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Ti-MWW分子筛吸附H2O和NH3的结构和振动光谱的密度泛函理论计算

乔溢铭 , 范志琳 , 蒋艳娇 , 李娜 , 董浩 , , 周丹红

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)60900-7

Ti-MWW分子筛具有10元环(10MR)孔道体系和12MR超笼以及外表面杯状空穴,在以H2O2水溶液为氧化剂的催化氧化反应中表现出不同于其他钛硅分子筛的特殊溶剂效应和立体选择性.已有的实验和密度泛函理论(DFT)计算研究表明,骨架Ti(IV)可能分布在10MR孔道和12MR超笼中.最近,我们采用DFT计算研究了Ti-MWW分子筛中骨架钛落位,通过比较Ti/Si替代能和红外振动光谱,提出Ti(IV)最可能落位在T1和T3位,并以[Ti(OSi)4]形态存在,显示960 cm–1钛特征振动峰.[Ti(OSi)4]物种水解时Ti–O键发生选择性断裂,生成具有翻转Ti–OH的[Ti(OSi)3OH]物种.由于Ti中心具有Lewis酸性,与配体分子络合后使Ti(IV)的配位状态改变. Ti-MWW分子筛中不同的骨架Ti(IV)落位和形态可能呈现不同的催化选择性.本文应用DFT研究了Ti-MWW分子筛中T1和T3位上不同钛物种与H2O和NH3的吸附作用,考察了其几何结构、吸附能以及红外振动光谱性质,为深入理解骨架Ti(IV)的微观结构及实验红外光谱表征提供参考数据.计算采用36T簇模型,从MWW分子筛晶体结构中分别以T1和T3为中心截取七层骨架原子,末端设为Si–H键并固定为1.46?.结构优化时松弛内部四层骨架原子并固定最外三层骨架原子.所有计算在B3LYP/6-31G(d,p)理论水平完成,计算的吸附能都经过BSSE校正,计算的频率以约化因子0.961校正.所有计算在Gaussian 09软件包完成.计算结果表明,四配位的[Ti(OSi)4]和[Ti(OSi)3OH]物种都能与H2O或NH3分子作用生成三角双锥的五配位络合物. H2O或NH3分子有选择性地进攻Ti–O键的Ti端,形成近乎直线的L–Ti–O键, L–Ti距离可达2.2–2.4?. T1位钛物种的Lewis酸性比T3位的略高.对于[Ti(OSi)3OH]物种, Ti–OH的存在使得Ti(IV)的酸性大大增强,表现出很强的吸附作用.此外,[Ti(OSi)3OH]物种也能通过Ti–OH基团与H2O和NH3形成氢键络合物,但是其吸附能比形成配位络合物的能量更小,说明配体分子更趋向于吸附在Ti中心形成配位络合物.自然键轨道分析表明, Ti(IV)中心的Lewis酸性归因于Ti的空4p轨道接受配体提供的孤对电子,并且属于LUMO+3.所有吸附络合物的特征振动频率分布在两个区域,即钛特征振动区域和羟基振动区域. T1和T3位的[Ti(OSi)4]物种的钛特征振动频率都在960 cm–1,与H2O形成五配位的吸附络合物之后,钛特征振动频率位移到970 cm–1.[Ti(OSi)3OH]物种的钛特征振动频率分别为990 cm–1(T1位)和970 cm–1(T3位),吸附H2O分子后都位移到980 cm–1.相应的NH3吸附络合物的钛特征振动峰频率都高出5 cm–1.分析表明,钛特征振动模式归属于Ti–O–Si键的不对称伸缩振动的协同振动.在羟基伸缩振动区域,气相H2O、末端Si–OH基团以及Ti–OH基团的羟基伸缩振动在3600–3760 cm–1.吸附H2O后,羟基伸缩振动移到3460–3150 cm–1区域.[Ti(OSi)3OH]物种与NH3和H2O形成氢键络合物后,钛羟基的伸缩振动频率分别红移500和1100 cm–1,出现在2700和3200 cm–1区域.吸附分子的O–H和N–H的伸缩振动频率略微蓝移,这反映了Ti物种具有Lewis酸性.

关键词: 密度泛函理论 , 钛硅分子筛 , 络合 , 振动频率 , 红外光谱

正丁烷在Au,Zn组合改性纳米HZSM-5上的催化转化

艾沙·努拉洪 , 刘家旭 , , 郭洪臣

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(12)60539-7

采用沉积沉淀和浸渍法制备了Au-Zn组合改性HZSM-5催化剂.并且对比研究了HZSM-5,Au/HZSM-5,Zn/HZSM-5和Au-Zn/HZSM-5催化剂的性质和催化性能.采用UV-Vis和XPS表征揭示出Au-Zn/HZSM-5催化剂中Au物种与Zn物种的相互作用.正丁烷探针反应结果表明,在Zn/HZSM-5催化剂中引入Au有效地提高了正丁烷的脱氢芳构化性能,同时抑制了正丁烷在Zn活性中心上的氢解副反应.在相同条件下,与Zn/HZSM-5催化剂相比,正丁烷转化率由49.1%增加到70.8%,烯烃和芳烃产物总选择性由57%增加到61.98%,干气的选择性由31%降低至28.4%.上述结果表明,Au-Zn/HZSM-5催化剂在轻烃芳构化反应中具有良好的催化性能.

关键词: , , HZSM-5分子筛 , 正丁烷转化 , 脱氢 , 芳构化 , 纳米金颗粒 , 沉积沉淀法

分选出钢渣中惰性矿物改善其胶凝性

, 侯新凯 , 赵正富 , 杨洪艺

硅酸盐通报

用XRD、光学显微镜、扫描电子显微镜及能量色散谱仪等测试手段,测定昆钢钢渣中微观结构特征,并用小型工业装置分选钢渣中RO相.昆钢钢渣中惰性矿物含量约占31%,其中RO约21%,Fe3O4和金属Fe约10%.分选惰性矿物后的高活性钢渣粉,以30%掺量方法检验,钢渣粉的7d、28 d活性指数均提高11%以上,达到一级钢渣粉标准.以50%掺量方法检验,钢渣粉7d、28 d活性指数分别49%~51%、67% ~68%;1∶1混合粉7d、28 d活性指数分别51%、71% ~72%,达到昆钢矿渣粉产品的活性水平.

关键词: 钢渣 , 惰性矿物 , 气力分选 , 胶凝性

美国纽柯公司特福德中厚板厂

钢铁

美国纽柯公司特福德中厚板厂的板坯连铸机和轧机由达涅利公司提供.介绍了工厂的特点、工厂参数的精确调试和优化、产量和质量的提升.工厂的连铸机是世界上最宽的长漏斗形结晶器板坯连铸机,能够生产优质合格的产品并连续不断地打破了产能纪录.

关键词: 板坯 , 连铸 , 结晶器

美国纽柯公司特福德中厚板厂

B.DiGiusto

钢铁

美国纽柯公司特福德中厚板厂的板坯连铸机和轧机由达涅利公司提供。介绍了工厂的特点、工厂参数的精确调试和优化、产量和质量的提升。工厂的连铸机是世界上最宽的长漏斗形结晶器板坯连铸机,能够生产优质合格的产品并连续不断地打破了产能纪录。

关键词: 板坯;连铸;结晶器

海南万大气腐蚀环境特点的研究

祁凤玉

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2000.03.014

通过利用大气腐蚀监测仪(ACM)对海南万地区的大气腐蚀进行长期电化学监测的结果,与该地区同期的主要大气腐蚀环境因素对比分析,初步找出海南万大气腐蚀的主要环境因子及其腐蚀环境特点.海南万长期处于高温高湿条件下,大气腐蚀处于连续不断过程之中,但这一地区大气污染少,加速因素较小,因而大气腐蚀不严重.

关键词: 大气腐蚀 , 环境因子 , 电化学监测

兰州彭阱核心电极的最优电压幅值计算

孙宇梁 , 王永生 , 田玉林 , 王均英 , 黄文学

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.32.03.341

阱是用于直接测量原子核质量的精确设备.为了保证彭阱的测量精度,需在阱中心产生精准的四极静电场,而四极静电场是通过对彭阱的核心电极施加合适的电压产生的.采用公式推导法和最小二乘法两种方法计算得到了LPT核心电极需加电压幅值.对于公式推导法,电压值完全从理论出发,经公式推导后计算得到;最小二乘法的出发点是使取样偏差的平方和最小,且通过仿真模拟考虑了电极的实际几何形状.由这两种方法得到的非四极项系数C4和C6,可用于估算因偏离理想四极电场所产生的实验误差.虽然这两种方法的出发点不同,但都可以在阱中心产生需要的四极电场.

关键词: , 质量测量 , 四极电场 , 电极电压

输油管道腐蚀调查分析与对策

赵庆华

腐蚀与防护 doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2002.03.013

对鲁输油管道的防护层状况、恒电位仪运行参数和管道本体进行了调查分析,认为管道腐蚀原因是由于防护层老化,出现保护死角.提出加强管道防护层检补漏、大修并增设阴极保护装置等措施以延长管道使用寿命.

关键词: 输油管道 , 腐蚀 , 调查分析 , 对策

绕丹衍生物分析贵金属在中国的应用

李简 , 冯玉怀 , 杨丙雨

贵金属 doi:10.3969/j.issn.1004-0676.2010.04.015

以绕丹宁为母体合成的一系列绕丹衍生物是一类分析贵金属的著名试剂.我国1950年就开始对其研究,但进展缓慢.改革开放以来,绕丹衍生物研究应用进展极快,先后合成与应用了40多种这类试剂对金、银、铂、钯的分析测定进行了研究,已发表了110多篇论文和报告.该文对这些研究成果作一简要综述,以利今后的研究发展.

关键词: 分析化学 , 绕丹衍生物 , 贵金属 , 分析测定 , 综述 , 中国

热分析技术研究东烟煤的高温特性

史学星 , 孟祥升 , 鞠新华

物理测试

介绍了热分析技术,并利用该技术对东烟煤不同升温速率下的燃烧和热分解过程进行了试验研究.结果表明:东烟煤的燃烧是一个分阶段进行的氧化放热过程.且随着升温速率的增加,煤样的着火点、最大燃烧速率以及完全燃尽所对应的温度随之升高;但升温速率对初挥发分初析温度影响不太显著.随着升温速率的增加,煤样最大热分解速度所对应的温度逐渐升高;而升温速率对煤样热解产物初析温度和最大热分解速度的影响不大.

关键词: 差示扫描量热法 , 热重法 , 燃烧 , 热分解

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