β-环糊精调控水溶液中Cu~(2+)的辐射还原

在β-环糊精(β-CD)水溶液的安全吸收剂量范围内,利用β-CD来调控Cu2+的辐射还原.随着β-CD的加入,硝酸铜的辐射还原产物从Cu2O逐渐转变为Cu.当β-CD浓度增大至8.0mmol·L-1时,辐射还原产物主要为Cu纳米粒子.在辐照过程中,Cu2+的还原没有经历Cu2O的中间过程.这是由于β-CD对·OH的清除减少了·OH与水化电子(ea-q)的反应,增大了ea-q的产额,从而有利于Cu的生成.另外,β-CD通过羟基在Cu纳米粒子表面的吸附可增强Cu纳米粒子在水溶液中的稳定性.用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、粉末X射线衍射(XRD)和选区电子衍射(SAED)对Cu2+辐射还原产物进行了表征.     

Ni_xCu_(1-x)Fe_2O_4的H_2/CO_2氧化还原反应性能

完全还原的NixCu1-xFe2O4(x=0.25,0.5,0.75)可用来分解CO2。采用共沉淀法制备了NixCu1-xFe2O4(x=0.25,0.5,0.75)系列铁酸盐的纳米微粒,利用H2-TG数据分析NixCu1-xFe2O4(x=0.25,0.5,0.75)中Cu2+的还原反应动力学数据,得出表观活化能Ea并不是单纯随着Ni2+或Cu2+含量的变化而变化,当x=0.25时反应活化能具有最大值。通过CO2-TG比较不同样品经H2完全还原后分解CO2的活性,得出Ni0.5Cu0.5Fe2O4具有最低的起始反应温度和最大的分解活性,并采用XRDRietveld拟合方法对Ni0.5Cu0.5Fe2O4的完全还原产物和分解CO2产物进行物相分析。     

电分析化学在杂多酸研究中的应用——主族元素—取代硅钨杂多酸盐异构体氧化还原性质的研究

本文系统地研究了α和β_i-K_5SiM(H_2O)W_(11)O_(39)·nH_2O(略写为α,β_i-SiW_(11)M,M=Al.Ga,i=1.2.3)的氧化还原性质,提出其还原机理,讨论了杂多酸阴离子的结构对其氧化还原性质的影响,确定了极谱第1波半波电位的顺序。     

Ag/Ag2WO4等离子体共振催化剂可见光催化还原CO2

转化CO₂为有机组分是缓解全球变暖和保障持续能源供给的有效方法之一.采用简易的离子交换结合水合肼还原法制备了一系列不同晶相Ag₂WO₄载银(Ag/Ag₂WO₄)的等离子共振光催化剂,并用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱(SEM-EDS)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和比表面积测试对催化剂进行了表征.较之Ag₂WO₄, Ag/Ag₂WO₄在可见光催化还原CO₂生成CH₄时显示了明显提高的量子产率(QY)、能量投入产出比(EROEI)、转换数(TON),就Ag/α-Ag₂WO₄, Ag/β-Ag₂WO₄和Ag/γ-Ag₂WO₄而言,最佳催化剂为Ag/β-Ag₂WO₄,其实际最佳Ag:Ag₂WO₄摩尔比为4:96,该催化剂还原CO₂为CH₄的QY、EROEI、TON和拟一级反应速率常数分别为0.145%、0.067%、9.61和1.96×10^-6 min^-1.此外,制备的等离子共振Ag/Ag₂WO₄光催化剂在可见光辐照下进行循环反应仍能保持稳定性.局域表面等离子共振效应是强化Ag/Ag₂WO₄光催化剂活性和稳定性的主要原因.     

β-MnO2纳米带的制备及其电催化氧还原活性

在150℃水热条件下,以十六烷基三甲基溴化铵为模板,用HMnO4氧化MnSO4,得到的反应产物通过X射线衍射和扫描电镜测试表明为β-MnO2纳米带.分别用β-MnO2纳米带和电解二氧化锰(EMD)作为氧还原催化剂冷压制成气体扩散电极,在6 mol/L KOH水溶液中进行稳态极化测试.结果表明,β-MnO2纳米带的电极电位比EMD正移30~60mV,当催化膜中β-MnO2纳米带的含量在35%时催化活性最高.在一般锌/空气电池的工作电流密度40 mA/cm2下,通过电池放电测试得到β-MnO2的工作电压达到1.12V.     

GNs-MnO2复合催化剂的制备及催化氧还原性能

石墨烯由单层碳原子组成,具有大的比表面积和超高的导电性,广泛应用于催化与储能领域.本工作结合石墨烯独特的物理化学性质和结构特性,采用原位氧化还原法,以KMnO4和石墨烯(GNs)为原料合成GNs-MnO2氧还原催化剂,通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)、热重(TG)、BET等分析测试技术研究了纳米GNs-MnO2复合材料的微观结构特征.结果表明,合成的MnO2纳米线直接生长在石墨烯的表面,增加了MnO2的比表面积,提高了催化剂的活性位点.电化学测试表明,合成的GNs-MnO2催化剂在碱性介质中电催化氧还原电位比纯MnO2的氧还原电位正移80 mV,电流提高了1.3倍,在燃料电池氧还原电催化中有一定的应用前景.     

合成15-甲基前列腺素F_(2α)的改进

由降冰片二烯经化合物(4)制备15-甲基前列腺紊F_(2α)已有报导。本方法的主要改进在于用酸性水解使化合物(4)转变为(8),然后乙酰化为(9),接着用碳酸氢钠处理得(10),用硼氢-二甲基硫醚将(10)选择性还原为(11)。在-78℃用甲基溴化镁将(13)进行选择性甲基化,得到(14),而(14)不必变更保护基团,再用两步转变为15(R,S)-15-甲基前列腺素F_(2α)。共用11步合成了最终产物,总产率为10.3％。     

二(2-羟基苄基)胺的合成及其钠盐结构

二(水杨醛亚胺)甲基-2-苯酚和硼氢化钾进行加氢还原反应,不能得到预期的桥联三酚,会发生C-N键断裂生成了二(2-羟基苄基)胺。二(2-羟基苄基)胺在氢氧化钠溶液中生成季铵桥联的二酚钠盐,其分子结构经过了X光单晶衍射分析表征。     

紫外分光光度法测定二氧化硫脲

还原染料染色时,一般采用连二亚硫酸钠(分子式Na_2S_2O_4,通称保险粉)作还原剂。此化合物良好的化学稳定性和很高的还原电位,不易分解,不产生二氧化硫有冉气体,在热碱浓液、卜生成睬素和次硫酸,后者有很强的还原     

偏硼酸锶催化剂光催化还原CO2合成CH4

采用溶胶-凝胶法制备出偏硼酸锶(SrB₂O₄)光催化剂. 紫外光催化还原CO₂合成CH₄(在液相水中)的实验证明: SrB₂O₄催化剂的光催化活性略高于TiO₂(P25). 利用X射线电子衍射谱(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、荧光(PL)光谱和紫外-可见(UV-Vis)漫反射吸收光谱等技术, 研究了SrB₂O₄ 催化剂的晶体结构、形貌和能带结构. 结果表明: SrB₂O₄ 的价带为2.07 V (vs normalhydrogen electrode (NHE)), 低于(H₂O/H⁺)的氧化还原电位E_redox^o (0.82 V (vs NHE)); 而导带为-1.47 V (vsNHE), 高于(CO₂/CH₄)的氧化还原电位E_redox^o (-0.24 V (vs NHE)). 因此, SrB₂O₄催化剂可以有效地光催化还原CO₂生成CH₄. 与TiO₂(P25)相比, SrB₂O₄催化剂具有相对较高导带, 光生电子的还原能力强于TiO₂(P25), 更有利于CH₄的生成, 从而决定了SrB₂O₄催化剂光催化还原CO₂合成CH₄具有较高的光催化活性.     

还原温度对低温还原法制备的Ni_2P/Ti-MCM-41催化剂加氢脱硫性能的影响

以氯化镍(Ni Cl_2·6H_2O)为镍源、次磷酸铵(NH_4H_2PO_2)为磷源、Ti-MCM-41为载体,通过程序升温还原法制备了Ni_2P/Ti-M CM-41催化剂,并采用H_2-TPR、XRD、BET、XPS、TEM等手段对其结构和性质进行了表征。以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物,考察了还原温度对Ni_2P/Ti-M CM-41催化剂的加氢脱硫(HDS)性能的影响。结果表明,程序升温还原法制备的Ni_2P/Ti-M CM-41催化剂前驱体的还原温度为318℃,比传统程序升温还原制备的Ni_2P低200℃。在350-500℃下还原得到的催化剂活性相为单一的Ni_2P相,较低的还原温度有利于形成更小粒径的磷化镍晶粒。还原温度为400℃时,制得的Ni_2P/Ti-M CM-41催化剂比表面积高、分散性最好、表面P富集少,具有最高的HDS活性;在340℃、3.0 M Pa、H_2/油体积比500、质量空速(WHSV)为2.0 h~(-1)的条件下,二苯并噻吩HDS转化率达到99.4%。     

氧还原2e-体系电催化剂的研究进展

氧还原(ORR)可分为4e~-体系和2e~-体系.在燃料电池中,O_2经过4e~-体系直接生成H_2O,经过2e~-过程直接产生H_2O_2,H_2O_2可以产生电能,是替代石油或氢气的理想能源载体,而且H_2O_2在实际生活生产中也具有广泛应用.但是,燃料电池中2e~-体系氧还原反应非常缓慢,故开发高效、低成本的氧还原催化剂已成为近年来的研究热点.本文主要综述了近些年氧还原2e~-体系电催化剂的研究进展,并对它们的选择性、活性和稳定性进行深入探讨.最后,对电化学制备H_2O_2的最新进展作了简要总结,并对今后的研究挑战作了展望.     

CexTh1-xO2固溶体的制备和表征

采用柠檬酸法制备了CexTh1-xO2固溶体, 并对固溶体的结构和还原性能进行了表征. 结果表明, 在焙烧过程ThO2和CeO2很容易相互形成立方相的CexTh1-xO2固溶体. 随着Th含量的增加, CexTh1-xO2固溶体的晶胞参数变大. 当形成固溶体时, 经过高温焙烧后固溶体的晶粒明显小于单组分的CeO2和ThO2, 其中Ce0.5Th0.5O2的晶粒最小, 表明CexTh1-xO2固溶体的形成提高了催化剂的抗烧结. Raman光谱表明复合氧化物能促进氧缺位的形成. CexTh1-xO2固溶体的程序升温还原结果表明, 样品有2个还原峰 (α和β), α峰归属为表面Ce4 的还原; β峰归属为体相CeO2的还原. 固溶体的形成使得还原温度降低, 促进CeO2的还原.     

无模板法水热合成CoTe及其可见光光催化还原CO_2性能

本文利用无模版水热法合成了碲化钴(CoTe)纳米催化剂。为了避免引入残炭,所有的反应物均为无机化合物。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和X射线光电子能谱(XPS)等技术对所制备的CoTe纳米材料进行了表征。结果表明,所得产物为具有六方结构的海绵状CoTe,且具有可见光(λ420 nm)光催化活性。当以N,N-二甲基乙酰胺(DMA)或纯水为溶剂时,二氧化碳(CO_2)均可被光催化还原为甲烷(CH_4),但产率较低。而在催化体系中加入牺牲剂三乙醇胺(TEOA)后,产物由CH_4变为一氧化碳(CO)。这些实验结果表明,溶剂和牺牲剂的引入均可影响CoTe纳米催化剂对CO_2的光催化还原性能。     

NaBH_4还原二氟乙酸乙酯合成二氟乙醇的研究

采用硼氢化钠(NaBH4)还原二氟乙酸乙酯(CF2HCOOCH2CH3)合成二氟乙醇(HCF2CH2OH)。探讨NaBH4用量、溶剂、反应温度和反应时间等因素对反应的影响。实验结果表明:在投料比n(NaBH4)/n(CF2HCOOCH2CH3)=0.6,乙醇为溶剂,温度0℃反应条件下,二氟乙醇的收率可以达到98.1%。在极性溶剂中,随着反应温度的升高(5℃及以上),NaBH4的分解加剧,低温对反应有利。     

CeO2-TiO2混合氧化物及Pd/CeO2-TiO2催化剂的氧化还原性能

 以溶胶-凝胶-超临界流体干燥法制备了CeO2-TiO2混合氧化物(n(Ce)/n(Ti)=0.05～0.40),以其为载体,通过等体积浸渍法制备了Pd/CeO2-TiO2催化剂. XRD分析结果表明,在低Ce/Ti比的CeO2-TiO2混合氧化物中,CeO2高度分散于TiO2上; Ce/Ti比高于0.10时,大晶粒锐钛矿相TiO2和TiO2-CeO2固溶体或其前驱体无定形相共存. 采用H2-TPR对所合成材料的氧化还原性能进行了研究. H2-TPR谱中500 ℃附近的耗氢峰对应于CeO2-TiO2中CeO2的还原,还原过程中不存在表面晶格氧与体相晶格氧的差别. 由于TiO2与CeO2的协同作用,混合氧化物中形成了丰富的结构缺陷,提高了CeO2的氧化还原性能,其中Ce/Ti比为0.20时TiO2与CeO2的协同作用最显著. 负载上Pd后,载体中CeO2的还原温度(＜150 ℃)大大降低,同时随着Ce/Ti比的增大,PdO与载体间的相互作用增强,导致PdO难于还原,相应的H2-TPR还原峰向高温方向移动.     

紫外高级还原技术还原降解水中N-亚硝基二甲胺

采用2种高级还原技术(UV/Na2SO3和UV/Na2S2O4)还原降解N-亚硝基二甲胺(NDMA),考察pH值、光照强度、还原剂质量浓度和溶解氧等因素对NDMA还原降解效果的影响,计算还原降解反应过程中的表观反应动力学常数,推断NDMA的还原降解机理.研究结果表明,弱酸性条件下有利于2种高级还原技术对NDMA的还原降...     

辣根过氧化物酶的电化学固定化及其对H2O2的生物电催化还原作用

利用电化学固定化方法制备了聚吡咯/辣根过氧化物酶(PP/HRP)膜电极,并研究了其电化学行为。在除氧的磷酸盐缓冲液介质中,PP/HRP电极加速H₂O₂的还原,归因于酶加成物的直接电子传递。探索HRP与电子传递体K₄Fe(CN)₆在聚吡咯(PP)膜中的同时固定化条件及其膜电极的电化学行为,实验证实,K₄Fe(CN)₆在酶膜中的存在使得H₂O₂的还原电位强烈正移,在-0.05V的工作电位下能对H₂O₂进行检测,相应的电极过程可用间接氧化还原催化机理解释。     

氮掺杂MnCo2O4/N-KB的制备及氧还原催化性能

以Mn(Ac)_2和Co(Ac)_2作为前驱体,导电碳Ketjenblack (KB)作为负载碳源,采用水解-水热法制备氮掺杂的MnCo_2O_4/N-KB催化剂材料,对其结构特征和碱性溶液中氧还原反应的催化性能进行表征,并进一步分析其氧还原反应活性。结果表明:MnCo_2O_4/N-KB催化剂的形态是KB骨架上生长纳米级MnCo_2O_4,并且在N-KB和MnCo_2O_4之间形成化学耦合,产生协同作用,有效提高了MnCo_2O_4/N-KB催化剂的氧还原活性。MnCo_2O_4与N-KB的质量比为1∶9时,MnCo_2O_4/N-KB催化剂在O_2饱和0.1mol·L~(-1)KOH溶液中对氧还原反应的电催化性能最佳,反应的极限电流密度为5.7 mA·cm~(-2),半波电位接近0.81 V,电子转移数为4。在相同负载量下,MnCo_2O_4/N-KB催化剂相比商用Pt/C(电流密度5.2 mA·cm~(-2),半波电位0.83 V)有着更高的极限电流密度和耐久性。     

酞菁铁中N4-Fe2+的氧化还原化学和氧还原性能

准确理解金属大环配合物(如N4-Fe²⁺)体系的氧化还原化学性能,对氧还原反应(ORR)电催化剂的基础研究和合理设计具有重要意义.本文采用微波法将三种不同酞菁铁类金属大环配合物吸附在碳纳米管上,分别记为(NH2)4FePc@CNTs,(t-Bu)4FePc@CNTs和FePc@CNTs,考察了取代基对Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原电位的影响,以及碱性介质中的氧还原反应催化活性.结果表明,FePc@CNTs,(t-Bu)4FePc@CNTs和(NH2)4FePc@CNTs的ORR起始电位分别为0.98,0.96和0.96 V,而半波电位(E1/2)由高到低的顺序为FePc@CNTs(E1/2=0.91 V),(t-Bu)4FePc@CNTs(E1/2=0.87 V),(NH2)4FePc@CNTs(E1/2=0.83 V).与20%Pt/C(E1/2=0.85 V)相比,FePc@CNTsFePc@CNTs具有优异的ORR性能.在活性、稳定性和耐甲醇性方面,FePc@CNTs复合材料比其他复合材料表现出更高的ORR性能.研究发现,FePc上的供电子基团可以显著改变N4-Fe²⁺活性位点的电子云密度,增加dz 2轨道(HOMO)的能量,并观察到Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原电位显著向阴极方向移动.结果表明,取代基的高电子贡献能力降低了HOMO和LUMO(O2的杂轨道*-轨道)之间的电子耦合,从而降低了氧还原催化活性.因此,FePc框架外围的供电子基团对ORR不利.本文阐明了取代基电子效应-金属大环配合物氧化还原电位与ORR催化性能之间的关系,为ORR催化剂活性中心的构建和调控提供了借鉴.