PDF《非晶态 ！＂》

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$ ( ! ! $ % ! 国家自然科学基金资助项目 ( &

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$ ! ! . 非晶态! # $ % &

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# $ % ( ) * 表面上激光促进 甲烷直接氧化合成甲醇的研究! 高峰, 钟顺和!! (天津大学化工学院,天津 # % &

) 摘要: 用溶胶―凝胶法合成了非晶态= >

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@ A *.用BCD和 E @ C表征了其结构和晶格氧 的活性;

用F C和E @ D表征了G H * 在其表面上的吸附行为;

用I J J C方法考察了G H * 直接氧化合 成G H # A H的反应规律.结果表明, = >

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@ A * 具有非晶态的结构, = >

@ A * 和?/@A*的微区被均 匀地相互隔离, 导致固体本身不具有长程有序性.非晶态的= >

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@ A * 与晶态的= >

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@ A * 相比, 其晶格氧的活性大且活性氧的含量高.G H * 以分子态吸附于固体表面 @KA键上, 非晶态 = >

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@ A *表面上G H * 的吸附强度和吸附量都较晶态= >

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@ A * 上大.用! % #9 ,$ !的激光 激发固体表面@KA键, 在! L以上G H * 的直接氧化反应顺利进行, G H # A H保持高选择性.在 相同的反应条件下, 非晶态= >

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@ A * 能更有效地促进反应的进行, 表明在激发相同表面化学 键的情况下, 固体表面材料的其它性质如粒度、 比表面积和晶格氧的活性对反应也有一定程度的 影响. 关键词: 甲烷;

甲醇;

部分氧化;

激光促进表面反应;

非晶态磷酸盐 中图分类号: A ( * # 文献标识码: ? + 前言随石油资源的日益减少, 对天然气的开发和利用已越来越受到人们的关注.将天然气的 主要成分甲烷转化为更有价值的物质如甲醇、 甲醛和乙烯等, 更成为近年的研究热点 [ ! ] .但 就目前的现状来看, 甲烷直接氧化制甲醇的难度似乎最大, 甲烷转化率和甲醇选择性低的问题 还没有解决 [ &

, # ] . 激光促进表面反应 (I J J C) 技术将催化材料选择性吸附和活化反应物分子以及激光光子 选择性激发和活化固体表面化学键或吸附态分子有机地结合起来, 从而成为一种充满应用前 景的光催化合成方法 [ * $ ( ] .本文以非晶态= >

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@ A * 为固体表面材料, 以可选频E + ?G A &

激光器为光源, 进行了甲烷直接氧化合成甲醇的研究, 以期进一步探索I J J C的规律和固体表 面材料的形态对I J J C的影响. , 实验部分 , : + 固体表面材料的合成 按化学组成称取定量分析纯= >

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A、? / G / # ・ ( H &

A和MH*H&

@A*溶于适量无离子 第! #卷第'

期&

年! 月化学物理学报GHFM+J+N A O C M ? IA =G H + P F G ? I@ H Q J F G J R

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水中制成透明溶胶.然后在冰水浴中边剧烈搅拌边加入环氧丙烷制成凝胶.凝胶经老化、 乙 醇洗涤和干燥后, 先后在 ! 和# 中煅烧, 得到非晶态$ % &

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( + # , 表面材料.作为比较, 同 时以常规的沉淀法制备了晶态$ % &