化学修饰电极的研究XII.四苯基金属卟啉化学修饰玻碳电极对氧还原反应的电催化

用循环伏安法研究了在不同pH水溶液中在四苯基铁、钴和锰卟啉化学修饰玻碳电极上氧还原反应的电催化行为。用旋转圆盘电极测定了在四苯基铁卟啉修饰玻碳电极上氧的电催化反应的速率常数。提出了氧的电催化还原反应的历程。     

酞菁钴液相催化氧化羰基硫(COS)的研究

本文首次报道在液相中，用金属酞菁催化氧化脱除羰基硫（COS）。发现COS先被水解成HS~－，HS~-再被氧化成S，酞菁钴（CoPC）的活性高于其它金属酞菁（MPC），酞菁苯环上推电子基因使酞菁的催化活性提高，双核酞菁钴的活性高子单核酞菁钴。D296树脂负载的酞菁钴的催化活性高于均相酞菁钴的活性。     

酞菁钴及其衍生物修饰电极对分子氧的电催化还原

在玻碳电极上采用吸附法制备了四溴代酞菁钴(CoPcBr₄)、酞菁钴(CoPc)和四-α-(2,2,4-三甲基-3-戊氧基)酞菁钴(CoPc(OC₈H₁₇)₄)修饰电极。利用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了修饰电极在酸性介质中对分子氧的电催化还原,比较了不同取代基的酞菁钴对电催化性质的影响。结果表明,它们对分子氧还原均具有良好的电催化活性,其中酞菁钴和四-α-(2,2,4-三甲基-3-戊氧基)酞菁钴对O₂的催化是2电子还原生成H₂O₂,与裸电极相比,O₂的还原峰电位分别向正方向移动了0.33和0.48 V。而四溴代酞菁钴修饰电极在-0.1和-0.7 V附近产生的2个还原峰,说明它催化O₂到H₂O₂的还原以后还可以促进H₂O₂继续还原到H₂O,最终实现O₂的4电子还原。     

亚硫酰氯阴极还原的半对数极化曲线

目前正在广泛研究的鲤/亚硫酰氯(Li/SOCl_2)电池是迄今为止比能量最高的一种新型化学电源。提高电池的性能和可靠性与电池反应的化学和电化学性质直接有关。但是,SOCl_2的还原过程相当复杂,对其反应机理迄今尚无明确的结论。由于SOCl_2还原时伴随着LiCl的沉积,当用常规电极测量时难以得到稳态极化曲线,因而至今未见报道SOCl_2还原反应的半对数极化曲线。微电极的单位表面上极限液相传质速度较高,且测量时较易得到稳态电流。因此,采用微电极方法可在一定程度上避开上述困难,研究SOCl_2还原反应的机理。     

金属卟啉配合物对亚硫酰氯还原反应的电催化行为

研究了四对甲氧基苯基金属卟啉配合物对SOCl₂还原反应的电催化行为.实验结果表明,金属卟啉配合物对SOCl₂还原反应有较好的电催化活性,不同中心离子配合物的活性顺序是Fe²⁺≈Co²⁺>Ni²⁺.这类配合物能阻止反应产物LiCl在电极表面沉积,增大电池放电容量.     

酞菁类化合物对MH/Ni电池性能的影响

针对MH/Ni电池充电过程中氧的产生和不恰当的消除方式带来的内压升高和热量聚集使电池总体性能衰减很快的问题, 提出采用降低化学催化氧还原的比例, 提高热量产生少的电催化氧还原比例的方法加以解决.金属酞菁类化合物是一种电催化氧还原剂.添加酞菁的MH/Ni电池与对比电池进行容量衰减、内压、大电流放电等特性比较, 其性能均有显著提高.     

Li/SOCl2电池中添加剂对SOCl2反应催化作用的研究进展

综述了酞菁配合物、卟啉配合物、席夫碱配合物等作为Li/SOCl2电池添加剂的研究进展,介绍了这些添加剂对碳表面的SOCl2还原反应的催化机理和效果,并对今后的研究目标进行了展望.     

铁、钴、铜酞菁催化2-氨基苯甲醇氧化制备喹唑啉和喹啉（英文）

酞菁金属络合物在空气中催化2-氨基苄醇与腈和酮的氧化缩合反应,分别制得喹唑啉和喹啉.经过系统研究发现,铁(II)酞菁在喹唑啉合成中显示出较高的催化活性,而铜(II)酞菁在喹啉制备中显示出较高的催化活性.在优化的条件下,各种腈和酮具有良好的适应性,从而以高收率得到相应的产物.     

碳纳米管负载四硝基金属酞菁-MnO2双催化剂催化氧还原性能

过渡金属酞菁具有很高的氧还原催化活性, MnO₂对氧还原反应有催化作用,但是将过渡金属酞菁和MnO₂作为氧还原反应的双催化剂的研究较少。 本文采用苯酐-尿素法合成了碳纳米管(CNT)负载四硝基金属酞菁(TNMPc)组装体,联合γ-MnO₂作为氧还原反应的双催化剂。 借助循环伏安法对双催化剂的配比进行优化,得到二者的最佳比例。 研究了四硝基金属酞菁的中心金属离子对最佳比例双催化剂催化性能的影响和双催化剂的抗甲醇性能,结果表明,双催化剂对氧还原反应的催化能力主要受到金属离子本性的影响,双催化剂对氧还原反应的催化效率顺序为CNT/TNFePc-MnO₂>CNT/TNCoPc-MnO₂>CNT/TNNiPc-MnO₂>CNT/TNCuPc-MnO₂;4种双催化剂均具有较好的抗甲醇中毒性能。     

乙醇对双核酞菁钴掺杂聚苯胺膜修饰电极特性的影响

研究了乙醇对双核酞菁钴(b i-CoPc)掺杂聚苯胺(PAn)膜修饰电极特性的影响。用循环伏安法(CV)考察了乙醇浓度不同时,玻碳电极(GC)上双核酞菁钴掺杂聚苯胺的电聚合过程,用紫外-可见吸收光谱(UV-V is)、红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征了在氧化铟锡玻璃(ITO)电极上b i-CoPc掺杂的PAn膜,研究了乙醇对膜以及该膜修饰电极对溶液中分子氧电催化性能的影响。结果表明,乙醇对苯胺的电聚合有促进作用,有助于增加b i-CoPc掺杂量,膜的光谱特性发生变化,表面形貌更加均匀。乙醇存在下制备的修饰电极对溶液中分子氧的电催化活性明显提高。当乙醇含量为10%时,制备的电极催化能力最强。     

酞菁配合物对锂-亚硫酰氯电池正极的催化作用

合成过渡金属酞菁配合物MPc(M=Mn(Ⅱ),Fe(Ⅱ),Co(Ⅱ),N i(Ⅱ),Cu(Ⅱ)),研究MPc及其中心离子对L i/SOC l2电池正极的催化作用,并提出相关催化机理.     

双核金属酞菁的制备及其对二苯并噻吩的催化氧化性能

采用微波法合成了双核酞菁钴,并采用红外光谱、紫外可见光谱、热重分析对其进行表征。以二苯并噻吩(DBT)为反应底物,考察双核酞菁钴对DBT催化氧化性能,筛选出较优催化剂,并进行脱硫反应工艺条件优化。结果表明,双核酞菁钴具有较好的催化性能,在室温下、双核酞菁钴用量为0.01 g(cat)/5 m L、空气流量为80 m L/min、反应温度为40℃、反应1 h,DBT脱硫率达到97.17%。催化剂重复使用5次,催化效果无明显下降。氧化产物经红外光谱、质谱分析为DBTO2。对芳香烃及烯烃进行了催化氧化实验,发现该工艺对油品的质量基本无影响。     

直接甲醇燃料电池的耐甲醇阴极电催化剂炭载四羧基酞菁钴的研究

比较了甲醇对Pt/C和炭载四羧基酞菁钴(CoPcTc/C)催化氧还原性能的影响.结果表明,甲醇使Pt/C催化氧还原的性能严重降低,而对经800℃热处理的CoPcTc/C(CoPcTc/C-800)基本没有影响;并且CoPcTc/C-800催化氧还原的性能优于经其它温度热处理的CoPcTc/C,CoPcTc/C-800是一种较好的直接甲醇燃料电池的耐甲醇阴极电催化剂.XPS结果表明,CoPcTc/C-800的活性位可能是含CoN₄结构的物质和零价Co的混合物.     

Iodine‐Doped Cobalt Phthalocyanine Supported on Multiwalled Carbon Nanotubes for Electrocatalysis of Oxygen Reduction Reaction

4‐(4,6‐Diaminopyrimidin‐2‐ylthio) phthalocyaninatocobalt(II) (CoPyPc) was iodine doped, and its electrocatalytic properties explored. Physical characterization techniques such as UV‐vis, X‐ray photoelectron, electron paramagnetic resonance and infra‐red spectroscopy were used. Cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and rotating disk electrode were used for electrochemical characterization of electrodes modified with the prepared phthalocyanine and its nanocomposites. The electrocatalytic effect of a new iodine‐doped cobalt phthalocyanine derivative supported on multiwalled carbon nanotubes was then investigated towards oxygen reduction reaction. The electrocatalytic activity of the iodine‐doped cobalt phthalocyanine was found to be superior in terms of current over the undoped phthalocyanine nanocomposite.     

Investigation of binuclear metal phthalocyanines as electrocatalysts for Li/SOCl<Subscript>2</Subscript> battery

Three novel series of the binuclear metal phthalocyanines M₂Pc₂, M₂Pc₂Hc, and M₂Nc₂ (M?=?Mn(II), Fe(II), Co(II), Ni(II), and Cu(II)) were synthesized and characterized. The electrocatalytic performance of the binuclear compounds to lithium–thionyl chloride battery was evaluated by operating these compounds in the electrolyte of the battery. The results indicated that the binuclear metal phthalocyanines improved the capacity of the battery by an increase of approximately 30–58 %. Of all, Cu₂Pc₂Hc and Fe₂Nc₂ displayed the highest increments of 56 and 57 %, respectively.     

A comparative DFT study of oxygen reduction reaction on mononuclear and binuclear cobalt and iron phthalocyanines

The oxygen reduction reaction (ORR) catalyzed by mononuclear and planar binuclear cobalt (CoPc) and iron phthalocyanine (FePc) catalysts is investigated in detail by density functional theory (DFT) methods. The calculation results indicate that the ORR activity of Fe-based Pcs is much higher than that of Co-based Pcs, which is due to the fact that the former could catalyze 4e^- ORRs, while the latter could catalyze only 2e^- ORRs from O₂ to H₂O₂. The original high activities of Fe-based Pcs could be attributed to their high energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO), which could lead to the stronger adsorption energy between catalysts and ORR species. Nevertheless, the HOMO of Co-based Pcs is the ring orbital, not the 3d Co orbital, thereby inhibiting the electron transfer from metal to adsorbates. Furthermore, compared with mononuclear FePc, the planar binuclear FePc has more stable structure in acidic medium and more suitable adsorption energy of ORR species, making it a promising non-precious electrocatalyst for ORR.     

取代肉桂酰甘氨酸酯的合成

在N-甲基吡咯烷酮(NMP)促进下,取代肉桂酸(1a^1g)与二氯亚砜(SOCl2)在20℃酰氯化反应0.5 h,再加入甘氨酸乙酯盐酸盐,在40℃下酰胺化反应4 h,n(取代肉桂酸)/n(SOCl2)/n(甘氨酸乙酯盐酸盐)=1.0/1.2/1.4,合成了一系列取代肉桂酰甘氨酸乙酯(2a^2g),其结构经1H NMR、13C NMR、IR和MS(EI)确证。并探讨了NMP促进取代肉桂酰甘氨酸乙酯反应可能的机理。     

Surface functionalization of mesoporous and microporous activated carbons by immobilization of diamine

The introduction of amino groups on HNO3-treated microporous (AC(micro)-At) and mesoporous (AC(meso)-At) activated carbon, which was followed by thionyl chloride (SOCl2) treatment, by immobilization of diamine compounds was investigated in terms of change in pore characteristics. The immobilization was improved by treatment with SOCl2. The BET surface area of AC(micro)-At largely decreased by immobilization of ethylenediamine (EDA) and hexamethylenediamine (HMDA). Decreases in BET surface area and pore volume of AC(meso)-At by immobilization of EDA and HMDA were scarcely observed. These results suggest that amino groups introduced to mesoporous activated carbon are effective as functional groups for additional reactions.