CO-CH4催化氧化的原位譜學(xué)研究.pdf

1、本論文工作著重考察了Pt和Pd貴金屬基底上氧化物薄膜以及反應(yīng)條件下可能生成的超薄氧化物膜對(duì)CH4或CO催化氧化性能的影響。超高真空-原位紅外光譜高壓反應(yīng)池的巧妙設(shè)計(jì)，可以觀察到紅外光譜中較低波數(shù)區(qū)間內(nèi)可歸屬于金屬-氧鍵的振動(dòng)信息在反應(yīng)過程中的變化。
　　通過模型催化劑多晶Pd和Pt表面上CH4氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線的鮮明對(duì)比，結(jié)合原位紅外譜學(xué)證據(jù)，我們成功地探明了600～800K溫度區(qū)間內(nèi)PdO與金屬Pd的生成與O2分壓的關(guān)系以及相對(duì)

2、催化活性，而Pt表面始終以金屬態(tài)形式存在。利用原位透射紅外光譜和程序升溫反應(yīng)研究了不同預(yù)處理?xiàng)l件得到的負(fù)載型Pd催化劑以及Pd(100)表面所表現(xiàn)出的催化CO氧化反應(yīng)活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:預(yù)還原的負(fù)載型Pd催化劑活性明顯優(yōu)于預(yù)氧化的催化劑;預(yù)氧化的PdO/SiO2催化劑即使在富氧的CO氧化反應(yīng)氣氛中仍會(huì)逐漸被還原，而預(yù)還原的Pd/SiO2催化劑在富氧條件下始終保持金屬態(tài);p(2×2)的化學(xué)吸附O表面以及(√5x√5)R27°的表面氧化物在

3、反應(yīng)氣氛下能很快被還原而表現(xiàn)出相對(duì)較高的CO反應(yīng)性，而體相PdO表面CO反應(yīng)性最差。
　　利用Pt(111)表面作為襯底生長具有規(guī)整二維結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物薄膜制備反模型催化劑，并考察其CO催化氧化性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:覆蓋度介于0～1ML的規(guī)整z-TiOx薄膜對(duì)其CO氧化反應(yīng)催化活性的提高有明顯的幫助，而w-TiOx薄膜覆蓋度介于0.3～0.5ML之間時(shí)表現(xiàn)出對(duì)活性較明顯的促進(jìn)作用。通過多層SiO2薄膜覆蓋特定單晶表面，我們可以測