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模拟考试试卷-6

2016/02/11 13:58:07 人浏览

《现代催化表征技术》课程考核题目


1、 (40分)为了考察Pd/Al2O3催化剂在甲烷催化燃烧反应中,水蒸汽对催化剂的影响,做了250oC时在原料气(CH4+空气)中无水和有水气氛下催化剂的原位红外光谱,如下图所示。试问:(1)证明下列吸收峰的归属:3770,3723和3680cm-1处的吸收峰归属于Al2O3表面羟基振动的吸收;3556,3697和3733cm-1附近的吸收峰归属为PdO表面羟基振动的吸收;3014cm-1处的吸收峰归属为气态CH4的吸收。(如通过文献证明时,需列出出处)(2)无水和有水气氛下催化剂的原位红外光谱图有何区别?(3)如何解释这些区别?由此可以得出水蒸汽对催化剂的影响结果是什么?


图1  Pd/Al2O3催化剂上甲烷催化燃烧反应的原位红外吸收光谱

(a)无水蒸汽 (b)含2%的水蒸汽

2、 (40分)采用化学镀法在FeCrAl不锈钢基材上制备Pd/FeCrAl催化剂(其中钯的负载量约为1.2%),一般需先后经过以下几个步骤:基材脱脂——基材去除氧化层——化学镀钯——空气气氛中镀后热处理。取不同步骤所得样品分别作了以下几种表征,结果如下所示。试问:(1)由样品的XRD图分析,不同步骤所得样品的物相结构是什么?要求列出各个物相的JCPDS卡的编号和主要的衍射峰归属。(提示:可能会含有Pd、PdO或FeCrAl合金)

(2)分别分析不同步骤所得样品的BET比表面积和SEM表征结果的区别?由此可以得到什么结论?

(3)由化学镀后所得样品的TG/DTA表征结果,分析镀后热处理过程可能发生了什么热效应?(提示PdO在较高温度时会分解为单质钯)



图2 不同步骤所得样品的XRD图

a)脱脂后;b)去除氧化层后;c)镀钯后;d)镀后热处理后


表1  不同步骤所得样品的比表面积

样品

BET比表面积(m2 /g)

脱脂后

0.2399

去氧化层后

0.3510

化学镀Pd和热处理后

0.4470

图3  不同步骤所得样品的SEM图

a)脱脂后;b)去氧化层后;c)化学镀Pd和热处理后



图4  化学镀后所得样品在空气气氛下的TG/DTA曲线

3、(20分)谈谈你对本课程的感想和建议。