铝物种和铈物种有关的两种强度不同的Lewis(L)酸中心,且两者均随着Ce含量的增大而增大.噻吩吸附红外光谱表明,由于Ce离子改性产生的强B酸中心可导致噻吩在室温条件下即可发生质子化反应,质子化的噻吩分子可进一步发生低聚反应.而稀土物种与B酸中心的协同作用有利于低聚反应的发生.

离子液体BMIMBF4中对甲氧基甲苯的电化学氧化

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)为电解质,采用循环伏安法(CV)、计时电流法(CP)、原位傅里叶变换红外光谱(in situ FTIRS)法等手段研究了对甲氧基甲苯(p-MT)在铂电极上的电氧化行为.实验结果表明:对甲氧基甲苯在离子液体中的电化学氧化反应是受扩散控制的四电子不可逆过程,估算了其扩散系数D=3.4×10-7cm2.s-1,主要电氧化产物为茴香醛,加入适量的水或适当提高温度有利于电氧化反应向生成相应醛的方向进行.

枝晶状Pt薄膜的制备及其特殊红外效应

采用方波电位，在10×10^（-3）mol·L^（-1）K2PtCl6＋3×10^（-4）mol·L^（-1）PbAc2＋0．5mol·L^（-1）HCIO4溶液中，于本体Pl电极上电沉积制备出枝晶状Pl薄膜．随着沉积时间的增加。枝晶长度逐渐由400nm增加到900nm，且枝晶上的小晶粒（-10nm大小）变得密集．根据循环伏安（CV）曲线中氢吸脱附电量可得出Pt薄膜具有中等粗糙度（Cr=9—36），且电极表面的粗糙度随着沉积时间增加而增大．观察到Pt薄膜上吸附态CO的原位红外光谱具有明显的增强吸收效应，当沉积时间为6min时所制得的枝晶Pt电极的红外增强效应最大．CO呈现多种谱峰形状，随着沉积时间的增加，谱峰形状依次为左高右低的双极峰（类Fano红外效应），单极向下（表面增强红外吸收），左高右低的双极峰，单极向上（异常红外效应），左低右高的双极峰和单极向下．这表明纳米材料薄膜所呈现出的特殊红外性能，与纳米材料的尺度和聚集状态等密切相关．所制备的枝晶状Pt薄膜有望为深入认识纳米材料的特殊红外性能提供一个良好的模型材料．