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催化学报 ›› 2004, Vol. 25 ›› Issue (11): 909-914.

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Rh/SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气的核磁共振研究

吴廷华1,严前古2,张奇能1,牛振江1,晁自胜2,叶剑良2,万惠霖1,2   

  1. 1 浙江师范大学物理化学研究所,浙江省固体表面反应化学重点实验室, 浙江金华 321004; 2 厦门大学化学系固体表面物理化学国家重点实验室, 福建厦门 361005
  • 收稿日期:2004-11-25 出版日期:2004-11-25 发布日期:1987-07-30

  • Received:2004-11-25 Online:2004-11-25 Published:1987-07-30

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摘要： 利用1H MAS NMR技术,在甲烷部分氧化(POM)制合成气反应条件下研究了Rh/SiO2催化剂上氢与金属的相互作用及反应机理. 结果发现,氢气在Rh/SiO2上解离吸附后可能有四种存在形式: 化学位移为δ=-100～-120的可逆(αM)和不可逆(αI)吸附氢物种,δ=0～-100的“氢云”或“氢雾”形式的氢物种和δ=3.0的溢流氢物种. 溢流氢物种是由可逆吸附的氢物种和“氢云”或“氢雾”状态的氢物种溢流到SiO2上并弱吸附在桥式氧(Si-O-Si)附近而形成的. 溢流氢物种活化晶格氧,形成一种POM反应的活性氧物种OH-. 活性氧物种OH-反溢流到Rh上,并与CH4解离吸附在Rh上的CHx物种反应生成含氧中间物种CHxO. CHxO物种的化学位移为5～7. O2参与CHxO物种的进一步氧化,或补充溢流氢夺取桥式氧后形成的缺陷位上的晶格氧,在高温(973 K)反应条件下,O2可能优先补充缺陷位上的晶格氧,使CHx的氧化按表面反应机理进行.

关键词: 甲烷, 部分氧化, 合成气, 铑, 负载型催化剂, 核磁共振