版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領
文檔簡介
會計學1催化化學英文催化反應動力學穩(wěn)態(tài)動力學技術(shù)瞬態(tài)動力學技術(shù)建立反應速率和操作條件參數(shù)間的定量關系,提出正確的反應機理,預測反應條件時的速率變化。LHHW型:吸附---表面反應---脫附穩(wěn)態(tài)同位素瞬態(tài)動力學--SSITKA一個或多個快速變化的狀態(tài)變量引如系統(tǒng)并跟蹤發(fā)生的系統(tǒng)變化。溫度----程序升溫技術(shù)同位素示蹤產(chǎn)物瞬時分析技術(shù)(TPA)瞬變應答技術(shù)(TransientResponse)光譜跟蹤技術(shù)第1頁/共35頁MonitoringofReactions
MidInfraredSpectroscopy
TheideaisthatthecharacteristicpeakforeachcompoundthatisIRactivechangeswithtimeandthischangecanthenbeusedtofollowthereaction
第2頁/共35頁NearInfraredSpectroscopy
OneproblemwithNIRisthatcompoundsoftendonotexhibithighlycharacteristicpeaks,andoftenthechangesaremoresubtleandinsmallregionsofthespectrum
第3頁/共35頁UV/visspectroscopy第4頁/共35頁Ramanspectroscopy
Ramanspectroscopyprobeshavebecomefashionable.ThistechniqueisanalternativetoMIR,buttherelativeintensitiesofbandsdifferinthetwotechniques,however,manyofthesamemethodscanbeemployedtoanalysethedata.第5頁/共35頁SummaryofmaindataanalysistechniquesThefollowingdataanalyticaltechniquesaremostcommonfortheanalysisofon-linespectroscopicdatafromreactionsusingdifferentspectroscopies.MIRandRaman.Generallyconventionalkineticcurvefittingofpeakareas,butsomedeconvolutionnecessaryifoverlappingpeaks.NIR.UsuallymultivariatecalibrationsuchasPLSandanumberofrelatedclassicalchemometricsmethods.EAS.DeconvolutionusingMLR(multiplelinearregression)andpurestandards,plusmultivariatecalibration.Ofcourselifeisneversosimpleandsomequitesophisticatedapproacheshavebeendevelopedinrecentyearstoextractmoreinformationfromthesehighlyinformativebutsophisticateddatamatricesaswillbediscussedinthenextarticle.
第6頁/共35頁Itisofinteresttoconsiderthewaysinwhichthepresenceofzirconiaeitherasasupportoranadditiveenhancestherateofmethanolsynthesis.zirconiapromotestherateofmethanolformationoccurringonthesurfaceofCu,oralternativelyCupromotesthesynthesisofmethanoloverzirconia.Whichofthesetwooptionsoffersthemostplausibleexplanation.In-SituInfraredStudyofMethanolSynthesisfromH2/CO2overCu/SiO2andCu/ZrO2/SiO2IanA.FisherandAlexisT.Bell,JOURNALOFCATALYSIS172,222–237(1997)第7頁/共35頁InfraredspectratakenduringexposureofCu/SiO2to0.16MPaCO2and0.49MPaH2.第8頁/共35頁InfraredspectratakenforCu/SiO2at523Kafterswitchingthefeedfrom0.65MPaH2to0.16MPaCO2and0.49MPaH2at523K.第9頁/共35頁TemporalResolutionofSurfaceSpeciesTransientspectrawereobtainedafterswitchingthefeedfromH2to3/1H2/CO2atatotalpressureof0.65MPawhilemaintainingthetemperatureoftheCu/SiO2catalystat523K.TheresultsareshowninFig.3.b-HCOO–Cu(2927,2849,1540,1350cm°1),andweakfeaturesforadsorbedCOonCu(2128,2094,2077cm°1,notshown)formimmediatelyuponswitchingandtheintensitiesofthebandsforthesespeciesremainrelativelyconstantduringthe22.6htransient.At2.7minintothetransient,apeakat2959cm°1beginstogrowinandincreasesinintensityduringtheremainderofthetransient.ThisfeatureisascribabletoCH3O–Siandthecompanionpeakat2856cm°1isevidencedbytheasymmetryofthepeakat2849cm°1(shoulderontheleft).CH3O–Siisalsoevidencedbytheshoulderat2994cm°1andthebendingmodeobservableat1464cm°1atlongertimes.ThesefeaturesforCH3O–SihavebeenobservedduringmethanoladsorptiononCu/SiO2.第10頁/共35頁InfraredspectratakenduringexposureofZrO2/SiO2to0.16MPaCO2and0.49MPaH2第11頁/共35頁Theprincipalfeaturesat323Karethoseforb-HCO3–Zr(1619cm°1)andi-CO3–Zr(1442cm°1).Asmallamountofm-CO3–Zr(1382cm°1)andb-CO3–Zr(1351cm°1(sh))arealsopresent.Asthetemperatureisincreased,theconcentrationsofb-HCO3–Zrandi-CO3–Zrdecreaseandbandsappearthatarecharacteristicofb-HCOO–Zr(2974,2892,1565,1386,1369cm°1).At523Kbandsappearat2942,2842,and1463cm°1whichareattributabletomethoxidespeciesonzirconia(CH3O–Zr)region(notshown),peaksforCOonCu(2131,2094,2077cm°1)arepresentat323K.Thepeakat2131cm°1isgoneat373K,whilethoseat2077and2094cm°1arepresentatalltemperatures,butdecreaseinintensitywithtemperature.第12頁/共35頁InfraredspectratakenduringexposureofCu/ZrO2/SiO2to0.16MPaCO2and0.49MPaH2第13頁/共35頁At323Kthespectrumiscomprisedoffeaturesattributabletob-HCO3–Zr(1606,1465cm°1),m-CO3–Zr(1490,1383cm°1),b-CO3–Zr(1576cm°1),andweakfeaturesforb-HCOO–Zr(2980,2897,1568,1390,and1370cm°1).Inthetemperatureintervalof373–523Kb-HCOO–Zr(2980,2897,1568,1389,and1370cm°1)becomesthedominantspecies.Withincreasingtemperaturetheintensitiesofthebandsforthisspeciespassthroughamaximumat423K.At373Knewfeaturesappearat2966and2861cm°1duetobidentatemethylenebisoxyonzirconia(b-CH2OO–Zr)(45,47–50),andat2944and2846cm°1duetoCH3O–Zr.At473Kbandsappearat2957and2856cm°1duetoCH3O–Si.At523K,thefeaturesforb-CH2OO–Zrarenotreadilyapparent.第14頁/共35頁Itisevidentthattheformationofb-HCOO–ZrandCH3O–ZraresignificantlyfasterinthepresenceofCu.第15頁/共35頁Intensitiesofb-HCOO–ZrandCH3O–ZrfeaturesformateandmethoxidedecayoccursmuchmorereadilyonthecoppercontainingcatalystandthatmethoxidedecaysonlyextremelyslowlyonZrO2/SiO2.第16頁/共35頁Proposedmechanism.CO2isadsorbedonZrO2andthenundergoesstepwisehydrogenationtoformate,ethylenebisoxy,andmethoxidespecies,withatomichydrogenbeingsuppliedbyspilloverfromCu.ThefinalstepinthissequenceisthehydrolysisofthemethoxidegroupsonZrO2viareactionwithwaterproducedasaco-productofmethanolsynthesisandthereverse-water–gas-shiftreaction.ThelatterreactionisthoughttooccurexclusivelyonCuandisnotenhancedsignificantlybythepresenceofZrO2.第17頁/共35頁標記同位素方法同位素質(zhì)子數(shù)相等但中子數(shù)不等---電子結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)不變動力學同位素效應反應機理H和D在振動頻率和穿越活化勢壘的差異穩(wěn)定性同位素放射性同位素13C,18O,15N,D14C,35S等等第18頁/共35頁穩(wěn)定性同位素標記物的分析原子質(zhì)量數(shù)的差異伸縮振動頻率的紅移核自旋量子數(shù)不為零MSIRNMR第19頁/共35頁標記同位素方法研究反應機理丙烯歧化反應2C=C*-C→C-C*-C-C-C*-C
→C=C*+C-C=C*-CCH2=14CH-CH32C=C*-CC-C*-CC-C*-C→→C=C+C-C*=C*-CRe2O7/Al2O3第20頁/共35頁標記同位素方法研究反應機理CO+H2合成甲醇的反應機理Rh/TiO2CO→C+OadCHn+Had
→CH(n+1)adCH3ad+OHad
→CH3OHH2
→2HadHad+Oad
→OHadCO→COadCOHn+Had
→COH(n+1)adCOH3ad+Had
→CH3OHH2
→2HadCO離解的反應機理CO非離解的反應機理第21頁/共35頁標記同位素方法研究反應機理CO+H2合成甲醇的反應機理Rh/TiO23234Massnumber33Molefraction/%13CH316OHProducts50%13CO+50%14COasC18OsourceCO非離解的反應機理12CH316OH13CH318OH12CH318OH35154442CO離解的反應機理產(chǎn)物的分布各25%第22頁/共35頁標記同位素方法研究反應機理丙烯氧化的反應機理CH3-CH=CH2+O2
→CH2=CH-CHOH2C
CHCH2HCH2D-C-H=CH2CH3-CH=CHDCD3-CD=CD2CH3-CH=CH2RDSH14CH3-CH=CH214CH2=CH-CH350%CH2=14CH-CH30%H&DkineticeffectCarbonIsotopicTracer第23頁/共35頁18CH2=CH-CH16OCH2=CH-CH18OConvincingevidentfortheinvolvingofLatticeOxygenSelectiveOxidationofpropylenetoAcroleinOxygenactivationTOS第24頁/共35頁Steady-StateIsotopic-TransientKineticAnalysis---SSITKAS.L.Shannonetal.,Chem,Rev.,95(1995)677-695-------穩(wěn)態(tài)同位素瞬變動力學同位素示蹤技術(shù)瞬變動力學技術(shù)IR技術(shù)根據(jù)產(chǎn)物分布推測中間物種直接觀察催化劑表面吸附物種的變化吸附,基元反應,脫附MS和IR檢測技術(shù)的結(jié)合提供更深入的反應信息第25頁/共35頁TypicalReactionSystemforSSITKAExperimentalGasFeedSystemReactionSystemProductAnalysisIRcell第26頁/共35頁穩(wěn)態(tài)同位素瞬變技術(shù)動力學參數(shù)的測定反應穩(wěn)態(tài)反應體系的流速,壓力,溫度,催化劑表面狀態(tài)以及反應物和產(chǎn)物的濃度不隨時間發(fā)生變化。同位素瞬變在反應穩(wěn)態(tài)條件下進行反應物A和其同位素A*的理想切換或脈沖,但仍然保持體系的穩(wěn)定。瞬變響應信息反應物在催化劑表面的吸附和反應導致了同位素A*的瞬變響應和惰性失蹤劑的瞬變響應的差別。第27頁/共35頁表面中間物種的量和壽命A→*AP→*P瞬變響應曲線的積分求得表面物種的停留時間Typicalnormalizedstep-inputtransientresponsesfromAto*A/He反應處于穩(wěn)定狀態(tài)時,產(chǎn)物P的生成速率可以根據(jù)流量和含量直接獲得,除以停留時間即得到中間物種的表面濃度。化學吸附法確定的表面暴露的原子總數(shù)表面中間物種的覆蓋度第28頁/共35頁推測催化劑表面反應機理Productresponsesof*COpulseintoaCOgasflowduringC2H4hydroformylation對生成產(chǎn)物P的中間產(chǎn)物停
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 少年華羅庚觀后感5篇
- 師德演講比賽講話稿
- 公路工程試驗檢測人員業(yè)務培訓-《公共基礎》輔導文件
- 2015安徽道法試卷+答案+解析
- 基于注意力機制的GNSS-INS緊組合導航關鍵技術(shù)研究
- 二零二五年度設備回購與智能化改造協(xié)議合同3篇
- 二零二五年度旅游項目委托采購合同3篇
- 二零二五年度汽車貸款個人信用記錄查詢合同3篇
- 2025版水電站股份轉(zhuǎn)讓與新能源發(fā)電設備采購協(xié)議2篇
- 應急預案的協(xié)同作業(yè)
- 2025-2030年中國納米氧化鋁行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略研究報告新版
- 2025年度正規(guī)離婚協(xié)議書電子版下載服務
- 2025年貴州蔬菜集團有限公司招聘筆試參考題庫含答案解析
- 春節(jié)后安全生產(chǎn)開工第一課
- 2025光伏組件清洗合同
- 電力電纜工程施工組織設計
- 2024年重慶市中考數(shù)學試題B卷含答案
- 醫(yī)生給病人免責協(xié)議書(2篇)
- 人教版(2024年新教材)七年級上冊英語Unit 7 Happy Birthday 單元整體教學設計(5課時)
- 口腔粘膜常見疾病
- 高中物理選擇性必修2教材習題答案
評論
0/150
提交評論