TPD和HOT法研究铂原子簇催化剂表面性质

利用程序升温脱附（TPD）及氢氧滴定法（HOT）研究了单铂催化剂H2PtCl6/TiO2和铂原子簇催化剂Pt3（CO）3（PPh3）4/TiO2的表面性质。从脱附温度、吸附氢量和表面性质参数看出,高温氢还原后存在担体金属强相互作用（SMSI）。从氢氧滴定数据看出原子簇催化剂所特有的性质。

分子筛捕捉的原子簇催化剂的性能研究

采用溶剂分散法制备Ｒｈ２（ＣＯ）４Ｃｌ２／ＮａＹ和Ｒｈ２（ＣＯ）４Ｃｌ２／ＢＸ催化剂，将其用于催化一氧化碳加氢反应，研究温度、载体及ＣＯ／Ｈ２（摩尔比）对催化剂的活性和选择性的影响，用Ｈ２－Ｏ２滴定法及ＣＯ吸附法测定Ｒｈ的分散度及ＣＯ吸附量。研究结果表明上述催化剂具有稳定的高分散度，对ＣＯ加氢反应有较高的活性和较好的选择性，而对ＣＯ的吸附是很弱的。

原子精密电催化剂的制备

在各种阴极氧还原反应(ORR)的催化剂中,原子精密电催化剂(包括单原子、双原子和多原子团簇)因较高的原子利用效率和优异的催化性能,受到人们的关注。但ORR过程非常缓慢,阻碍了燃料电池作为下一代绿色能源设备的商业化。因此,开发高性能、低成本的ORR电催化剂,提高燃料电池的能量转换效率非常迫切。为了提高ORR的性能,研究者展开了大量的研究,以微调它们的结构和识别活性位点。本文对目前原子精密电催化剂的合成策略以及相关的设计进行了总结。

负载铑原子簇催化剂的一氧化碳加氢反应

本文报导Rh_4(CO)_(12)/SiO_2催化剂的CO加氢反应及锰,锂的助剂作用。同传统的RhCl_3/SiO_2相比,负载原子簇催化剂具有更好的反应活性。锰促进了CO转化率提高一个数量级以上。锂降低了CO加氢活性。Rh_4(CO)_(12)-MnCl_2-LiCl/SiO_2催化剂既保持高的反应活性,又提高了C_2-含氧化物选择性。XPS和IR谱表明,锰稳定了低氧化态铑离子并通过与铑的联合作用,促进对CO分子的活化,因此改善了催化剂反应性能。ESR揭示了在Rh_4(CO)_(12)-MnCl_2/SiO_2中铑、锰的相互作用,初步地讨论了与此有关的CO加氢反应机理。

Rh_2、Rh_4高分散催化剂的制备及分散度与CO吸附态关系的研究

建立了一整套Ｒｈ簇高分散催化剂的制备技术和方法，制备出了分散的Ｒｈ＿２／Ａｌ＿２Ｏ＿３和Ｒｈ＿４／Ａｌ＿２Ｏ＿３簇催化剂。Ｈ＿２化学吸附表明这些样品具有很高的金属分散度，且分散度随Ｒｈ簇担载量的增加而降低。ＣＯ吸附态测定表明，当簇合物的Ｒｈ担载量（ｗ％Ｒｈ）为０．７％时分散度最高。ＣＯ分子在催化剂上只有一种吸附方式─—孪生吸附，实现了ＣＯ吸附态的“分离”，即催化剂上只存在一种吸附中心。表明催化剂的金属粒度已达到均一。这一结果还表明可通过原子簇衍生催化剂的方法来控制ＣＯ分子在Ｒｈ催化剂上的吸附方式。催化剂制备过程的原位红外光谱测试结果表明：Ｒｈ簇与γ－Ａｌ＿２Ｏ＿３作用形成高分散是一个很快的过程。

添加物对Rh_4(CO)_(12)TiO_2催化CO加H_2反应性能影响的研究

用连续流动微反装置研究了添加V_2O_5及MgO对Rh_4/TiO_2催化剂的CO加H_2反应性能的影响。结果表明,添加物明显影响催化剂活性和产物分布。用H_2-O_2滴定法测定了金属的分散度。在Rh_4/V_2O_5-TiO_2上有异常高的H/M值。应用原位FT-IR测定了被吸附的CO在H_2气氛下升温动态过程中的变化,结果表明,CO+H_2生成甲烷过程中,Rh<H_x CO可能是活化吸附态。对CO加氢催化机理进行了讨论。

Ni_2Fe_2P团簇结构及电子性质的DFT研究

利用DFT(密度泛函理论)方法对原子簇模型Ni2Fe2P的二十余种可能构型分别在二、四重态下进行优化计算,分析比较了优化结果的能量、成键及电荷分布情况。结果表明:原子簇Ni2Fe2P二重态比四重态稳定,二重态时以变形的四方锥构型最稳定,四重态时以变形的三角双锥构型最稳定;无论是二重态,还是四重态,Fe鄄P间的成键能力均要强于其它键;随着P原子周围成键金属原子的增加,P原子所带正电荷逐渐增加。