铈在乙苯脱氢氧化铁基催化剂中的助催化作用

研究了铈在Fe_2O_3-K_2O-CeO_2乙苯脱氢催化剂中的助催化作用。铈源为硝酸铈时助催效果明显,但CeO_2则不佳。助催化效果还与催化剂中的钾量有关。铈明显增进高钾催化剂的活性,但对催化剂的选择性无明显影响。     

光催化制氢的助催化剂

随着能源和环境问题的日益突出,构建可持续发展、绿色环保和新型高效的能源体系,成为当今世界关注的焦点。由于太阳能清洁、低成本和环境友好等特性,利用太阳能光催化制氢成为解决能源问题的有效策略。单一的半导体光催化剂由于光的利用率低、电荷空穴易复合和缺少充足的活性位点等缺点,很难满足光催化的所有要求,常引入助催化剂来解决这一问题。负载助催化剂可以促进电荷分离,提高光催化效率。本文主要介绍助催化剂在光催化制氢中所起的作用,比如增强光的吸收、促进电荷分离、增加活性位点、提高H的吸附能力等,同时介绍了助催化剂的负载方法;总结了助催化剂对于活性的影响因素,包括尺寸效应、位置效应、构型效应、数量效应等,为设计高效稳定的助催化剂提供思路。最后对光催化制氢的助催化剂的未来发展进行展望。     

镍基光催化产氢助催化剂

近年来,化石能源的持续使用导致能源短缺和环境污染问题日益突出,因此,人们一直致力于开发新的清洁可再生替代能源.其中,氢气因其燃烧热值高、燃烧产物无污染等优点被认为是最具发展潜力的清洁能源之一.自从1972年日本东京大学Fujishima教授和Honda教授首次发现TiO_2单晶电极光催化分解水可以产生氢气以来,非均相光催化制氢被认为是实现可持续制氢最有潜力的方法之一.然而,由于光催化剂普遍存在缺少活性中心、表面反应速率低、光生载流子快速复合、热力学势垒高等制约因素,因此如何在光催化产氢反应中提高催化剂的量子效率和稳定性仍是目前所面临的一项巨大挑战.将电催化剂(用作助催化剂)负载到不同的半导体表面后,其表现出较高的光催化分解水产氢活性和稳定性.一般来说,采用贵金属(如铂、金和银)作为助催化剂可有效地提高半导体的光催化产氢性能.然而,贵金属成本高、丰度低,大大限制了其广泛应用.在非贵金属中,镍基助催化剂因其成本低、活性高、稳定性好而表现出较好的应用前景.本文主要针对用于光催化制氢反应的镍基助催化剂进行综述.首先,对镍基助催化剂的光催化动力学研究进行了总结,从光捕获、光生载流子的分离、半导体的本体及界面电荷输运、助催化剂捕获载流子及其表面电催化反应等过程进行详细分析,发现协同考虑和优化上述过程是开发高效产氢光催化剂的关键.同时,通过不同方法对催化剂改性并担载合适的镍基助催化剂,从而集成设计光催化剂是一种具有较好应用前景的策略.然后,对镍基电催化剂在催化制氢反应中应用的基本原理进行分析,系统地从组成工程、纳米结构工程、界面工程、表面工程和杂化工程方面综述了电催化剂的设计策略;并对镍基助催化剂的作用进行分析,包括:增加析氢活性中心,降低活化能,提高光催化效率,促进电荷的分离和传输,降低电化学析氢过电位和增强催化析氢动力学等.同时,对镍基助催化剂活性位的原位表征及反应路径相关文献进行了简要总结.通过上述分析得出以下结论:为设计高效的光催化产氢催化剂体系,需要综合考虑并优化镍基助催化剂表面的电催化产氢性能、捕光半导体中的电荷分离/转移及它们之间的界面电荷分离性能.本文着重对基于提高光捕获率(包括设计分级光催化剂、利用表面敏化和开发宽光谱光催化剂)、增强电荷分离(包括设计纳米结构、构建肖特基结、构造II/p-n型异质结和建立直接Z型异质结)、增强半导体/助催化剂的界面相互作用、提高助催化剂的电催化活性(包括增加活性位数量、加强单个活性位本征活性和实现高分散/限阈效应)四种改性策略进行了较详细的讨论和比较,为设计高活性和高稳定性的镍基产氢光催化剂提供了新的设计思路.最后,对镍基产氢助催化剂进行了展望.一方面,进一步开发新型镍基析氢助催化剂和半导体异质结,通过调节和优化助催化剂的半导体/助催化剂界面结构和电导率,从而达到最优光催化效率.同时,应尝试通过工艺简单、易规模化的方法制备更多金属、多功能、超薄二维镍基纳米片、核壳和限制性纳米结构及单原子等催化剂体系,并将其应用于开发高效的光催化制氢催化剂.另一方面,进一步采用多种原位表征技术,如XAS研究、EPR测试和拉曼光谱技术等,精准地分析镍基催化剂上的析氢活性中心,深入分析不同异质结和助催化剂中的电荷载流子转移/分离动力学.同时,通过DFT精确计算反应势垒、氢吸附能和水分子吸附/解离特性等相关信息,进而充分理解电荷载流子动力学和反应途径,明确镍基助催化剂活性中心表面电催化反应机理.希望在不远的将来,根据镍基析氢活性中心的详细结构与性能关系,可以精准地设计、构建高效的镍基析氢活性中心,为高效光催化产氢,并为最终开发新的清洁可再生替代能源提供效的催化技术.     

稀土在异丁烷脱氢催化反应中的助催化作用

用浸渍法制备了以稀土为助剂的一系列催化剂，以异丁烷为原料对催化剂进行了活性评价，并借助ＸＰＳ、ＥＳＲ、ＴＰＤ、ＴＧ－ＤＴＡ等方法探明稀土的助催化作用，结果表明，稀土助剂可不同程度地改善催化剂的脱氢活性和稳定性。     

新型钯-铜纳米点析氢助催化剂:优化界面氢脱附以实现高效光催化活性

助剂修饰是提高单相光催化剂催化制氢活性的有效策略之一.贵金属Pt是光催化制氢体系中较为理想的助催化剂,但价格高、储量少,严重限制了其广泛应用.在过去几十年中,研究者研发了一系列低成本的非Pt助催化剂,如金属氧化物、碳化物、氮化物、硫化物和磷化物等,并应用于光催化制氢,但其催化活性与Pt助催化剂相比有较大差距.近年来,与...     

PEMFC氧电极的研究——助催化元素Ni和Co对Pt/C电催化剂性能的影响

通过液相共沉积技术在PEM燃料电池氧电极的Pt/C电催化剂中引入了Ni和Co两种助催化元素。经氧电极极化实验证明，这种新的电催化剂提高了氧的阴极还原的催化活性。当Ni和Co含量的质量分数分别为0.8%和1%时(以碳为基准)，电催化活性较佳。SEM和TEM测试结果表明， Ni、Co助催化元素的引入有利于Pt在载体碳上的分散，减小了Pt的颗粒大小。经过96 h的恒流极化测试，电催化剂的活性没有明显的变化，显示稳定性良好。     

非贵金属助催化剂MXene在光催化领域应用的研究进展

环境友好型半导体光催化是当前最具前景的光催化技术之一,它不仅能够将太阳能转化为化学能以解决能源危机,还可以将污染物降解矿化从而解决环境问题.但是,传统的半导体光催化剂受限于光利用率低、光生载流子复合率高、稳定性较差等几个方面,无法达到理想的光催化效果.在半导体光催化剂上负载助催化剂是提升光催化效率的有效策略之一.负载助催化剂能够增强光生电荷在半导体与助催化剂界面间的传输,提供额外的催化活性位点,增强光捕获能力,因而被广泛应用于光催化剂的改性.目前广泛使用的贵金属助催化剂包括Au,Ag,Pt,Ru等,虽然这些贵金属助催化剂性能优异,但是它们存在储量少和成本高的问题,严重影响其规模化应用.因此,开展高效且成本低廉的非贵金属助催化剂的研究非常必要.近来,一种新型二维过渡金属材料(MXene)因其具有独特的二维层状结构、优异的导电性能、出色的光学和热力学性质而成为催化领域的研究热点.本文综述了有关非贵金属助催化剂MXene在光催化领域的最新研究进展,内容包括:(1)MXene材料的体相与表面结构特性;(2)薄层MXene的制备方法,例如氢氟酸刻蚀法、氢氟酸替代物刻蚀法以及熔融氟盐刻蚀法;(3)MXene基复合光催化剂的合成及改性策略,包括机械混合、自组装、原位氧化等;(4)MXene辅助增强光催化活性机理.论文还重点介绍了MXene作为助催化剂在光催化领域中的应用,包括光催化分解水产氢、光催化CO2还原、光催化固氮以及有机污染物的光催化降解.最后,论文分析了MXene基异质结光催化剂存在的问题与面临的挑战,并对MXene助催化剂的未来发展进行了展望.主要观点包括:(1)关于光催化分解水、空气净化、合成氨领域的研究较少,需要进一步开展;(2)MXene基异质结光催化剂的反应机理仍存在争议,需采用现代化仪器设备(包括原位表征技术)对其进行更为深入的探究;(3)目前,大多数MXene材料的制备都是通过强腐蚀性的氢氟酸或氢氟酸替代物刻蚀,开发环境友好且高效的MXene制备方法迫在眉睫;(4)阐明MXene表面终端基团的作用有助于提升MXene基复合光催化剂的性能;(5)引入新的改性策略如局域表面等离子体共振效应(LSPR)、缺陷调控、单原子催化(SAC)等来提高MXene基光催化剂的催化性能,是未来MXene基复合催化剂的发展方向.     

Cu－Cr_2O_3催化合成丙烯酰胺中铬的助催化作用

Ｃｕ－Ｃｒ_２Ｏ_３催化合成丙烯酰胺中铬的助催化作用李晶明，杨博，周贵林，谢筱帆，李圭甲（中国科学院长春应用化学研究所长春１３００２２）关键词Ｃｕ－Ｃｒ＿２Ｏ＿３催化剂，丙烯腈，丙烯酰胺，催化水合，反应机理在还原铜催化剂中加铬可提高丙烯腈（ＡＮ）催化水...     

光催化全解水助催化剂的设计与构建

能源和环境危机是当今社会面临的两大关键课题,利用太阳光驱动化学反应、将太阳能转化为化学能是解决上述问题的重要措施。通过光催化分解水是直接利用太阳能生产氢燃料的有效策略。光催化水分解过程可以分为三个基元步骤:光吸收、电荷分离与迁移、以及表面氧化还原反应。助催化剂可有效提高电荷分离效率、提供反应活性位点并抑制催化剂光腐蚀的发生,进而提高水分解效率。助催化剂也可以通过活化水分子以提高表面氧化还原动力学,进而提升整体光催化反应的太阳能转换效率。本文综述了助催化剂在光催化反应中的重要作用以及目前常用的助催化剂类型,详细说明了在光催化全解水过程中双助催化剂体系的构建及作用机理,并根据限制全解水的关键因素提出了新型助催化剂的设计策略。     

钒元素在铬铝丙烷氧化脱氢催化剂中的助催化作用

研究了丙烷在以钒元素为助剂的Ｃｒ－Ａｌ－Ｏ催化剂上的氧化脱氢反应性能，利用ＸＲＤ、ＤＲＳ、ＸＰＳ等方法，讨论了钒元素的助催化作用，实验结果表明，钒元素的添加，使得催化剂表面产生Ｏ物种，并且可以改变催经上表面组成，提高催化剂表面Ｃｒ＾３＋的浓度，从而影响催化剂的氧化脱氢活性。     

Etude du comportement d'organometalliques (M = Zn,Mg, Li) vis a vis d'enynes conjuges : I. Cas des carbures: HCCC(R)C(R)(R); influence de la structure sur la reactivite et la regioselectivite

Reactive organometallic compounds such as allyl-zinc, -magnesium, -lithium and saturated lithium compounds are shown to readily undergo addition reactions with conjugated enynes: HCCC(R)C(R)(R), but the reactivity is reduced when the steric hindrance around the double bond is increased. With each organometallic compound used, this reaction is regioselective: 3,4 addition with organozinc compounds, 1,2 addition with organolithium compounds (allyl, butyl) and both 1,2 and 1,4 addition with organomagnesium compounds.     

醛不对称加成反应的进展

综述了近年来醛不对称加成反应的进展,包括加氘还原、与有机金属化合物加成、与有机硼化合物加成、与氰化物加成、与磷酸酯加成和aldol加成等反应。     

Addition of arylboronic acids to symmetrical and unsymmetrical azo compounds

[reaction: see text] The addition of aryl- and heteroarylboronic acids to azo compounds is described. Copper salt catalysis was necessary to perform the reaction under mild conditions and high yields. Excellent regioselectivity was observed in addition to unsymmetrical azo compounds.     

Dinitroso and polynitroso compounds

The growing interest in the chemistry of C-nitroso compounds (RN=O; R = alkyl or aryl group) is due in part to the recognition of their participation in various metabolic processes of nitrogen-containing compounds. C-Nitroso compounds have a rich organic chemistry in their own right, displaying interesting intra- and intermolecular dimerization processes and addition reactions with unsaturated compounds. In addition, they have a fascinating coordination chemistry. While most of the attention has been directed towards C-nitroso compounds containing a single -NO moiety, there is an emerging area of research dealing with dinitroso and polynitroso compounds. In this critical review, we present and discuss the synthetic routes and properties of these relatively unexplored dinitroso and polynitroso compounds, and suggest areas of further development involving these compounds. (126 references.).     

Conjugate addition of mixed diorganozinc compounds and functionalized organozinc cuprates to nitroolefins

[reaction: see text] The copper-catalyzed conjugate addition of symmetrical and mixed diorganozinc compounds as well as functionalized diorganozinc cuprates to nitroolefins leads to synthetically versatile nitro compounds in moderate to good yields. Mixed TMSM-organozinc compounds are suitable reagents for conjugate addition, since the TMSM group is not being transferred. Ipso substitution is observed in the absence of a catalytic amount of copper(I) salt. The nitroalkene moiety in 3-nitroacrylates proved to be the predominant Michael acceptor.     

含磷α—碳负离子的相转移催化共轭加成反应

亲核性碳负离子与亲电性碳-碳双键的共轭加成反应是形成新碳-碳键的重要方法.含磷碳负离子的共轭加成反应已有报道,但反应一般都是在强碱作用和无水条件下进行,反应条件比较苛刻,如O,O-二乙基乙酸酯基磷酸酯在金属钾或钠作用下形成碳负离子     

Effect of copper compounds on the photo-degradation of polyethylene

In order to elucidate the retardation mechanism of copper compounds in the photo-degradation of polyethylene, the effects of copper stearate, butyrate, acetate and cupric chloride on the photo-degradation of the polymer were examined by infra-red spectra, emission spectra and phosphorescence lifetimes.All copper compounds examined apparently retard the photo-degradation of polyethylene. Polyethylene emits fluorescent light at around 350 nm and phosphorescent light at around 450 nm and the intensities of these emission spectra are strongly decreased by the addition of the copper compounds. The excited triplet lifetimes of the polymer are not affected. In addition, no appreciable difference in photo-degradation was observed between pure polymer samples irradiated through tetrahydrofuran solutions of copper compounds and polymer samples containing the copper compounds irradiated through pure tetrahydrofuran. From the results it is deduced that one of the main retardation functions of the copper compounds is the absorption of ultraviolet light.     

Unusual Reaction of Diazo Compounds with Enamines

Transition metal catalyzed decomposition of diazo compounds and consequent transformations constitute various synthetic useful reactions in the past decades. The catalytic addition of diazo compounds to olefins generally provides cyclopropanes in high yield. However the reaction of electron-rich enamines with diazo compounds gave variable results. Wenkert et al. reported the reaction of enamines with ethyl diazoacetae (EDA) in the presence of cuprous chloride or silver oxide unexpectedly gave…     

Syntheses and structures of magnesium pyridine thiolates--model compounds for magnesium binding in photosystem I

Novel magnesium pyridine-2-thiolates were prepared by using alkane elimination chemistry. The resulting complexes display a metal coordination environment composed of sulfur/nitrogen bonding from the intramolecularly stabilized mercaptopyridine ligand, in addition to coordination by the oxygen centers from two THF donors. The compounds are well-suited model compounds for the magnesium centers in Photosystem I, in which magnesium, situated in the central chlorophyll ligand, is bound to sulfur from a nearby methionine residue. All compounds were characterized by (1)H, (13)C NMR, and IR spectroscopy, in addition to Xray crystallography.     

Quinazolines and 1,4-benzodiazepines LVII. 1H-1,4-benzodiazepines

The preparation of the title compounds 3 and 4 using two different methods of synthesis is described. These compounds are readily reduced to 2,3-dihydro-1H-derivatives 5 . Oxidation of 2-alkylthio-1H-1,4-benzodiazepines leads to the corresponding sulfoxides and sulfones. The oxidative rearrangement of sulfones 9 to a 2H-1,4-benzodiazepin-2-one derivative 10 is also given. The “normal” addition of azodicarboxylate together with an unusual addition of two moles of acetylenedicarboxylate to the enamine double bond of 1H compounds is discussed.