金属氧化物催化剂的研究论文

金属氧化物在催化领域中的地位很重要，它作为主催化剂、助催化剂和载体被广泛使用。就主催化剂而言，金属氧化物催化剂可分为过渡金属氧化物催化剂和主族金属氧化物催化剂，后者主要为固体酸碱催化剂（见酸碱催化作用）。碱金属氧化物、碱土金属氧化物以及氧化铝、氧化硅等主族元素氧化物，具有不同程度的酸碱性，对离子型（如正碳离子）反应有催化活性，还可用作载体或结构助催剂。主族金属氧化物催化剂为酸碱催化剂。过渡金属氧化物催化剂的金属离子有易变价的特性，广泛用于氧化、脱氢、加氢、聚合、合成等催化反应。实用氧化物催化剂，通常是在主催化剂中加入多种添加剂制成的多组分氧化物催化剂。金属氧化物很多是半导体，因此，能带概念被用来解释催化现象，电导率、逸出功等金属氧化物整体性质被用来解释催化活性，离子的 d电子组态、晶格氧特性、表面酸碱性等氧化物的局部性质也被用来解释催化活性。 各种现代物理化学实验方法，如扫描显微镜、X射线光电子能谱仪程序升温脱附技术穆斯堡尔共振仪X射线衍射、红外或激光曼光谱、核磁共振、顺磁共振等，可用来研究催化剂的结构，包括表面结构、组成、活性中心种类、活性组分价态和所处化学环境、吸附态的构型等性能。由多种金属氧化物组成的催化剂进行选择氧化，是金属氧化物催化的主要内容。 在有机化学中，氧化是指：①脱氢，如CH─→CH=CH─→CH≡CH；②电负性大的元素（如氮、磷、氧、硫、氟）取代与碳结合的氢原子，如 CH─→CHOH─→CHO─→HCOOH─→CO，如果原料完全转化为二氧化碳和水，则称为完全氧化或深度氧化；如果反应在中途停止，则称为选择氧化或部分氧化；烃类（特别是烯烃）在氨存在下进行的反应称氨氧化：2R[557-01]CH+3O+2NH─→2RCN+6HO它也是一种选择氧化。反应物分子与氧结合时，首先要发生键的断裂，氮分子的键能为226千卡/摩尔，氧分子为119千卡/摩尔，氢分子为104千卡/摩尔，氟分子为38千卡 /摩尔，碳-碳键为88千卡/摩尔。键断裂总是首先断裂弱键。因此，氟分子参与氧化时首先断裂氟-氟键，生成自由原子。氧参与氧化时，首先不是断裂氧-氧键，而是：①氢的氧化首先断裂氢-氢键；②饱和烃的氧化首先断裂碳-碳键或在催化剂作用下首先断裂碳- 氢键。不是氧先吸附在催化剂上，与反应物直接作用；就是氧化物催化剂中的氧先与反应物作用，缺氧的催化剂再与氧作用而恢复原状。 应具有如下功能：①为反应物提供的氧量足以形成产物，但又不致使其完全氧化；②能为反应物提供吸附（或配位）部位，使之变形，成为活化状态；③能在反应物之间传递电子。以上这些要求使选择氧化催化剂在使用上受到极大限制，催化剂的选择性对反应条件十分敏感，与催化剂本身以及载体和助催化剂的结构也很有关系。氨氧化催化的特点是：①选择氧化的选择性很高，但即使在500℃的高温下完全氧化的活性也很小；②没有氧时，能被反应物还原。工业上使用的选择氧化催化剂大都由多种金属氧化物组成，这些氧化物可以是固溶体或复合氧化物（见表[常用金属氧化物催化反应及催化剂。（以上内容有缺失，参考请仔细）

陈懿 ，中国科学院院士， 南京大学教授，1933年生于福建福州。1955年毕业于南京大学化学系（现为南京工业大学）。 陈懿长期从事催化剂、介观化学和材料方面的研究。提出金属氧化物催化剂的嵌入模型，对氧化物在其载体上的分散行为做出定量的描述，解决了多晶表面上空位以及阴离子所产生屏蔽效应的计算。阐明了溶液反应合成非晶态Ni－B粒子的机理，发现了制备Ni－P合金粒子液相反应的自催化本质，改进了溶液沸点附近回流加热的制备方法，提出了有效避开水解作用，获得类金属元素含量高的Fe－B非晶合金的固相化学反应方法。近年来，在纳米复合氧化物的制备及其晶格氧的活动性与粒子尺寸和催化选择性的关联，低维纳米金属氮化物的制备及其场发射性能等方面都取得良好进展。专著有《穆斯堡尔谱学基础和应用》等。1979-1981年美国Wisconsin大学访问学者。现任校务委员会顾问、校发展委员会顾问、华英文化教育基金南京大学遴选委员会召集人。曾任《Journal of Catalysis》编委(2000-2005)、国际催化协会中国理事（1992-2000）、中国化学会理事长（1995-1998）、教育部高等学校化学教学指导委员会主任(1995-2000)、国务院学位委员会化学学科评议组召集人(1997-2002)；1985-1997期间还历任南京大学化学系系主任、常务副校长、代校长等职务。长期从事多相催化、介观化学等研究，多次在国际会议作大会或邀请报告，获全国科学大会奖，省、部级科技进步奖八项。1997年当选为全国优秀科技工作者。发表论文250余篇，获中国发明专利授权11项，德国、欧洲以及世界专利各一项。2005年当选中国科学院院士。