利用化学指示剂在多相催化反应中进行高通量筛选

 介绍了一种简单的组合化学技术,该技术利用催化反应中产物或反应物导致的化学指示剂的颜色变化快速地指示反应进程. 选用甲基橙为指示剂,分子筛为催化剂,考察了不同反应条件下羧酸的酯化反应,并用气相色谱和高效液相色谱分析方法对实验结果进行验证. 结果表明,利用化学指示剂进行的高通量颜色筛选结果与色谱检测结果很好地吻合,该方法具有简单和高效的特点,可应用于对化学指示剂敏感的反应.     

光催化-膜分离集成反应器及其应用

 设计了一种新型光催化-陶瓷膜分离集成反应器,在反冲条件下利用此集成反应器进行了甲基橙光催化氧化反应,分别考察了陶瓷膜对光催化剂TiO2微粉的截留率、膜的渗透通量、光催化氧化脱色率以及不同膜分离压力下的光催化反应速率常数. 结果表明,TiO2-甲基橙悬浆液体系中TiO2微粉的截留率可达到99.9%, 经集成反应器完成一个反应周期后甲基橙氧化脱色率达到10%, 光催化氧化脱色效果高于圆柱式反应器.     

Ce3+电催化降解甲基橙模拟废水的研究

对添加Ce3+的甲基橙模拟废水进行了电催化处理实验,考察了Ce3+电催化降解甲基橙的反应动力学;为探讨Ce3+电催化降解甲基橙的脱色机理,将废水分别置入有隔膜和无隔膜电解槽中,在不同的条件(Ce3+的投加方式、位置和搅拌方式)下进行电解,测定分析了废水在电解过程中铈含量、甲基橙浓度、COD及体系紫外-可见吸收光谱图的变...     

板式纳米碳纤维负载二氧化钛光催化复合材料的制备及降解甲基橙的研究

以板式纳米碳纤维为载体,采用酸性氧化法对载体进行预处理之后,使用钛酸异丙酯为钛源,高温水热法制备了二氧化钛/纳米碳纤维复合光催化剂,并考察了其对甲基橙的光催化去除能力及循环反应性能.复合材料中二氧化钛含量通过改变前驱体组成进行调节.材料的结构性能通过氮气吸附、X射线衍射(XRD)、能谱分析仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG-DSC)等测试技术进行了表征.结果表明,锐钛矿型的二氧化钛以纳米颗粒形式均匀分散在纳米碳纤维表面,从而形成了高度分散的二氧化钛/碳纤维纳米复合材料.另外,复合系统中中孔吸附作用的存在,与纳米二氧化钛的光催化产生协同作用,增强了复合材料在紫外光照射下对于水溶液中甲基橙的去除能力.在光照射下反应120 min时,不同担载量样品对甲基橙的去除率最高可达80.1%,不同煅烧温度样品最高可达79.2%.此外,光催化剂有着良好重复利用性能,3次循环反应后对甲基橙去除率仍可保持80.0%.     

电场对TiO2纳米膜光催化性能的影响

 以泡沫镍为基材,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米膜光催化剂. 在自制外加电场光催化反应装置中,对催化剂施加一定的偏电压,研究了甲基橙溶液的光电催化降解反应,考察了偏压极性、阳极偏压和甲基橙初始溶液浓度等对降解效率的影响,并比较了光电催化与光催化、光解对甲基橙溶液降解的差异. 结果表明,外加阳极偏压形成的电场可以较大幅度提高甲基橙溶液的降解效率. 从半导体和量子力学理论出发探讨了电场促进光催化反应的作用机理.     

可见光驱动Ag3PO4催化降解罗丹明B和甲基橙

采用简易离子交换法制备可见光驱动Ag3PO4光催化剂.通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、N2吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱及傅里叶变换红外光谱对所制备的Ag3PO4催化剂进行表征.结果表明,在可见光照射下,Ag3PO4催化剂对罗丹明B降解表现出优越的光催化活性,但对甲基橙的降解活性低,这归因于Ag3PO4催化剂对甲基橙分子吸附量低.可见光照Ag3PO4反应体系中,空穴和超氧自由基共同发挥作用导致罗丹明B和甲基橙光催化降解.在罗丹明B的协助作用下,Ag3PO4催化剂对甲基橙的可见光催化降解活性大大增强,这是由于罗丹明B的存在可产生更多的超氧自由基,从而使甲基橙进一步降解.     

羟丙基甲基纤维素丁二酸酯(HPMCS)的制备与性能

以羟丙基甲基纤维素(HPMC)为原料、丁二酸酐为酯化剂、无水醋酸钠为催化剂,在醋酸中通过酯化反应制备了羟丙基甲基纤维素丁二酸酯(HPMCS).通过改变反应温度、酯化剂和催化剂的用量,得到了5种具有不同丁二酰基含量的羟丙基甲基纤维素丁二酸酯.采用电导率滴定法测定了丁二酰基的含量.采用红外光谱(FT-IR)、粘度分析和流变分析对其进行了结构表征和性能测试.结果表明:平均每个大分子链上丁二酰基的含量(摩尔比)为6.57～12.42;质量分数为1%HPMCS溶液的凝胶温度从48.7℃降至41.95℃,而相同浓度的HPMC的凝胶温度为59.85℃;丁二酰基含量越多和分布越均匀,凝胶温度越低,但凝胶强度则越大.     

不同电性的纳米银对甲基橙光谱学性质的影响

通过吸收光谱和荧光光谱等手段研究了正/负电性纳米银对不同pH值的甲基橙(MO)溶液光谱学性质的影响.研究结果表明,正电性纳米银(P-Ag)与甲基橙作用形成新的复合物,吸收光谱表现为复合物体系的性质.负电性纳米银(N-Ag)与甲基橙静电排斥作用,相互作用较弱,吸收光谱仅表现为两者简单叠加.在正电性纳米银-甲基橙体系中,S1→S0荧光明显增强.当溶液pH=2.1时,荧光增强比率最大,当pH=4.8时,荧光增强比率最小;S2→S0荧光减弱,且与体系的pH值关系不大.在负电性纳米银-甲基橙体系中,仅少量纳米银存在条件下,S1→S0荧光略增强.在溶液pH=2.1时,荧光增强比率最大;S2→S0荧光明显减弱,且与体系的pH值关系不大.分析认为,不同电性的纳米银对甲基橙光谱学性质影响不同,与纳米银与甲基橙分子间相互作用、纳米银的局域场增强效应以及无辐射能量转移作用等密切相关.     

脂肪酶催化酯化拆分与水解拆分2-甲基丁酸及其酯

2-甲基丁酸手件中心碳原子上的基团差异较小,是一种典型的酶法动力学拆分较为困难的风味化合物.本文分别在不同体系中比较了几种商品化脂肪酶和华根霉脂肪酶(RCL)催化酯化和水解反应对2-甲基丁酸及其酯的拆分,结果表明,RCL不仅在非水相中具有一定的选择性酯化能力,而且在水相中具有更强的选择性水解2-甲基丁酸乙酯的能力,在40℃下优先水解(S-型底物,反应10h后(R)-2-甲基丁酸乙酯的ee值为92.4%.进一步考察了温度对RCL催化酯化拆分与水解拆分的影响,结果表明,低温下反应的对映体选择性较高,在4℃下通过水解拆分获得的(R)-2-甲基丁酸乙酯的ee值町提高至95.0%.     

Eu~(3 )、Si~(4 )共掺杂TiO_2光催化剂的协同效应

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了Eu/Ti/Si纳米光催化剂,并通过XRD、FT-IR、EPR等进行了表征.结果表明,掺入Eu3 和Si4 ,阻止了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变,使TiO2的粒径减小,且Eu3 能够促进Si4 进入TiO2的晶格中.以甲基橙为光催化反应模型化合物,考察了光催化剂的活性.测定了甲基橙在不同光催化剂上的吸附常数,探讨了催化剂对甲基橙的吸附机理.Eu3 和Si4 的最佳掺入量分别为wEu=0.03%、wSiO2=39.06%,且Eu3 和Si4 同时掺入TiO2光催化剂产生协同效应.讨论了光催化活性与催化剂性质的关系.     

A high-throughput screening protocol for fast evaluation of enantioselective catalysts

A new high-throughput screening protocol that allows fast evaluation of enantioselective catalysts has been developed. The usefulness of norephedrine-derived beta-amino alcohols as catalysts for the enantioselective alkylation of prochiral aldehydes has been determined by simultaneous screening of three representative substrates. GC analysis of the crude product mixture using a selectively modified cyclodextrin as the chiral stationary phase avoids time-consuming workup procedures. The chemical yield, enantioselectivity, substrate specificity, and catalytic activity of the chiral catalysts as well as the induced absolute configuration have been determined in a single screening experiment and two short GC runs.     

模拟太阳光下稀土Gd掺杂TiO2纳米晶的光催化性能研究

以甲基橙的光催化降解为探针反应,采用氙灯模拟自然条件下的太阳光,评价了通过酸催化的溶胶-凝胶法制备的稀土Gd掺杂改性TiO₂纳米晶的光催化活性及对甲基橙水溶液TOC的去除效果.运用XRD和UV-Vis DRS表征技术考察了Gd掺杂对纳米TiO₂的微晶尺寸、晶体结构与光学性能的影响.结果表明,Gd掺杂可以抑制TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变,阻碍TiO₂晶粒增长,使TiO₂的光吸收带边发生蓝移且有利于对可见光的吸收,从而使Gd掺杂TiO₂在模拟太阳光下光催化降解甲基橙的能力得到明显提高,但样品对甲基橙水溶液TOC的去除效果要滞后于其对色度的去除.     

铥、镱共掺杂纳米二氧化钛/硫化镉光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法制备出稀土离子Tm3+和Yb3+共掺杂的纳米TiO2/CdS复合光催化剂,采用XRD、UV-Vis吸收光谱、TEM及上转换发光光谱等对其结构和光学特性进行了表征,以染料甲基橙为降解模型,系统地讨论了溶液的pH值、催化剂投加量、溶液初始浓度、光照强度等对复合催化剂光催化性能的影响,并对光催化降解动力学进行了分析.     

Catalytic Kinetic Polarographic Determination of Trace Amount of Indium

The method of polarography for determination of trace In(III) had been reported by reference(l-2), However, The method of catalytic kinetic polarography has not been reported. Author discovered that trace indium(III) cold catalyze the discoloring oxidizing reaction of methyl orange by potassium bromate in 0.03mol/L H₂SO₄——0.25mol/L NH₃.H₂O supporting electrolyte, methyl orange exhibits a sensitive polarography wave at -0.45V(vs.SCE), The change in methyl orange concentration is traced by polarography. Hence, a new catalytic kinetic polarography method for determination of trace indium has been established. The method was used to determined trace indium in pure metallic zine with satisfactory results.     

Li+掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Li⁺掺杂纳米TiO₂光催化剂,并用XRD和TEM等技术进行了表征;用pH值漂移法测量了催化剂的零电位pH值(pHpzc).结果表明,500℃煅烧制得的催化剂均为锐钛矿相;Li⁺的掺杂抑制了TiO₂粒子的生长,提高了催化剂的分散性;催化剂的零电位pH值为6.6—8.1,其值取决于Li⁺的浓度和掺杂方式.分别以紫外光和太阳光为光源,孔雀石绿和甲基橙为降解物评价了催化剂的光催化活性;并用气相色谱测试了污染物降解产生的CO₂的含量.结果显示,对孔雀石绿的降解,浸渍法和溶胶-凝胶法掺Li⁺都能有效提高TiO₂的光催化活性,但浸渍法比溶胶-凝胶法效果更好,催化活性最高的为浸渍法制备的5%(摩尔分数)Li⁺掺杂TiO₂,其在紫外光和太阳光下的光催化活性分别比纯TiO₂提高了6—8倍和9—10倍;对甲基橙的降解,除溶胶-凝胶法制备的3%(摩尔分数)Li⁺掺杂TiO₂能稍提高光催化活性外,其它Li⁺的掺杂都不同程度降低了TiO₂的光催化活性;随污染物降解率的增加,最终降解产物CO₂的含量增加.实验结果表明,Li⁺掺杂改变了催化剂表面的电荷状态从而改变了催化剂的零电位pH值是造成催化剂降解不同污染物具有不同催化活性的主要原因.     

Letter to the Editor

Abstract

The experiments show that Mo(VI) has very strong catalytic effect on the slow redox reaction between methyl orange and hydrazine sulfate in sulphuric acid medium at 100°C. And methyl orange exhibits a sensitive second derivative wave at ?0.72 V vs. SCE in the supporting electrolyte of NaOH. This provides a novel catalytic method for the determination of trace amounts of molybdenum using linear scan voltammetry as detection technique. A Calibration graph from 1 to 80 ng/ml and detection limit of 0.3 ng/ml Mo were obtained by the fixed-reaction time procedure. This new catalytic method has been applied to determining molybdenum in ore and standard steel samples, with excellent results.     

偏锡酸锌纳米微粒的水热法制备及其对甲基橙降解的光催化性能

以醋酸锌和氯化锡为原料,以聚甲基丙烯酸钠(PMA)为表面活性剂,利用水热法合成了偏锡酸锌(ZnSnO3)纳米微粒;采用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、扫描电镜等分析了ZnSnO3纳米微粒的晶相、表面组成、形貌;并测定了ZnSnO3纳米微粒对甲基橙溶液的光催化降解性能.结果表明,所得ZnSnO3纳米微粒粒径约为20nm,表面存在羧基;其对pH=2的甲基橙溶液的光催化降解效果较好,甲基橙的初始浓度越低,降解效果越明显;随着催化剂用量的增加,降解效率逐渐增大.此外,循环催化试验结果表明ZnSnO3纳米微粒具有较好的催化稳定性.     

超分子结构甲基橙插层水滑石的组装及其光热稳定性研究

甲基橙是一种酸性染料,但因为它的光和热稳定性较差,使其应用范围和使用效果受到了一定限制.以Mg_0.67Al_0.33(OH)₂(CO₃)_0.165·0.58H₂OLDHs为前体,采用离子交换法,将甲基橙插入到LDHs层间,借助XRD,FTIR,UV-Vis和TG-DTA等手段对样品进行表征.结果表明,甲基橙阴离子可以完全取代前体层间的CO₃^2-离子,组装得到晶体结构良好的甲基橙插层LDHs.对其结构进行研究发现,LDHs主体层板与客体甲基橙阴离子之间存在静电吸引、氢键和其它弱化学键相互作用,具有超分子结构特征.该超分子结构材料不仅保持了甲基橙本身的颜色,而且与甲基橙相比,其耐光性和耐热性均有大幅度的提高.     

钬掺杂提高TiO2纳米晶光催化活性的光谱性能机制研究

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了未掺杂和掺杂0.5%Ho(摩尔分数)的纳米TiO2光催化剂,以甲基橙的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性。运用XRD,TEM,EDS,FT-IR,UV-Vis DRS以及PL光谱表征技术考察了Ho掺杂对纳米TiO2的微晶尺寸、晶体结构、表面组成与光学性能的影响,并对改性机制作了探讨。结果表明,Ho掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,阻碍TiO2晶粒增长,使TiO2的光吸收带边发生蓝移,增加表面羟基含量,促进光生载流子分离,从而使Ho掺杂TiO2样品光催化降解甲基橙的能力显著增强。     

SBA-15空间限制纳米TiO2颗粒的制备及其光催化性能研究

将硫酸钛浸渍到SBA-15孔道中, 经升温原位沉淀、焙烧得到纳米孔道中均匀分散的锐钛矿相TiO2. 用TEM, BET, XRD, SAXD, Raman, UV-Vis漫反射吸收光谱, XPS, XRF等方法对材料进行了表征. 表征结果表明, 改性后的SBA-15仍保持着有序的孔道, TiO2颗粒较均匀地分布在SBA-15孔道内部, SBA-15孔道合适的纳米尺寸对TiO2颗粒的长大起到较好的限制作用, 从拉曼光谱和XPS数据上看, 未发现有Ti—O—Si键形成, 氧化钛多以TiO2的形式沉积在载体上; 紫外光下的甲基橙光降解结果表明, TiO2颗粒大小和含量对光催化活性均有较大影响, 6～7 nm左右的TiO2颗粒有最佳的光催化效果. 20% TiO2/SBA-15样品焙烧后五次重复利用效果基本得以保持.