红外光谱研究低温时NO在Cu-ZSM-5上的吸附和歧化反应.pdfVIP

红外光谱研究低温时NO在Cu—ZSM一5上的吸附及歧化反应’ 肖莉卞国柱伏义路林培琰 (中国科技大学化学物理系，合肥230026) 解反应机理等进行了大量的研究。红外光谱研究表明，在Cu—ZSM一5表面存在着多种吸附形态．如 C时Cu—ZSM一5催化剂上NO会发生歧化反应， NO，、N。O。、N07等。文献报道。潮，温度低于300 C以上进行。试验发现一120C附近NO可在Cu／ 生成N。O和NO。，但研究工作主要局限在--80 C～一150C的低温条件 AI…OCu—ZSM一5等催化剂上发生剧烈歧化反应，本文系统研究了一60 下NO在Cu—ZSM一5(铜交换度为79％)上的吸附及反应。样品在自制低温红外池中原位测谱，首先 升温至400C，抽空至0．13Pa进行真空自还原，在抽空状态下降温，再进行吸附试验。 1样品一150C下吸附NO及升温后的红外光谱 50 kPa a所 样品经抽空还原处理后，降温至一1 C，通人0．4 NO，吸附平衡后红外光谱如图1 907 示。在1907、1858、1820、l756、1720cm-1处有明显的吸收峰存在。各吸收峰的归属为[2’3]：1 820 720 cm_1处的吸收峰是NO在cu”上的吸附；1crll_1和1ClTI-1处的吸收峰对应于NO在cu+ 858 上的孪生吸附．这时NO以二聚体(No)：的形式存在；1cml处的吸收峰的归属相对复杂，有 6201 540eml附近有强吸收，试验 的作者将该峰归属为NO。或N。O。的吸收，但这些物种在1 756 中未观察到相应的强峰，该峰可能主要来源于NO低温下的物理吸附；1 crll-1的吸附峰在文献 条件下未检测到，可见也是一种低温下的弱吸附，综合考虑，将其归属为(NO)。在O上的吸附，可 能形成了类似N。O。的结构。红外光谱显示，样品经400‘C抽空处理2h后，表面上的铜主要以 Cu+的形式存在。但仍存在少量Cu“物种。 升温至一136C并稳定1h后记录的红外光谱见图1b。在2225、1890cm_1处出现吸收峰，分 别为N：o在表面的吸附和NO在Cu”一O一上的吸附，表明此时发生了NO歧化反应，生成大量 N。O并吸附在表面上。同时l907cm。附近峰增加，歧化反应产生的氧物种将表面上部分Cu+物 种氧化。在1756cmu附近的吸收峰变强，并向1780cm。附近移动，形成了强吸收带。继续升温 至一108 225、1907和1890 C并稳定1h后记录的红外光谱见图lc。2 cm_1处的吸收峰继续增强， 556 其中在l907～1870em“处形成了强吸收带。另外在1 cml附近也形成了强吸收峰，对应于 820、1780～1760和1720 N：O。的吸附。而1 cm“处的峰强减弱。说明歧化反应剧烈进行，伴随 着较多的Cu+被氧化成Cu”。同时有较多的NO被氧化。 本文试验温度很低，但NO歧化及伴随的NO氧化反应却比文献报道的结果剧烈得多。 升温至一60 d所示，2225 C的红外光谱如图1 cml处的吸收峰减弱，可见有N：O从表面脱 附。1890、l875