氧化镧表面反应性对甲烷和氧分子活化的影响

以氧化镧催化剂在甲烷氧化偶联(OCM)反应中的结构敏感性实验研究为基础, 采用周期性密度泛函理论(DFT)计算研究氧化镧(001), (110)和(100)3个晶面及OCM反应物分子甲烷和氧在其上的吸附、 活化和解离. 结果表明, 氧化镧(001), (110)和(100)3个晶面的表面能大小顺序为(110)>(100)>(001), 3个晶面的价带和导带间隙大小顺序为(110)<(100)<(001), 即(001)是3个晶面中最稳定的晶面, 而(110)则是最活泼的晶面. 甲烷分子在氧化镧(001), (110)和(100)晶面上的吸附很弱(0.03 eV), H—CH₃解离吸附能分别为2.16, 0.68和0.90 eV, 解离反应的难易性与晶面的活性顺序一致; 而氧分子在氧化镧(001), (110)和(100)晶面上的分子吸附能分别为-0.04, -0.31和-0.12 eV, 解离吸附能分别为1.22, 0.53和1.52 eV, 即氧化镧晶面结构对氧分子吸附具有明显的影响, 其中, (001)晶面上吸附最弱, (110)晶面上吸附最强, 以致O—O在(110)晶面上可以较低能垒(0.53 eV)解离, 形成亲电的过氧物种. 由于氧分子在氧化镧表面的吸附较甲烷分子强, 因此, 氧化镧在OCM反应中结构敏感性应与氧分子的吸附和活化密切相关. 甲烷和氧分子在氧化镧表面上活化的本质源自于电子自表面流向甲烷和氧分子的反键轨道, 且表面结构的改变会导致不同强度的电子流动驱动.     

对巯基苯甲酸的表面增强拉曼光谱

应用表面增强拉曼光谱研究了吸附于粗糙银电极表面的对巯基苯甲酸。对巯基苯甲酸以去质子的形式通过巯基端进行吸附,表面Ag-S键的形成及羧基的结构改变直接影响苯环的电子结构。羧基的振动谱峰均对其质子化较为敏感,其峰强度随pH值的变化表明吸附态对巯基苯甲酸的pKa约为5．9。铜离子可与吸附对巯基苯甲酸形成表面络合物,配位反应与羧基的质子化反应密切相关。     

C70分子吸附于铜表面的增强拉曼光谱研究

报道了C70分子吸附于铜表面的增强拉曼光谱.通过与正常拉曼光谱以及银表面SERS谱的比较发现,C70分子与铜表面之间的吸附属于物理吸附,增强机制主要是电磁增强.C70分子在银表面上的吸附状态与铜表面上的不同,这导致了两者特征峰谱线强度分布存在差异.以C60的振动模式为参考,推断出C70分子在2种金属表面上的吸附状态可能分别处于使碳笼的挤压振动模接近于“平躺”和“竖直”的2种状态.     

La_(2-x)Pr_xNiO_(4+δ)体系低频内耗研究

利用内耗技术对La2-xPrxNi O4+δ(0≤x≤2.0)体系额外氧的状态进行了深入研究。La2-xPrxNi O4+δ(0≤x≤2.0)系列样品的XRD数据拟合计算得出:当x小于等于0.75时,体系为四方结构,而当x大于0.75时,体系转变为正交结构。通过对体系低频内耗和模量的测量研究发现,当0≤x≤0.75时,样品只存在一个弛豫内耗峰(P1峰),其峰值随x值增大而增大,与额外氧的浓度成正相关;当1.0≤x≤2.0时,样品中存在两个弛豫内耗峰,分析研究表明:高温侧内耗峰P1对应着前面发现的内耗单峰,它是由ab面额外氧对的取向弛豫运动引起的,在这里该内耗峰峰值随x值增大而减小,显然是受到额外氧的三维有序结构形成的影响。低温侧内耗峰峰P2可能与额外氧对的新的组态运动方式有关。     

Rh（100）c（2×2）Mn表面合金的氧化和吸附CO的研究

用高分辨电子能量损失谱 ( HREEL S) ,研究了 Rh( 10 0 ) c( 2× 2 ) Mn表面合金的氧化及 CO在清洁和氧化表面合金上的吸附 .结果表明 ,在 Rh( 10 0 ) c( 2× 2 ) Mn氧化过程中 ,发生 Mn的偏析 ,Mn被氧化生成 Mn O薄层 .Mn- O- Rh间的强相互作用 ,使部分锰氧化物在 12 0 0 K下存在于 Rh( 10 0 )表面 .若这种表面在 70 0～ 80 0 K继续被氧化 ,可得到 Mn O1 + x/ Rh( 10 0 ) ;Mn O1 + x/ Rh( 10 0 )在 5 0 0～ 60 0 K还原后生成 Mn O/ Rh( 10 0 ) . CO吸附于Rh ( 10 0 ) c( 2× 2 ) Mn中 Rh原子的顶位 ,C- O键级比清洁 Rh( 10 0 )顶位吸附的 CO键级略低 . Mn O/ Rh( 10 0 )和Mn O1 + x/ Rh( 10 0 )上 CO吸附于经还原的、未被锰氧化物覆盖的 Rh( 10 0 )区域 ,CO与锰氧化物间可发生相互作用 .     

O2和CO在Ni(111)表面的吸附活化

采用高分辨电子能量损失谱(HREELS)、俄歇电子能谱(AES)和低能电子衍射(LEED)研究镍单晶表面氧物种及CO与O₂的共吸附。实验结果表明,Ni(111)表面氧化后存在两种氧物种,位于54 meV能量损失峰的表面化学吸附氧物种和位于69 meV能量损失峰的表面氧化镍。首先,随着暴露氧量的增加,表面化学吸附氧物种的能量损失峰蓝移至58 meV;其次,通过真空退火及与CO相互作用考察,发现表面化学吸附氧物种较不稳定。在室温条件下,表面预吸附形成的表面化学吸附氧物种与CO共吸附,导致端位吸附CO增多,表明氧优先吸附在穴位上,随着CO暴露量的增加化学吸附氧物种与CO反应脱去;而表面氧化镍需在较高温度和较高CO分压下才能被CO还原。预吸附CO可被氧逐渐移去。     

镁合金表面镧、钐稀土防护膜研究

利用化学转化处理在AZ31镁合金表面制备两种非铈稀土防护膜--镧膜和钐膜.采用电化学阻抗谱(EIS)方法评定膜层的防护效果,采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱(EDS)表征膜层的表面形貌及组成.结果表明:镁合金表面镧、钐转化膜均由相应的稀土氢氧化物/氧化物及基体金属氢氧化物/氧化物组成;镧转化膜均匀、致密,对基体金属防护效果好,而钐转化膜呈碎片状,部分覆盖基体表面,防护作用很弱.初步探讨了成膜机制.     

V-P-O/SiO2催化剂上表面氧性质的研究

 用浸渍法制备了组成为V2O5∶P2O5∶SiO2=20∶x∶100(x=0~60,质量比)的V-P-O/SiO2催化剂,用TPR, IR和TPD法测定了苯和氧在催化剂表面的吸附,在无气相氧和吸附氧存在的条件下用连续TPD方法测定了苯化学吸附与催化剂表面活性端基氧之间的关系. 发现V-P-O/SiO2催化剂对苯的吸附至少有四种吸附中心,但有两种吸附中心是不具有催化活性的,一种对应于苯的物理吸附,而另一种则被CO2所占据.V-P-O/SiO2催化剂表面上氧的吸附随催化剂中P2O5含量的增加而增加,而苯的化学吸附随催化剂表面活性端基氧的增加而增加.     

用低能电子衍射研究Ag(100)表面吸附氯的表面结构

引言我们曾研究了金属镍,铜,钛,钨,铝,铁,银,铂,钼等和非金属硅与石墨及ⅢA—VA与ⅡB—ⅥA化合物晶体等的弛豫、重构和吸附表而的60多个表面结构。本文报道研究Ag(100)c(2×2)—C1表面的结果。Zanazzi和Jona观测了Ag(100)c(2×2)—C1表面结构的21束LEED谱,并采用层—KKR(Korring—Kohn—Rostocker)法,对清洁的Ag(100)表面吸附C1原子时假设了4种结构模型。经理论计算与观测值的比较,提出了C1原子的单层吸附和C1原子与Ag原子     

二氧化碳在铜表面的吸附研究及其光致分解

使用X光电子能谱(XPS)及高分辨电子能量损失谱(HREELS)研究了二氧化碳在铜表面的吸附及其光化学反应.通过实验条件控制将物理吸附及化学吸附的二氧化碳吸附物种分别分离在规整铜表面及无序铜表面上,并使用193 nm激光对其照射研究其相应的光化学反应.结果表明只有化学吸附的二氧化碳物种在光诱导下发生了解理反应,而物理吸附的二氧化碳未发生反应.     

基于醛基改性MCM-41表面的镧离子印迹聚合物的制备及其对镧离子的吸附分离研究

本文以醛基改性的MCM-41为基质材料,聚丙烯酰胺为功能单体,戊二醛为交联剂,制备了一种新型的镧离子表面印迹聚合物[La(Ⅲ)-ⅡP]。探究了其对镧离子的吸附性能,探讨了初始浓度、温度、吸附时间以及p H值对镧离子表面印迹聚合物吸附效果的影响,另外,研究了La(Ⅲ)-ⅡP对镧离子的再生性,结果显示,La(Ⅲ)-ⅡP对镧离子具有很强的专一识别能力且具有较高的重复使用率。     

不同生产批号顺丁橡胶产品的XPS振起伴峰及其辐射损伤研究

本文对不同生产批号顺丁橡胶产品做了X-射线光电子能谱(XPS)研究,用XPS振起伴峰表征体系中双键含量,表明优质产品双键含量较高,坏胶双键含量较少且有明显氧化作用,而其XPS辐射损伤研究表明顺丁橡胶存放变质可归因于双键破坏所导致的交联作用和表面的氧化作用。同时本文也研究了它们的XPS价带谱,结果与XPS振起伴峰结论相一致。     

由担载 Pt_3(CO)_3(PPh_3)_4络合物制备的Pt催化剂表面性质的研究

本文以CO为探针,采用红外光谱、电子自旋共振谱、化学吸附及其程序升温脱附等方法,研究了由担载于Al_2O_3和TiO_2上的Pt_3(CO)_3(PPh_3)_4络合物制成的分散型Pt 催化剂的表面性质和金属与载体间的相互作用。实验结果表明,由Pt_3(CO)_(PPh_3)_4/Al_2O_3表面络合物在真空中脱羰基后所得Pt催化剂吸附CO的IR谱带位于1800cm~(-1),2010cm~(-1)左右,分别对应于桥式(B-)和线式(L-)CO吸附态,B/L值与由无机酸制备之催化剂相比较大。当催化剂经过氧化-还原处理后,由于吸附CO 的B/L 值减小而与无机酸制得之催化剂相近。与此相反,对以TiO_2为载体的催化剂,不论在真空抑或CO中脱羰基时,吸附CO的IR谱不出现桥式态。IR与CO化学吸附量测定结果还表明,由TiO_2为载体的Pt催化剂随氢还原温度之升高CO化学吸附量减少,相应地其CO IR谱带强度逐渐减弱并向低波数方向位移,相应的TPD峰位置却向高温方向位移。     

时间分辨表面增强拉曼光谱(TRSERS)研究硫脲衍生物与ClO4^-的共吸附行为

运用时间分辨表面增强拉曼光谱(TRSERS)结合电位双阶跃的方法, 研究了硫脲衍生物甲基硫脲(MTU)和烯丙基硫脲(ATU)在银电极表面与ClO4^-离子的共吸附行为, SERS强度-时间曲线表明它们各自相应的SERS谱峰强度随电位阶跃的响应速率不同, 离电极表面较近的基团的特征谱峰强度的响应速率较快; MTU以S端且垂直吸附在电极表面,ATU也以S端和表面发生化学吸附, 但整个分子斜躺吸附在电极表面上。     

电极表面Ag(δ+)-NH3络合物的表面增强拉曼散射效应

本文采用氧化还原循环处理电极首次得到Ag/0.1 mol L~(-1)NH_3+0.1 mol L~(-1)NH_4Cl体系中吸附在银电极上氨分子的表面增强拉曼散射(SERS)效应。按氨分子在电极表面上的吸附量为每平方厘米8×10~(15)计算, 增加因子为1.2×10~5。谱峰强度及位置随电极电位改变。吸附氨分子的SERS谱与Ag(NH_3)_2~+的正常拉曼光谱类似。本文结果表明电极表面上存在Ag(δ+)络合物, 它可能是SERS效应的活性中心, 用这个概念可较好地解释本文实验结果。通过谱图分析给出了Ag(δ+)表面络合物的可能结构模式。     

电极表面Ag(δ+)-NH_3络合物的表面增强拉曼散射效应

本文采用氧化还原循环处理电极首次得到Ag/0.1mol L~(-1)NH_3+0.1mol L~(-1)NH_4Cl体系中吸附在银电极上氨分子的表面增强拉曼散射(SERS)效应。按氨分子在电极表面上的吸附量为每平方厘米8×10~(15)计算,增加因子为1.2×10~5.谱峰强度及位置随电极电位改变。吸附氨分子的SERS谱与Ag(NH_3)_2~+的正常拉曼光谱类似。本文结果表明电极表面上存在Ag(δ+)络合物,它可能是SERS效应的活性中心,用这个概念可较好地解释本文实验结果。通过谱图分析给出了Ag(δ+)表面络合物的可能结构模式。     

LaMn1—xCoxO3—λ催化剂的XPS研究

用柠檬酸络合法制备了LaMn_(1-x)Co_xO_(3-λ)系列稀土复合氧化物。用XPS技术研究了它的表面、体内组态和结构变化及锰和钴含量对La 3d_(5/2)特征峰和Shske-up伴峰的影响。认为α-O是催化剂中的活性氧种。用氩离子剥离技术研究了LaMn_(1-x)Co_xO_(3-λ)体系,观察到锰在表面的偏析作用随x的减小而增大。     

某些冠醚化合物的XPS内壳及其价带谱研究

本文研究某些冠醚化合物的XPS内壳谱、振起伴峰及XPS价带谱。分析了它们的内壳谱特征,指出它们的振起伴峰是由于分子内电荷转移的结果。同时探讨了它们的XPS价带谱中由具有最低结合能峰位所确定的“电离势”与分子中苯环上不同取代基效应间的关系。     

Ce^3＋在卤磷酸锶镧中的光致发光

La_(1.5)Sr_(7.0)Na_(1.5)(PO_4)_6X_2(X=F,Cl,Br)是一类新型的发光基质材料。X射线衍射分析证明它们同属六方晶系磷灰石结构,求得它们的晶胞参数。研究了二元卤磷酸锶镧的固相线下的相关系,证明溴-氯,氟-氯(两个二元体系形成连续固溶体,而氟-溴体系则在0.75≤x≤1.25范围存在两相区。研究了二元卤离子组成的变化对Ce~(3+)发光的影响。通过对发射光谱和激发光谱的研究,证明在Ce~(3+)激活的卤磷酸锶镧中存在两个不同的发光中心。测定了温度对Ce~(3+)发光的影响,表明随温度升高发射峰向短波移动。用热移位理论解释了这种现象。     

锰和镧改性Cu/ZrO2合成甲醇催化剂的结构及催化性能

 考察了锰和镧助剂对Cu/ZrO2催化剂上CO加氢合成甲醇反应性能的影响,并通过BET,XRD,TPR,H2-TPD和CO-TPD等手段对催化剂的结构及吸附-脱附性能进行了研究. 结果表明,锰和镧两种助剂均能有效地提高催化剂的活性,同时引入两种助剂时可使催化剂的活性进一步提高,表现出较强的协同效应. 一方面,锰的加入可使催化剂各组分的相互作用增强,特别是铜锰复合物的形成可有效地促进活性组分的分散,防止催化剂的烧结; 另一方面,镧助剂的引入进一步增强了铜锆在界面的相互作用,稳定了催化剂的活性中心,有利于吸附物种在两者之间发生溢流.