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1、第’期陈懿：双金属氧化物和氧化物载体组分间的相互作用#(&文章编号：!"#$%$&!（"#!!#）!’%!#(&%!)!双金属氧化物和氧化物载体组分间的相互作用陈懿（南京大学化学化工学院，介观材料科学实验室，南京#&!!)’）摘要：讨论了一些过渡金属氧化物（*+,，-.,或/0,’）在经改性所得复合载体（1+,#%!%23#,’，/0,’%!%45,#或*+,%!%45,#）上的分散作用，这些三元体系中实验测定的氧化物分散容量与研究负载型二元氧化物体系所得嵌入模型的估算值基本相符；样品的表面组成、结构和性能与载体的表面结构、过渡金属氧化物的
2、负载量和加料顺序以及焙烧温度密切相关6关键词：金属氧化物；分散容量；嵌入模型中图分类号：,7"’6’7文献标识码：2负载型氧化物催化剂在选择氧化和全氧化反应中均有广泛应用，它们还常是负载型金属催化剂和硫化物催化剂的前身，长期以来这类体系的研究一直是多相催化领域的一个热点，这既由于它在化学工业、石油化工、环境保护、新原料路线和新能源的开发等方面有重要的应用背景，更因为人们对于分散在载体上的活性组分与载体之间相互作用本质的认识正随着近代谱学手段的出现而不断深化，这对于了解催化剂表面活性位的结构和性能、有关催化作用的机理和催化剂的科学制备都有重要
3、意义6从$!年代末提出金属与载体间的强相互作用（8/89，8:50;3%8.??05:9;:=5>@:0;）［&］和A!年代提出金属氧化物和氧化物载体间的强相互作用（8,,9，8:50;3,B+C=%,B+C=8.??05:9;:=5>@:+0;）［#］以来，人们更深刻地认识到载体在实现活性组分分散的同时还必然会对分散物种的结构和性能，从而对其催化行为产生不可忽视的影响6从相对较为简单而又有重要应用背景的单个氧化物在氧化物载体上的体系，如/0,［’E(］，*+,D’D23#,’［7，$］，F［AE&!］等着手，人们对不同
4、价型氧化物在一系列常用载体上相互作用的研究已有大量23#,’#,(D1+,#科学积累，提出了多种观点和模型：如氧化物在载体表面上的分散可以自发进行［&&］，其过程是通过表面润湿作用［&#］或表面羟基的滴定［&’］而实现的；其结果是在载体表面形成分散物种的单层、表面密置单层［&"］或单层加小岛［&(］式的覆盖或是分散物的阳离子在载体表面空位处的“嵌入”同时所伴随的阴离子在其附近定位［&7］等等，它们均有一定的实验依据和自身的合理性，但也还存在一系列尚未能完满解释的事实6由于所涉及的体系复杂多样，制备方法、实验条件和所使用样品的差异，特别是原位
5、和动态条件下的研究难以满意实现，都增加了从大量的具体体系个性的研究中探求本质和寻找共性的难度6至今，人们所向往的从经验积累进步到催化剂设计也还只是初露端倪，探讨和阐明更具有普遍意义的氧化物和载体间相互作用的规律仍然是有关基础和应用基础研究中活跃的课题6值得注意的是尽管载体和分散物种之间有相互作用早已成为共识，实际上在负载型催化剂的制备中人们也常探索如何使用不同的载体来改善催化剂的性能，因为高分散的活性组分总是和载体的表面直接接触的6可是在已见报道中对载体表面结构的影响却较少探讨，究其原因可能是由于实际所用氧化物载体无一例外地均为多晶，它们不
6、像单晶那样有明确、单一的晶面可言6考虑到在原子、分子的尺度上讨论分散物种与载体表面的相互作用时，应力与载体的表面结构、其原子（严格讲金属阳离子和晶格氧离子）的!收稿日期：#!!#%!’%&&基金项目：国家自然科学基金重大资助项目（#)’)#!!!A）；高等学校博士点基金资助项目（)!#A"&$，)A!#A"’"）万方数据作者简介：陈懿（&)’’—），男，南京大学教授，博士生导师6+4+复旦学报（自然科学版）第F.卷排布和存在的表面空位相关联，我们试图从氧化物载体的优先暴露晶面着手，讨论氧化物在一些结构不同的常用氧化物载体上的分散和相互作用!
7、基本假定是：分散相的阳离子定位在载体表面的阳离子空位，与之伴随的氧离子则定位其上以保持电中性，示意地分别表述为“嵌入”和“盖帽”（"#$$%&’）!在考虑分散物本征性质的基础上，按此模型估算所得一系列不同价型的氧化物在!()*（../）［0，.12++］，锐钛3%,+,-+（//.）［+-2+4］，56,（...）［+02+7］，89,（...）［+:2-.］等载体上的分散容量与实验测定值基本一致，从而还可以++预期当每个分散阳离子所伴随的阴离子的总截面积超过载体表面单位晶格尺度时会形成密置单层分散!优先暴露晶面的选定均各有实验证据可循，而
8、且按此估算所得!()*+,-表面化学吸附羟基的密度和构型以及在3%,+，56,+和89,+等载体上化学吸附羟基的构型，也均与文献所报道的;3(<=结果相符，这也从另一侧面说明在这
