硅片表面超薄氧化硅层厚度测量关键比对CCQM-K32

利用X射线光电子能谱技术,建立了硅片表面超薄氧化硅层厚度（小于10 nm）准确测量方法。中国计量科学研究院参加了国际关键比对CCQM-K32,根据公布的国际关键比对结果,中国计量科学研究院的测量结果与参比的各国国家计量研究院的测量结果达到了等效一致,测量结果的不确定度为4.6%～7.0%。     

利用Operando IR-MS研究S Zorb工艺中烯烃反应的影响因素

设计构建了用于S Zorb反应化学研究的Operando IR-MS分析表征平台,开发了烯烃加氢反应Operando IR-MS表征技术。以炼油厂运行装置使用的S Zorb工业新剂、待生剂及参比剂为对象,以正丁烯为反应探针分子,系统考察了影响烯烃加氢造成辛烷值损失的因素及其规律。结果表明：与新剂相比,待生剂的烯烃相对消耗量大幅减少,其变化趋势与吸附剂中ZnS和碳的质量分数均成负相关;吸附剂表面的活性Ni对加氢和脱硫反应贡献均较大;吸附剂上NixSy的生成及量的增加抑制烯烃的加氢反应。因此,在保证脱硫率前提下为降低汽油的辛烷值损失,可通过抑制吸附剂上过多的活性Ni、选择性调变表面Ni的存在形态、合理控制吸附剂表面ZnS和积炭量等综合方法来实现。     

工业装置渣油加氢失活催化剂上的金属赋存状态研究

以工业固定床渣油加氢失活催化剂（失活剂）为研究对象,依次采用正庚烷、甲苯对其进行索氏抽提,通过对失活催化剂上金属含量、形态及分布进行分析表征,发现金属沉积量沿着物流方向呈现降低趋势。通过Raman光谱、XPS分析表征发现,渣油加氢失活剂表面沥青质类物质含量很低。渣油加氢处理催化剂的活性相主要有3种：MoS2相、NiMoS相或CoMoS相。沉积的焦炭和金属使得催化剂暴露在外表面的活性相数量非常少。     

铈离子引进方法对其在Y型分子筛中定位的影响

对离子交换法和一步沉积法引进铈离子的系列Y分子筛进行了铈离子定位研究。建立了铈离子在Y分子筛中定位的简便有效的基础表征体系：利用Ce3d XPS谱获得Ce4+/Ce3+摩尔比,通过Ce3d谱及XPS定量结果分析铈离子在分子筛笼内外的存在情况;利用XRD和Py IR确定铈离子在笼内的定位。研究了不同方法引进不同含量铈离子的定位规律。结果表明,离子交换法较沉积法利于铈离子迁移进分子筛笼内,从而进一步迁移进β笼;Ce2O3质量分数为4%、8%、12%和14%时,离子交换法引进的铈离子基本能迁移进β笼。一步沉积法引进的Ce2O3质量分数为4%时,易进入β笼;更多的铈离子则易留在分子筛笼外,可用于防止重金属中毒。     

酸性条件下钛硅分子筛的失活及重排补钛复活研究

对空心钛硅分子筛（HTS）在酸性条件下的催速失活及重排补钛复活过程进行了研究。经过X射线衍射光谱、X射线荧光光谱、电感耦合等离子发射光谱、傅里叶变换红外光谱、紫外-激光拉曼光谱、X射线光电子能谱、29Si固体魔角旋转核磁共振、透射电镜等方法进行表征发现,催速失活过程中分子筛的骨架Si—O—Ti键水解,四配位钛转化为六配位非骨架钛并且流失,导致其催化性能显著降低。在重排补钛复活过程中,一部分钛插入到骨架空位中产生新的活性中心,使得催化剂性能恢复到接近新鲜剂的水平,用于催化氯丙烯氯醇化反应时氯丙烯转化率达到99.1%,二氯丙醇选择性达到99.0%,二氯丙醇质量分数达到26.1%;另一部分引入的钛形成了锐钛矿物种。     

S Zorb吸附剂中Zn2SiO4对汽油辛烷值及脱硫能力的影响

为了研究S Zorb吸附剂中Zn2SiO4对汽油辛烷值及吸附剂脱硫能力的影响,从S Zorb装置上采集了3个具有不同Zn2SiO4质量分数的吸附剂,以FCC汽油为原料,采用固定床评价装置进行了脱硫实验。系统研究了吸附剂的物相组成和表面Ni元素化学态的变化对汽油硫质量分数、脱硫前后辛烷值损失(ΔRON)和烃组成的影响规律。结果表明,随着吸附剂中Zn2SiO4物相质量分数的增加,其脱硫能力明显降低,同时吸附剂外表面n(NiS)/n(Total Ni)也随之增加。在相同的反应条件下,吸附剂外表面n(NiS)/n(Total Ni)增加会导致吸附剂对FCC汽油中烯烃的吸附能力减弱,降低了烯烃加氢饱和的机会,使得FCC汽油脱硫前后的ΔRON减小。C4~C6烯烃加氢饱和生成链烷烃是导致FCC汽油辛烷值损失的主要原因。     

氟改性对不同钨物种在催化剂载体上分散及其加氢脱硫性能的影响

为了探究改变载体表面结构性质对催化剂的金属物种分散以及加氢脱硫活性的影响,分别将偏钨酸铵和磷钨酸负载在Al2O3和F-Al2O3载体上制备相应的催化剂。XRD、IR、N2吸附/脱附、XPS和TEM等表征结果发现,氟改性可显著降低氧化铝载体表面的羟基数量和载体的等电点;与偏钨酸铵溶液相比,磷钨酸溶液的pH值相对较低,更有利于磷钨酸根阴离子在载体表面吸附。氧化态和硫化态催化剂上存在着一些与载体紧密键合、分散较好的钨物种,可抑制Al2O3在水热条件下变成（拟）薄水铝石,但不能避免氟与氧化铝生成氟化铝。采用磷钨酸和氟改性氧化铝匹配制备的催化剂因钨物种能够被较充分地硫化并形成更多片晶较短、层数适中的WS2,从而表现出较高的4,6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫活性。     

X射线光电子能谱法研究加氢脱硫催化剂中活性元素的化学态

 利用 S2p、Mo3d、W4f、Co2p3/2和 Ni2p3/2 X射线光电子能谱（XPS）和谱图解析方法分析了硫化态 Co-Mo/Al₂O₃(SiO₂)和 Ni-W/Al₂O₃加氢脱硫催化剂中各负载元素的常见化学态,简要阐述了 XPS 强度比法推测活性金属在载体表面分散状态的方法。这些信息可为加氢脱硫催化剂工艺条件的选择、催化机理和失活原因的研究提供技术支撑。     

由原子化反应法求算高能化合物的生成热

基于DFT-B3LYP/6-31G*及HF/6-31G*水平的理论计算结果,借助原子化反应及严格的物理化学公式,对49种已有实验值的高能化合物的生成热进行了计算。与实验值的关联比较表明B3LYP/6-31G*水平的计算结果(x)与实验值(y)之间存在良好的线性关系;对49个标题物,线性方程为y=-75.79 0.98x,相关系数R=0.990,标准偏差SD=28.21。以此线性方法预测了高能化合物的生成热,所得结果与实验值偏差较小,表明B3LYP/6-31G*结合原子化反应是兼顾适用性和可靠性的计算高能化合物生成热的较好方法。基于HF/6-31G*水平的原子化反应法不适于计算高能化合物的生成热。     

镧离子在Y型分子筛中的定位及迁移规律

综合运用X射线光电子能谱(XPS)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射谱(XRD)及吡啶吸附红外光谱(Py-IR)等多种表征技术研究了镧离子在镧含量不同的Y型分子筛中的定位情况,并用高分辨XRD Rietveld结构精修验证了综合表征的结论。结果表明：当La₂O₃质量分数为4％、8％、10%、12％和14％时,镧离子基本能迁移进Y型分子筛β笼;当La₂O₃质量分数为16％时,有相当一部分镧离子留在Y型分子筛超笼。进一步应用原位水热XRD研究了镧改性Y型分子筛在水热处理过程中(二交二焙工艺)的结构变化,原位观察到了镧离子在此过程中的迁移规律：即在一次离子交换后镧离子大部分定位于超笼,经一次焙烧后大部分镧离子迁移到β笼,二次焙烧后镧离子几乎全部迁移到β笼。