单质硫ν_(S-S)伸缩振动的漫反射红外光谱研究

采用傅里叶变换漫反射红外光谱法,在500~400cm^(-1)范围内研究了单质硫S-S键伸缩振动红外吸收模式(νS-S)的一维漫反射红外光谱、二阶导数漫反射红外光谱、四阶导数漫反射红外光谱和去卷积漫反射红外光谱,并针对单质硫νS-S,进一步开展了相关二维漫反射红外光谱研究。结果表明:单质硫νS-S的红外吸收频率主要包括464,466,468,474cm^(-1),而其红外吸收强度的变化顺序为464cm^(-1)>474cm^(-1)>468cm^(-1)>466cm^(-1)。

单质硫二维漫反射红外光谱研究

在4000~400 cm^(-1)的频率范围内采用傅里叶变换漫反射红外光谱技术,研究了单质硫S—S键伸缩振动红外吸收模式(νS—S)。结果发现:845 cm^(-1)频率附近的红外吸收峰则归属于单质硫νS—S的倍频峰(νS-S(d))。以单质硫νS-S(d)为研究对象,进一步开展了相关二维漫反射红外光谱研究。研究发现:单质硫νS-S(d)在838,842和848 cm^(-1)频率处有3个红外吸收峰,且室温下其红外吸收强度的变化快慢顺序为:842 cm^(-1)>838 cm^(-1)>848 cm^(-1)。

二氧化硅二维漫反射红外光谱特征研究

通过漫反射红外光谱开展了二氧化硅的结构研究,并以二氧化硅的Si-O-Si不对称伸缩振动模式(νasSi-O-Si)和Si-O-Si对称伸缩振动模式(νsSi-O-Si)为对象,进一步开展了二维漫反射红外光谱研究.二氧化硅的红外吸收峰有νasSi-O-Si-1-2D(包括νasSi-O-Si-1-A-2D/1175 cm^-1和νasSi-O-Si-1-B-2D/1171 cm^-1)、νasSi-O-Si-2-2D(包括νasSi-O-Si-2-A-2D/1092 cm^-1、νasSi-O-Si-2-B-2D/1088 cm^-1和νasSi-O-Si-2-C-2D/1086 cm^-1)、νsSi-O-Si-1-2D(包括νsSi-O-Si-1-A-2D/812 cm^-1、νsSi-O-Si-1-B-2D/806 cm^-1、νsSi-O-Si-1-C-2D/802 cm^-1、νsSi-O-Si-1-D-2D/796 cm^-1和νsSi-O-Si-1-E-2D/792 cm^-1)、νsSi-O-Si-2-2D(包括νsSi-O-Si-2-A-2D/788 cm^-1、νsSi-O-Si-2-B-2D/784 cm^-1、νsSi-O-Si-2-C-2D/778 cm^-1、νsSi-O-Si-2-D-2D/774 cm^-1)、νsSi-O-Si-3-2D(包括νsSi-O-Si-3-A-2D/700 cm^-1、νsSi-O-Si-3-B-2D/696 cm^-1、νsSi-O-Si-3-C-2D/692 cm^-1和νsSi-O-Si-3-D-2D/682 cm^-1)、νsSi-O-Si-4-2D/518 cm^-1、νsSi-O-Si-5-2D(包括νsSi-O-Si-5-A-2D/475 cm^-1和νsSi-O-Si-5-B-2D/465 cm^-1).时间扰动因素下,各吸收峰变化快慢顺序为1175 cm^-1>1171 cm^-1,1086 cm^-1>1088 cm^-1>1092 cm^-1,802 cm^-1>812 cm^-1>792 cm^-1>806 cm^-1>796 cm^-1,774 cm^-1>788 cm^-1>784 cm^-1>778 cm^-1,682 cm^-1>696 cm^-1>700 cm^-1>692 cm^-1,465 cm^-1>475 cm^-1.

易自燃煤漫反射红外光谱特征

为了更好地模拟煤低温氧化阶段的化学结构变化，分析了漫反射及透射红外谱图，利用漫发射红外光谱分析了自燃倾向性不同的煤样原煤及低温氧化煤的化学基团，探讨了煤样中芳烃、脂肪烃和含氧官能团在低温氧化过程中的变化规律．结果表明：漫反射红外光谱法在研究颗粒表面氧化过程中的化学成分变化比透射法更加灵敏，得出了易自燃煤与不易自燃煤低温氧化前后的微观结构差异，其中，1596～1604cm^-1处的芳香烃（C=C），1640～1650cm^-1处的酰氨（-CO—N-），1736～1722cm^-1含氧官能团（C=0）和1900～1910cm^-1处的脂肪烃（C—C）存在明显差异．

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。

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。

高温漫反射红外光谱及探针分子识别分子筛中的羟基

采用高温漫反射红外光谱法研究分子筛羟基 ,考察了温度、加热时间对高温光谱的影响。该方法结合NH3 和C5H5N分子探针在 2 98～ 82 3K对磷酸硅铝分子筛SAPO 34中的羟基进行了表征。结果表明 ,36 12cm- 1 和 35 97cm- 1 吸收峰表征的羟基位于SAPO 34分子筛的晶格中 ,归属于两种桥联羟基 (Si OH Al)。两种羟基均具有酸性 ,在 82 3K时仍然稳定。

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 .

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.

利用氨吸附漫反射红外光谱法探测蒙脱石的固体酸性

用氨吸附漫反射红外光谱学方法,借助图谱拟合解谱手段,探测了不同预处理温度下蒙脱石表面酸性变化特征,并分析了其变化原因。结果表明,低温热处理后的蒙脱石,其B酸和L酸量增大;经较高温度(400、600℃)煅烧的样品,层间距急剧减小,氨分子难以进入层间与酸位发生反应,可探测到的两种酸量都将减少。

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。

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。

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.

重金属在黄铁矿中的相态及其释放的分级提取和漫反射红外光谱分析

以分级提取-电感耦合等离子体质谱考察了黄铁矿中重金属的相态分布。结果表明,黄铁矿中的重金属以Pb为主,总量达830mg/kg,并且酸可交换态Pb主要存在于碳酸盐相中或直接以PbS形式存在,这部分Pb达56.9%;易还原态Pb主要存在于铁氧化物相中,为29.7%;可氧化态和残余态Pb存在于硫化物相和硅酸盐相中,分别为3.5%和9.9%。黄铁矿在自然条件下以Pb释放为主,Cr和Cd的释放也不容忽视。漫反射红外光谱表征发现,黄铁矿在表面氧化过程中,其表面羟基增强,表明存在表面溶解及表面酸化现象。进一步的机理探讨认为,重金属在黄铁矿表面存在一种“溶解-吸附”平衡,这一平衡由黄铁矿表面氧化和碳酸盐中和作用共同控制,并决定重金属的释放及迁移。

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 。

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。

原位漫反射红外分析水分对煤中氢键形成的作用规律

采用原位漫反射红外技术测定了煤中水分的-OH含量和加热脱水过程中由氢键引起的焓变,并与TG和DSC的测定结果进行了对比。证明该技术是定量研究煤中氢键的有效方法。

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