吡啶在HY分子筛上的脱附反应动力学及酸中心强度的表征

运用改进的程序升温脱附-红外光谱(TPD-IR)技术,采用新的脱附动力学模型,研究了吡啶在HY分子筛B酸中心和L酸中心上的脱附反应动力学,分别计算了吡啶在HY分子筛两种类型酸中心上的脱附活化能,并以此量化了各酸中心的强度,对表面酸中心的类型进行了详细的区分。实验及计算结果表明,吡啶在HY分子筛B酸中心上的程序升温脱附反应符合一级动力学模型,以其为探针分子,可在HY分子筛表面区分出两种强度不同的B酸中心,对应的吡啶脱附活化能分别为32.4,18.6 kJ/mol;吡啶在HY分子筛L酸中心上的程序升温脱附反应符合三级动力学模型,HY分子筛表面同时存在两种不同强度的L酸中心,对应的吡啶脱附活化能分别为24.9,5.3 kJ/mol。     

包埋型MOR/EU-1复合分子筛合成及其晶化动力学

在HMBr₂-Na₂O-Al₂O₃-SiO₂-H₂O体系中,以丝光沸石(MOR)分子筛溶胶次级结构单元为前驱体,通过纳米组装法合成了具有包埋结构的MOR/EU-1复合分子筛,并通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和N2物理吸附-脱附分析(BET)等手段对复合分子筛的物理化学性质进行表征。结果表明：该MOR/EU-1复合分子筛主要是微孔结构的复合材料,形貌为MOR分子筛外表面大部分被不规则状EU-1分子筛均匀覆盖,沿着MOR分子筛呈层状形式生长;EU-1分子筛形貌由椭圆状形貌转变为不规则六方状,包埋在纳米线条MOR分子筛外侧。晶体的晶化成核表观活化能En为83.51 kJ/mol,其表观生长活化能Eg为40.11 kJ/mol。MOR/EU-1复合分子筛用于甲醇芳构化反应,对二甲苯的选择性较高。     

程序升温脱附法研究芳烃在分子筛中的扩散作用

本工作用程序升温脱附色谱法,研究苯、甲苯、乙基苯和二甲苯等在丝光沸石、ZSM-5和HZSM-5分子筛中的扩散作用,发现脱附峰峰顶温度随吸附质性质或分子筛类型的不同而不同;同时,同一类分子筛(如ZSM-5)中一部分Na~+被H~+交换后,其脱附峰峰顶温度降低。根据其脱附特征蜂,计算了它们的扩散活化能E、频率因子D_0和有效扩散系统D_e,获得了有关扩散规律性的一些重要信息。     

乙二胺改性壳聚糖微球对Pd和Pt的双组分吸附

制备了乙二胺改性壳聚糖微球(ECS)。考察了Pd和Pt双组分体系中,ECS于最优pH(pH=2)下对Pd和Pt的吸附性能。实验结果表明,ECS中氨基的质量摩尔浓度为6.05mmol/g;酸性介质中ECS吸附Pd和Pt的主要机理为质子化氨基与金属络合阴离子之间的静电引力;当n(Pd)∶n(Pt)分别为0.5,1.0,1.5时,ECS吸附Pd的最大吸附容量分别为1.23,1.73,2.09mmol/g,吸附Pt的吸附容量分别为1.68,1.22,0.96mmol/g;Pd和Pt间存在竞争吸附,ECS对Pd的亲合性优于Pt,在吸附后期,原先被吸附的Pt部分被Pd取代;Biot数大于1 000,表明吸附为内扩散控制;用0.5mol/L的硫脲溶液脱附Pd和Pt,脱附率均大于65%,但5mol/L氨水对Pd的脱附选择性最好;经过连续3次吸附-脱附实验,提高了ECS对Pd的吸附-脱附选择性。     

FTIR-TPD常压法研究沸石分子筛的表面酸性

采用高纯氮保护,用付立叶变换红外光谱-程序升温脱附(FTIR-TPD)代替传统的高真空法进行沸石分子筛表面酸性研究。其结果与传统的高真空法的文献值相符。吸附吡啶后的红外光谱证明在5A分子筛上同时存在B酸和L酸中心,而NaY型分子筛存在第三类酸中心。应用常压法进行FTIR-TPD研究时,应消除水对基线漂移的干扰,才能正确确定饱和吸附量时的吸光度值。     

TPAOH处理HZSM-5分子筛及其催化丙烷脱氢反应性能研究

用不同浓度的四丙基氢氧化铵(TPAOH)溶液对HZSM-5分子筛进行处理，对碱处理前后的HZSM-5分子筛负载Pt，制备Pt/HZSM-5催化剂用于丙烷脱氢反应。利用XRD、SEM、N2吸附-脱附、NH3-TPD、H2化学吸附、FT-IR和TG等手段对处理前后的HZSM-5分子筛进行表征，考察了不同浓度的TPAOH溶液处理对HZSM-5分子筛的晶体结构、表面形貌、孔结构、表面酸性及丙烷脱氢性能的影响。结果表明：采用TPAOH溶液处理HZSM-5分子筛，能够在对分子筛的晶体结构和表面形貌影响较小的基础上有效地引入介孔结构，具有高度的可调控性，且能够调变HZSM-5分子筛的酸性；随TPAOH溶液浓度的增加，丙烷脱氢反应活性先升高后降低，当TPAOH溶液浓度为0.2 mol/L时，丙烷初始转化率和丙烯选择性均达到最高值，分别为32.7%和98.6%。     

改性Y型分子筛吸附脱除模拟油品中氯辛烷

分别采用离子交换法和等体积浸渍法对Na-Y分子筛进行改性。利用低温氮气吸附 脱附、X射线衍射、X射线荧光光谱和氨气程序升温脱附等手段对改性分子筛进行表征。考察了改性方法、交换的离子类型、吸附时间、吸附温度和吸附剂与油品质量比等因素对改性分子筛吸附脱除模拟油品中氯辛烷性能的影响,并研究了其再生循环使用性能。结果表明：离子交换法制备的Cu-Y分子筛的吸附脱氯性能高于等体积浸渍法制备的CuO/Y分子筛。经Co²⁺、Cu²⁺、Ag⁺改性的Y型分子筛,其脱氯性能较Na-Y分子筛显著增加,其中Cu-Y分子筛的脱氯性能最好。当Cu-Y分子筛与油品质量比为1∶5、吸附温度为20 ℃、吸附时间为1 h时,脱氯率达到91.9%。NH₃-TPD表征显示,分子筛的表面酸性对其脱氯性能具有显著影响,分子筛表面总酸量越大,其脱氯性能越高。Cu-Y分子筛再生循环使用7次后,其比表面积及酸量有少量减小,导致其脱氯性能略微降低。     

覆炭载体镍催化剂脱氢活性和表面酸性研究

以制备的覆炭γAl2O3(CCA)为载体,制备了Ni/CCA系列催化剂,并对其环己烷脱氢活性进行了考察;以吡啶为探针分子,用热重分析(TG)和差示热分析(DTA)技术测定了Ni/CCA催化剂的表面酸性,并计算了Ni/γ-Al2O3和Ni/CCAⅡ两种催化剂的脱吡啶活化能。结果表明,Ni/CCA催化剂的脱氢活性优于Ni/γ-Al2O3催化剂;CCA载体的覆炭量对Ni/CCA催化剂的脱氢活性有一定的影响,当覆炭的质量分数在7.92％时出现脱氢活性峰,并且Ni/CCA催化剂具有较好的低温脱氢活性;CCA载体和Ni/CCA催化剂表面的吡啶物理吸附量和化学吸附量均低于γ-Al2O3载体和Ni/γ-Al2O3催化剂,CCA载体和Ni/CCA催化剂的脱附化学吸附毗啶的DTA曲线上有两个吸热峰,说明在CCA载体和Ni/CCA催化剂上有两个表面酸性中心;求得吡啶在Ni/γ-Al2O3和Ni/CCAⅡ催化剂的强酸中心的脱吡啶活化能分别为188 kJ/mol和225 kJ/mol,在弱酸中心的脱吡啶活化能分别为30 kJ/mol和31 kJ/mol。     

原位热重法(TG)测定分子筛催化剂的表面酸性

用Du Pont 9900计算机/热分析系统的热重分析仪(TGA)和自行改形的石英炉管,进行了分子筛催化剂的原位NH_3吸附-脱附实验,测定了样品的表面酸性。实验数据可定量表征固体催化剂的酸量及其酸强度分布。以HY分子筛为参考样品测量结果,数据具有良好的重复性,其相对标准偏差小于±5.0％;HZSM-5分子筛的酸性数据与文献报道的用不同方法对类似样品所取得的结果接近。还讨论了催化剂酸性与它们的催化反应活性数据的相互关系。     

碳八芳烃异构化分子筛的酸性与反应分析

采用程序升温脱附方法表征用于碳八芳烃异构化的MOR、RIZ分子筛的酸性质,并用间二甲苯歧化/异构化反应表征分子筛的催化性能。NH_3-TPD脱附动力学分析得到RIZ和MOR分子筛强酸的脱附活化能分别为115.4kJ/mol和178.9kJ/mol。RIZ具有2种强酸位,强酸总量约为MOR的3倍。在370℃、常压下的MX转化反应表明,RIZ分子筛比MOR分子筛的催化活性更高,歧化反应随反应的进行而明显减少。RIZ分子筛的歧化初活性与强酸量有对应关系,与酸强度无关。     

Ti－SiPentasil沸石的孔分布、比表面、吸附性能及表面酸性的考察

Ｎ＿２吸附等温线及ＢＪＨ脱附孔分布结果表明：当钛含量合适时，所合成的Ｔｉ－Ｓｉ沸石具有非常均匀的孔结构。ＴＳ－１沸石（ＺＳＭ—５型）的ＢＥＴ表面积为３８６—４２３ｍ￣２／ｇ，ＴＳ－２沸石（ＺＳＭ－１１型）的ＢＥＴ表面积为３５５—４５６ｍ￣２／ｇ，且均随合成沸石中钛含量增加而呈下降的趋势。吸附结果表明Ｔｉ－Ｓｉ沸石均有明显的疏水性，其正己烷的吸附量明显高于环己烷，随钛含量不同而发生变化，但其Ｈ＿２Ｏ＿２的吸附量却随钛含量增加而显著增大。ＮＨ＿３—ＴＰＤ试验表明，Ｔｉ－Ｓｉ沸石表面酸性相当弱，根本不存在强酸中心。     

NaA沸石分子筛吸水性能的研究

应用脉冲进样法和程序升温脱附技术,研究了NaA沸石分子筛在298—523K范围内对水的吸附性能和脱附再生性能,发现了NaA沸石分子筛上存在三种吸水位置。测定并讨论了NaA沸石分子筛用于气相脱水和再生的最佳操作温度和条件。     

甲烷部分氧化机理的DFT研究—CH_4的活化与解离

使用量子化学计算方法,通过对密度泛函理论(DFT)的应用,采用周期性的分子模型(vaccumslab),模拟计算了甲烷和甲基在Ni(111)表面的吸附和解离(CH4(g)→CH3(ads)+Hads→CH2(ads)+2Hads)。甲烷、甲基和亚甲基分别吸附于Ni(111)表面的hcp、bridge和bridge位置。以物理吸附于催化剂表面的甲烷为反应物,化学吸附于催化剂表面的亚甲基和氢为产物,计算得到甲烷和甲基的解离能分别为42kJ/mol和45 5kJ/mol,活化能分别为202 2kJ/mol和98 2kJ/mol,并对解离路径进行了详细的分析。     

内蒙古几种天然沸石的吸附性能和孔结构的研究

用ＮＨ＿４Ｃｌ对内蒙古５种天然沸石矿化学改性得Ｈ型矿样。用静态容量法测试这５种原矿及其Ｈ型矿样子７７Ｋ时Ｎ＿２吸附等温线。发现除吸附性能不同外，均有程度不同的低压脱附滞后效应。用严继民、张启元方法和Ｄ～Ｒ方程计算了比表面积、孔径分布、微孔体积和特征吸附能。结果发现，Ｎ＿２吸附性能、低压脱附滞后效应、特征吸附能都与它们的微孔结构密切相关。     

Ni催化剂上CO甲烷化的研究

运用程序升温脱附(TPD)及程序升温表面反应(TPSR)方法,对国产 J105型甲烷化催化剂上 CO 的甲烷化进行了研究。TPD 结果表明,CO 有三个脱附蜂,且400℃对应的脱附峰与反应有关,求得脱附活化能为60.52kJ/moL,CO 为一级脱附。TPSR 结果表明,CO 和 H_2在170—420℃反应生成 CH_4和 H_2O。两峰在近乎相同的温度下形成,并且具有类似形状。说明了 CH_4和H_2O 的生成速率被某一相同的基元反应所控制。     

超细镍基催化剂对环戊二烯的选择性催化加氢性能

用原位溶胶-凝胶法制备了不同SiO_2含量及不同n(Ni):n(Mo)的负载型高性能超细镍金属NiO-MoO_3 /SiO_2-Al_2O_3-TiO_2催化剂。并以双环戊二烯为原料,经过热解聚得到环戊二烯,用脉冲反应色谱法研究了环戊二烯的选择性加氢生成环戊烯的过程。使用配方为S_2的催化剂,在反应温度50℃,载气流速30 mL/min,双环戊二烯进样量10μL时,环戊烯的选择性达到100%。由程序升温还原及正丁胺程序升温脱附法分析表明,催化剂的表面产生了还原性能不同的多种镍原子活性位,金属镍与载体间的相互作用增强,为中等强度的酸性催化剂。脉冲反应过程动力学的研究表明,该反应机理符合Rideal-Eley模型,并用该模型估算了环戊二烯加氢生成环戊烯的表观活化能,其结果为82.8 kJ/mol。     

氧氯化催化剂的吸附和反应性能及其活性位置——Ⅰ.氧氯化催化剂对HCl、乙烯和氧的吸附性能及吸附位置

氧氯化催化剂对反应原料气氯化氢、乙烯和氧气的吸附性能依次减弱,对氯化氢的吸附最强烈,在实验条件下对氧则未发现有吸附。催化剂对氯化氧的吸附量与其CuCl_2含量密切相关,CuCl_2含量增加,氯化氢吸附量减少,表明氯化氢的吸附位置可能在催化剂的无CuCl_2覆盖的γ-氧化铝表面。催化剂的乙烯吸附量强烈地依赖于它的氯化锕含量、干燥程度等。实验结果表明,乙烯的吸附位置可能是催化剂表面的一些配位不饱和的铜离子,如四配位的铜离子。实验结果和络合-还原-氧化机理一致。     

硫脲改性壳聚糖微球对Pt~(4+)和Pd~(2+)的吸附特性 Ⅱ.吸附热力学和脱附

利用硫脲改性的壳聚糖微球(TCS)吸附水溶液中的Pt4+和Pd2+,得到了不同温度下Pt4+和Pd2+的吸附等温线,研究了TCS对Pt4+和Pd2+的吸附热力学、Pt4+和Pd2+的脱附以及TCS的重复使用性。实验结果表明,随吸附温度的升高,TCS对Pt4+和Pd2+的饱和吸附容量降低;吸附等温线符合Langmuir模型,TCS对Pt4+和Pd2+的吸附均以化学吸附为主。吸附温度为25~55℃时,TCS吸附Pt4+和Pd2+的焓变分别为-55.25,-54.77kJ/mol,表明吸附过程为放热过程;TCS吸附Pt4+和Pd2+的Gibbs自由能分别为-27.52~-24.73kJ/mol和-28.18~-25.50kJ/mol,表明吸附过程可自发进行。用1.0mol/L硫脲溶液和0.5mol/L H2SO4溶液的混合液脱附Pt4+和Pd2+时效果较好,对Pt4+和Pd2+的脱附率分别高达97.16%和99.38%。TCS有良好的重复使用性以及对Pt4+和Pd2+的分离富集性能。