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构建化学组成相同、晶相结构不同La2Zr2O7用于甲烷氧化偶联(OCM)
【作者】 徐骏伟; 习蓉; 徐香兰; 方修忠; 张艳; 张之轩; 王翔;
【机构】 南昌大学化学学院;
【摘要】 一些晶相结构的A2B2O7复合氧化物含有本征8a氧空位和表面碱性,热稳定性高,具备甲烷氧化偶联反应对活性位点的大部分要求。但人们迄今对其用于该反应的构效关系缺乏系统深入的理解。[1]本文设计制备了两种化学组成相同,但晶相不同的La2Zr2O7复合氧化物催化剂用于OCM反应。XRD、Raman和STEMMapping结果表明两种纯相结构均成功合成(图1)。反应结果表明,具有无序的缺陷萤石晶相结构的La2Zr2O7复合氧化物(La2Zr2O7-F)比具有严整烧绿石晶相结构的La2Zr2O7复合氧化物(La2Zr2O7-Py)对OCM反应的性能更为优良。原位拉曼结果表明,O2-离子为该系列催化剂在OCM反应过程中唯一活性氧物种。(图2)利用H2-TPR、O2-TPD、CO2-TPD、EPR及XPS等手段,我们发现La2Zr2O7-F催化剂与La2Zr2O7-Py催化剂相比,其表面含有更丰富的活性O2-和中等强度碱中心,因此对OCM反应更有利。[2]此外,固体漫反射紫外光谱、光致发光光谱、HRTEM及DFT计算结果进一步证明了La2Zr2O7-F催化剂表面比La2Zr2O7-Py催化剂表面更容易产生氧缺位且浓度更高。
【关键词】 甲烷氧化偶联;
烧绿石;
晶相结构对反应性能影响;
无序缺陷萤石;
超氧O2-;
【基金】 国家自然科学基金(21567016,21666020,21962009);国家科技部重点研发计划(2016YFC0209302);江西省自然科学重点基金(20181ACB20005,20181BCD40004)
- 【会议录名称】 稀土元素镧铈钇应用研究研讨会暨广东省稀土产业技术联盟成立大会摘要集
- 【会议名称】稀土元素镧铈钇应用研究研讨会暨广东省稀土产业技术联盟成立大会
- 【会议时间】2019-11-15
- 【会议地点】中国广东广州
- 【分类号】O643.36
- 【主办单位】中国稀土学会、广东省稀土行业协会、广东省稀土产业集团