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色谱法化学吸附仪在催化剂行业2013无机及同位素质谱会2014环境监测仪器形势大好第我国研制超分辨显微镜打破国际技食药总局发布组织申报国家科技计划欧盟成功研制出低成本便携式石棉检广东H7N9禽流感卷土重来疾控整站优化:最给力的优化编者按:在多相催化中,由于反应体系的复杂性,使得再解释催化活性及其机理上遇到了困难,因而妨碍了对特定化学过程最佳催化剂的选择。在以往工作的基础上,研究人员提出了用气象色谱(GC)对催化反应、化学吸附和气体扩散进行联合研究的设计,建立了相应的装置,并拟投入定型化仪器生产。
物理吸收电磁被附加分子以范德华力与吸附剂相结合。化学吸附则因被吸附分子和吸附剂间形成了离子键或共价键。这两种吸附情况,在红外光谱上的反映是不同的。物理吸附只看得谱带的位移、化学吸附由于形成了新的化学键,故出现新谱带。 (1)氮在低温多孔玻璃上的吸附是物理吸附。在未吸附氮分子的干燥多孔玻璃上,它的表面结构中羟基的倍频7326cm-1,引入氮分子后,它的倍频移到7257cm-1。并随时间的增加而加强。7326cm-1带则减弱,二十分钟后,7326cm-1源谱带完全消失。如加热到20℃ ,则7326cm-1带又出现了。这是因为加热使物理吸附的氮分子解吸了的缘故。 (2)乙烯催化加氢反应机理长久未能解决。最终还是用红外光谱解决了这个问题。有两种说法:①先打开双键CH2-CH2的缔合吸附再加氢。②先发生C-H断裂再加氢CH=CH+HM。 │ │ │ │ M M M M 由乙烯在镍上化学吸附后的红外光谱研究指出,这两种情况都有可能。而取决于实验条件——温度、压力、以及催化剂表面是否有一层预吸附层。如有预吸附层则为缔合吸附。这时在红外光谱上有2950-2880cm-1的饱和碳氢伸缩带及1465cm-1的亚甲基弯曲振动。 如催化剂表面无吸附层,则乙烯催化加氢的反应是离解型。红外光谱上有3030cm-1谱带出现,说明有v=CH伸缩振动带出现。
[size=16px][font=arial][color=#222222]近日,中国[/color][/font][font=arial][color=#222222]科学院[/color][/font][font=arial][color=#222222]大连化学物理研究所研究员侯广进团队利用高压原位固体核磁共振(NMR)技术,揭示了部分还原氧化铈催化剂表面上非解离吸附活化双氢物种的独特化学状态。相关成果发表在《美国化学会志》上。 [/color][/font] 氢气在固体催化剂表面的吸附活化是合成氨、合成气转化、储氢等诸多能源化工过程的关键步骤,这引发了研究人员对于催化剂表面氢物种化学状态及催化功能的研究兴趣。然而,受限于表面氢物种环境敏感的特点及固体催化剂表面结构复杂性问题,对催化剂表面氢物种的实验观测存在挑战。因此,亟需发展对表面氢物种的原位、高分辨分析方法,以研究其吸附位点、电子与几何结构、与催化剂的相互作用及对催化反应的影响等重要科学问题。 固体核磁共振技术是高分辨研究催化剂表面吸附物种的重要谱学技术。然而,常规的非原位固体核磁共振方法难以研究表面氢物种在内的气氛敏感的活性物种的真实化学状态。侯广进团队前期克服技术挑战,开发出了高温高压原位固体核磁共振技术,该技术具有较宽的压力和温度操作窗口,并用于固、液、气等多相体系的原位固体核磁共振研究中,揭示了材料合成机制、气体吸附、主客体相互作用、催化反应路径及动力学等关键科学问题。 本工作中,研究人员利用高压原位固体核磁共振技术,研究了氧化铈催化剂表面氢物种的化学状态。团队通过引入HD气体,原位动态下采集二维J耦合2H-1H相关谱,发现并证明了部分还原氧化铈表面存在非解离吸附的双氢物种。团队进一步通过精准测量其J耦合常数及运动弛豫的NMR分析,确定了该双氢物种的活化吸附状态,揭示了HD分子吸附在催化剂表面,H-D键被活化拉长。随后,团队与西安交通大学常春然教授理论计算团队合作,结合不同还原程度的氧化铈吸附氢气的原位1H NMR观测及DFT计算结果,证实了该双氢物种的吸附状态,及其与氧化铈表面氧空位缺陷之间的关联。此外,研究人员借助乙烯加氢的探针反应,利用原位NMR技术观测到了该物种的催化转化过程。 该工作有助于加深对固体催化剂表面氢气吸附活化过程的认识,相关研究分析方法也有望拓展用于研究其它气体的吸附转化过程,从而指导相关催化剂和催化过程的精准设计。[/size]