以H3PW12O40(PW12)作为固体表面材料,用IR,TPD和激光促进表面反应(LSSR)技术等手段考察了PW12的表面构造、化学吸附性能和激光促进CH4部分氧化合成CH3OH的反应规律.PW12表面上存在着Lewis碱位(W=O和W-O-W键中的氧位)和Lewis酸位(-W6+-).CH4在PW12表面的Lewis碱位上发生化学吸附,主要吸附位是W=O键.采用980 cm-1的激光激发PW12表面的W=O键,在100 ℃以上和常压下,CH4的部分氧化反应顺利进行.CH3OH是CH4氧化的直接产物,HCHO,CH3OCH3和烃类是CH3OH进一步反应的产物.H2O分子在反应中的作用可能为: 通过激光参与下H2O分子与PW12表面发生相互作用,能产生有利于CH4吸附和CH3OH生成的表面活性位W6+-O-,同时产生有利于气相分子氧补充反应消耗晶格氧的表面氧缺位,从而提高光能的有效利用并加速CH4直接氧化反应的进行.根据实验结果,探讨了LSSR机理.
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