Rh/SiO_2催化剂上甲烷部分氧化制合成气的核磁共振研究

摘要

利用1HMASNMR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 =- 10 0～ - 12 0的可逆 (αM)和不可逆 (αI)吸附氢物种 ,δ =0～ - 10 0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 (973K)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 .