RhCo双金属催化剂的研究Ⅵ.Rh_2Co_2/Al_2O_3上表面羰基氢化物及其动态行为

利用连续流动微反研究了Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３上的ＣＯ加氢反应．该反应在２００℃以上发生，反应活性随着温度的升高和Ｈ２／ＣＯ比的增大而增大．利用ＴＰＩＲ动态方法研究了Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３上ＣＯ和Ｈ２的共吸附及其动态行为．结果表明，在Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３的Ｒｈ上的孪生和桥式中心及Ｃｏ上的线式中心上，ＣＯ和Ｈ２室温共吸附时即有部分孪生、桥式ＣＯ及Ｃｏ上的线式ＣＯ转化为相应的羰基氢化物．随着温度的升高，剩余的孪生、桥式ＣＯ及Ｃｏ上的线式ＣＯ向羰基氢化物转化，而羰基氢化物又向多氢羰基氢化物转化．在ＣＯ加氢反应温度下，Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３的三种吸附中心上只存在多氢羰基氢化物．与ＣＯ加氢反应和ＣＯ歧化的吸附态动态研究结果相关联，可以认为在Ｒｈ２Ｃｏ２／Ａｌ２Ｏ３上ＣＯ加氢生成ＣＨ４经由了羰基氢化物多氢羰基氢化物途径．     

Rh_4/Al_2O_3上CO歧化,表面羰基氢化物与CO加氢反应机理

利用TP-IR(程序升温-红外)和连续流动微反技术研究了Rh_4/Al_2O_3上CO吸附态的动态行为和CO加氢反应。揭示出CO歧化在CO单独与催化剂接触时或在CO加氢反应中H_2化学计量不足时在260℃以上发生;CO和H_2共吸附时,孪生中心上生成HRh~I-CO,线式中心上生成HRh—CO,桥式中心上生成。随着温度的升高,向相应的多氢羰基氢化物转化;生成多氢羰基氢化物,且CO加氢反应的温度远比CO岐化温度低。上述结果表明;CO加氢反应中,C—O键的断裂是经由多氢羰基氢化物步骤进行的。     

低温燃料电池贵金属催化剂的老化

催化剂的老化是导致燃料电池性能衰减的重要因素之一.对于低温燃料电池,贵金属催化剂的老化主要体现在粒径的增长、金属氧化态的改变、组分的迁移和流失以及碳载体的腐蚀四个方面.本文综述了低温燃料电池贵金属催化剂老化方面的最新研究进展,探讨了导致催化剂老化的主要原因.     

一种双光束红外光谱及其在气固相多相催化反应实时原位表征中的应用

单光束红外光谱技术(原位傅立叶透射变换红外、原位漫反射红外和衰减全反射红外光谱技术)虽然已经用于气固相多相催化反应的原位表征中,但这些光谱在真实反应条件下会受到气体分子振动光谱和加热条件下产生的发射光谱的严重影响,不能实时获得催化剂表面的真实信息.另外,由于在真实的气固相多相催化反应过程中,催化剂本底的信息会随着反应时间的延长而发生变化,因此单光束红外光谱技术在扣除本底信息方面存在误差.为了实现在反应条件下,实时、原位表征催化剂表面的状态,我们报道了一种双光束红外光谱表征技术.该技术包括双光束红外光谱系统及双光束红外反应池.其特征在于:实时双光束原位红外光谱系统由两台完全相同的红外光谱仪和双光束红外反应池组成.双光束红外反应池由完全相同的样品池和参考池连接而成,样品池和参考池处于同一水平线上分别对应于样品光谱仪和参考光谱仪,由计算机同步控制两台红外光谱仪,排除实时状态下的气体分子振动光谱干扰和加热条件下产生的发射光谱干扰.该技术可以对真实反应条件下的气固相多相催化反应进行实时原位表征.通过应用程序的关联可以实时、同步采集样品光束和背景光束谱图来得到催化剂表面物种随反应时间变化的真实信息.该技术克服了单光束红外光谱在原位多相催化反应表征方面的缺陷,使表征结果变得更加精确可靠.该技术还可以在变化的气相组分条件下,获得不同温度下、实时的催化剂表面活性中心、活性相和中间物种的信息.采用上述双光束红外光谱仪对丁烯在纳米HZSM-5催化剂上芳构化反应过程进行了实时、原位观测,首次在实际反应条件下,观察到了异丁烯在纳米HZSM-5沸石的表面Br?nsted酸中心上经历吸附、活化、聚合、环化等反应步骤生成芳烃的过程.     

浸渍顺序对Ag-Pd/Ce0.8Zr0.2O2催化剂活性及脱附性能的影响

 采用不同的浸渍顺序制备了Ag-Pd/Ce0.8Zr0.2O2双组分催化剂,考察了催化剂对乙醇和CO氧化反应的催化活性,并对催化剂进行了TPD表征. 结果表明,浸渍顺序对催化剂的活性有很大的影响. 共浸渍催化剂的活性最高,其次为先浸渍钯后浸渍银的催化剂,先浸渍银后浸渍钯催化剂的活性最低. 催化剂上CO氧化活性与CO-TPD过程中CO2脱附峰的温度及强度有对应关系. 同时,乙醇氧化活性与C2H5OH-TPD过程中CO2脱附峰的温度有一定的对应关系. 这表明共浸渍催化剂的表面氧物种最活泼,最容易与吸附在催化剂表面的乙醇或CO发生氧化反应. 不同的浸渍顺序影响Ag或Pd的存在状态,共浸渍时有利于氧化态的形成; 但Ag状态的变化与催化剂上乙醇或CO氧化反应的活性没有对应关系.     

直接乙醇燃料电池PtSn/C电催化剂的合成表征和性能

采用多元醇法制备了n(Pt)/n(Sn)比为2:1,3:1,4:1的PtSn/C电催化剂.通过XRD,TEM、循环伏安和氢化学吸附技术对催化剂进行了表征.TEM和XRD结果表明,不同比例的PtSn/C金属粒子的平均粒径均小于4nm,且粒径分布较窄;该系列催化剂中Pt具有fcc结构;PtSn间的相互作用使Pt晶格参数增大.循环伏安和氢化学吸附实验结果表明,加入Sn可抑制Pt对氢的吸附,Pt3Sn/C对乙醇的氧化电流比Pt4Sn/C高约1倍.用不同n(Pt)/n(Sn)比的催化剂作为直接醇类燃料电池阳极电催化剂,在相同条件下,随着Sn含量的增加,单电池最大输出功率逐渐增大,当Sn含量继续增大时,单池性能反而下降.导致不同比例PtSn催化剂活性差别的原因可能是由于Sn与Pt间的合金化程度不同和催化剂粒子尺寸效应及Sn含量对电池阻抗等几方面因素所致.对40h寿命测试前后的阳极Pt3Sn/C催化剂的分析(EnergydispersiveX-rayanalysis,EDX)结果表明,PtSn含量在测试前后均有所降低,PtSn催化剂的寿命尚有待改善.     

SAPO－34分子筛表面酸性质的研究

以水热合成法制备了三个具有不同硅磷铝组成的硅磷酸铝分子筛ＳＡＰＯ－３４样品，采用红外光谱（ＩＲ）和氨法程序升温脱附（ＴＰＤ）两种方法考察了它们的表面酸性质。红外谱图中的３６００ｃｍ－１和３６２１ｃｍ－１谱峰归属于处于ＳＡＰＯ－３４分子筛结构中不同位置的两种桥联羟基（Ｓｉ－ＯＨ－Ａｌ）的振动。ＮＨ３－ＩＲ测定结果显示，这两种羟基具有较强的Ｂ酸特性，并且是分子筛酸性的主要来源；而分子筛具有的Ｌ酸中心的酸性较弱。比较三个样品的ＮＨ３－ＴＰＤ、ＮＨ_３－ＩＲ和骨架组成后发现，ＳＡＰＯ－３４的酸性受其骨架硅含量的强烈影响：当Ｓｉ／Ａｌ摩尔比小于１时，酸性随硅含量增高而变弱；当Ｓｉ／Ａｌ摩尔比大于１时，酸性将随硅含量增高而变强。     

γ-Mo_2N催化剂上的乙炔选择加氢

采用固定床连续流动反应器对γ Mo2 N催化剂上的乙炔加氢反应进行了研究 .在 15 0℃的反应温度下 ,乙炔的转化率为 95 % ,乙烯的选择性达到 80 % ,乙烷和丁烯的选择性分别为 4%和 10 % .反应温度和空速的变化对反应产物的选择性没有明显的影响 .在同样的反应条件下 ,钯催化剂上乙炔加氢反应的主要产物是乙烷 ,产物组成随反应温度和空速的变化而变化 .对γ Mo2 N上的乙炔选择加氢生成乙烯的机制进行了解释 ,认为γ Mo2 N表面上滞留的强吸附的碳氢物种可能有利于乙炔高选择性地生成乙烯 .     

RhCo双金属催化剂的研究 Ⅱ. Rh+Co/Al2O3上CO吸附态的动态行为与CO歧化

利用CO与NO作为双探针分子和TP-IR动态方法研究了Rh+Co/Al2O3催化剂上的吸附中心类型, CO吸附态的动态行为以及CO歧化反应。结果表明在Rh+Co/Al2O3上存在大量的孪生CO吸附中心和少量的线式CO吸附中心以及Co上的NO吸附中心。在TPD(真空中)动态过程中, 孪生CO谱带强度逐渐减弱并在325℃完全脱除。明显低于Rh4/Al2O3上孪生CO谱带的脱附温度, 表明Co的加入减弱了孪生中心对CO的吸附强度。在TP(CO中)动态过程中, 吸附的CO谱带上250℃以上才发生强度减小直至消失的行为表明CO歧化在250℃以上才发生。并且孪生中心上的歧化速率高于线式中心。