Keggin型杂多酸铯盐催化苯羟基化反应

采用室温固相法制备了具有Keggin结构的杂多酸铯盐催化剂(Cs_xH_3+n-xPMo_12-nV_nO₄₀, n＝0, 1, 2, x＝0.5～3.0). 红外、X射线粉末衍射及循环伏安技术研究显示, 钒取代钼原子可提高催化剂的氧化还原性, 铯取代数的增加可提高催化剂的疏水性但降低氧化还原性. 在H₂O₂为氧化剂的苯羟基化反应中, 随着铯取代数目的增加, 催化剂的溶脱情况得到明显改善. 在氧化还原性和疏水性协同作用下, Cs₂H₃PMo₁₀V₂O₄₀在Cs_xH_3+n-xPMo_12-nV_nO₄₀系列催化剂中显示出相对最佳的苯羟基化催化活性(苯酚收率19.2%)和重复使用性能.     

碳掺氧缺型TiO2纤维的无外碳源制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法, 结合离心纺丝技术及水蒸气活化工艺制备了一种碳掺氧缺型TiO₂(C-TiO_2-n)纤维光催化剂. 探究了C-TiO_2-n纤维的结构、 组分、 性质及碳掺杂对其光催化活性的影响. 结果表明, 在无外碳源引入的情况下, 利用TiO₂前驱体中的有机组分作为碳源, 可以实现对TiO₂的碳掺杂, 且碳掺杂明显改善了光催化剂的光捕获能力并有效抑制了光生载流子的复合. 在以水中偶氮染料活性艳红(X-3B)作为目标污染物的光催化降解实验中, C-TiO_2-n纤维展现了优良的光催化活性和循环稳定性. 在可见光照射60 min后, 其对X-3B的降解率达到96.99%, 动力学常数为0.0556 min^-1, 是氧缺型TiO₂纤维的19.86倍.     

H6[P2Mo18O62]的钒取代多金属氧酸盐对小鼠黑色素瘤细胞B16黑色素生成的调控及其机制研究

合成了五种多金属氧酸盐. 以B16小鼠黑色素瘤细胞为模型, 用噻唑蓝(MTT)法检测细胞存活率, 酶标法测定抗氧化活性和内黑色素含量及酪氨酸酶活性, 最后用分子对接模拟多金属氧酸盐和酪氨酸酶结合的机制. 研究结果表明, 两种磷钼酸(H₇[P₂Mo₁₇VO₆₂]和H₈[P₂Mo₁₆V₂O₆₂])是高效的黑色素生成抑制剂, 在200 μmol/L的浓度下对黑色素合成的抑制率为74.40%和75.14%, 对细胞内酪氨酸酶活性的抑制率为35.71%和40.00%, 随着钒原子取代个数的增加, 两种抑制活性均逐渐降低. H₇[P₂Mo₁₇VO₆₂]和H₈[P₂Mo₁₆V₂O₆₂]对细胞没有毒性. 两种多酸都有较好的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)清除能力, IC₅₀分别为1.683和2.800 mg/mL. 分子对接分数低于–146 kJ/mol. 综上所述, H₇[P₂Mo₁₇VO₆₂]和H₈[P₂Mo₁₆V₂O₆₂]能抑制B16细胞黑色素的生成, 其机制与抑制酪氨酸酶的活性有关.     

激光拉曼光谱研究NiMoP浸渍液活性组分的结构 Ⅱ.不同有机添加剂的影响

采用激光拉曼光谱（LRS）技术对添加有乙二醇和柠檬酸的NiMoP浸渍液和用该浸渍液制备的NiMoP/Al₂O₃催化剂进行了表征,研究了乙二醇和柠檬酸含量对NiMoP浸渍液及浸渍过程中活性相组成、结构的影响。结果表明,乙二醇使NiMoP(0.063)浸渍液中H_{x\[PMo11O39\]⁽7-x)- 或Hx\[PMo9O31\]⁽3-x)-及Hx\[PMo12O40\]⁽3-x)- 杂多阴离子结构转化成Hx\[P2Mo5O23\]⁽6-x)- 结构,而柠檬酸能保持NiMoP(0.063)浸渍液中Hx\[P2Mo5O23\]⁽6-x)-、Hx\[PMo11O39\]⁽7-x)- 或Hx\[PMo9O31\]⁽3-x)-及Hx\[PMo12O40\]⁽3-x)-杂多阴离子结构共存,但导致Hx\[P2Mo5O23\]⁽6-x)-含量降低,Hx\[PMo12O40\]⁽3-x)-含量升高。相对乙二醇而言,柠檬酸有机添加剂能够更有效地阻止浸渍过程中各杂多阴离子结构在载体氧化铝孔道中的分解。}     

铈基与钴基Co3O4-CeO2氧载体上甲烷化学链转化特性: 产物选择性控制

采用水热法制备了Co₃O₄/CeO₂(x)[x为钴铈原子摩尔比n(Co):n(Ce)=6:49:1]和Ce_1-yCo_yO_2-δ(y=0.10.4)2个系列复合氧化物, 并表征了材料的物理化学性质, 考察了这些氧化物作为氧载体参与甲烷化学链转化(化学链燃烧和化学链部分氧化)的反应性能. 结果表明, 2类复合氧化物的甲烷反应活性均明显优于单一氧化物CeO₂或Co₃O₄, 但2类氧载体上的甲烷反应产物的选择性具有明显差异. Ce_1-yCo_yO_2-δ氧载体形成了Ce-Co-O固溶体, 储氧能力明显增强, 体相晶格氧迁移速率与甲烷活化速率匹配较好, 甲烷反应产物以CO和H₂的合成气为主, 有利于甲烷的化学链部分氧化. Co₃O₄/CeO₂(x)氧载体中CeO₂与Co₃O₄之间的相互作用改善了材料的储氧能力和氧化活性, 其与甲烷反应时主要生成CO₂, 有利于甲烷化学链燃烧. 连续性化学链循环实验表明, 2类氧载体均具有较好的再生性能和循环稳定性.     

Bi1-xFexVO4薄膜光阳极的制备及光电化学性能

采用一步滴涂法在掺氟二氧化锡(FTO)导电玻璃上制备了Bi_1-xFe_xVO₄(x=0, 0.05, 0.10, 0.25, 0.40)薄膜, 表征了其结构、 形貌、 光学以及光电化学方面的性质. 结果表明, 掺入Fe后Bi_1-xFe_xVO₄薄膜的光电流密度与 BiVO₄薄膜相比均有所提高, 其中25% Fe-BiVO₄薄膜表现出最优的光电化学性能. 在0.1 mol/L磷酸缓冲溶液(pH=7.0)中, 1.23 V(vs. RHE)电势下25% Fe-BiVO₄薄膜的光电流密度为0.50 mA/cm², 与BiVO₄薄膜的0.15 mA/cm²相比提高了3倍多. 结合X射线衍射(XRD)、 拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)表征结果证实Fe³⁺以FeVO₄的形式存在于Bi_1-xFe_xVO₄薄膜中, 形成了BiVO₄/FeVO₄复合物薄膜. 紫外-可见光谱(UV-Vis)结果显示, 所有Bi_1-xFe_xVO₄薄膜的禁带宽度均为2.4~2.5 eV. 25% Fe-BiVO₄薄膜光电化学性能的提升主要归因于光生载流子转移效率(η_trans)和分离效率(η_sep)的提高. 能级结构图表明, BiVO₄和FeVO₄之间可以形成Type Ⅱ型能级结构排列, 可以促进光生载流子的分离与转移, 是25% Fe-BiVO₄薄膜光电化学性能提升的内在机理.     

纳米尺寸氧化钇团簇阴离子与正丁烷反应的研究

在单一原子量分辨水平上研究纳米尺寸过渡金属氧化物团簇(M_xO_y^q)与小分子的反应不仅能够获得氧化物纳米颗粒的反应性随原子组成和尺寸连续变化的演变规律, 而且对认识其结构特征以及表面活性氧物种(如O^-•自由基)的产生机制等具有重要意义. 本工作分别采用耦合快速流动反应管和耦合四极质量过滤器-线形离子阱的两套反射式飞行时间质谱研究了不同“氧缺陷指数”(Δ)的氧化钇团簇Y_xO_y^- (x≤50,y≤76; Δ≡2y–1–3x, Δ=0~5)和掺杂氟(F)原子团簇Y _xO_yF^- [x≤49,y≤74; Δ≡(2y+1)–1–3x, Δ=1]与 n-C₄H₁₀分子的反应. 实验观测到Δ=1系列团簇(Y₂O₃)_NO^- (N=1~25)、(Y₂O₃)_NYO₂F^- (N=1~24)及Δ=4系列团簇(Y₂O₃)_NYO₄^- (N=1, 3~24)具有氢抽取反应活性, N≥2时其它Δ系列团簇(Δ=0, 2, 3, 5)在相同实验条件下没有表现出明显的反应性. 密度泛函理论研究Δ=1或4系列小尺寸团簇(Y₂O₃)_NY_xO_yF_0,1^- (N≤4;x=0, 1)的结构揭示O^-•自由基是氢抽取反应的活性位点, 结合实验可推测Δ=1或4系列纳米尺寸团簇(Y₂O₃)_NY_xO_yF_0,1^- (x=0, 1)结构中也含有O^-•自由基. 这些结果表明Δ=0系列惰性纳米尺寸团簇(Y₂O₃)_NYO₂^-可以通过吸附一个O₂分子发生电子转移生成O^-•自由基(O^2-+O₂→O^-•+O₂^-•), 也可以通过掺入F原子的方式生成O^-•自由基(O^2-+F^•→O^-•+F^-).     

钒取代的Dawson型磷钼酸对酪氨酸酶的抑制作用

采用酶动力学方法研究了5种钒取代的Dawson型磷钼酸H₇[P₂Mo₁₇VO₆₂]、H₈[P₂Mo₁₆V₂O₆₂]、H₉[P₂Mo₁₅V₃O₆₂]、H₈[P₂Mo₁₄V₄O₆₂H₂]和H₉[P₂Mo₁₃V₅O₆₂H₂](分别简写为P₂Mo₁₇V、P₂Mo₁₆V₂、P₂Mo₁₅V₃、P₂Mo₁₄V₄和P₂Mo₁₃V₅)对蘑菇酪氨酸酶二酚酶的抑制作用,结果表明,效应物P₂Mo₁₇V、P₂Mo₁₆V₂和P₂Mo₁₅V₃能够明显地抑制酪氨酸酶的活性,其半抑制浓度(IC₅₀)值分别为0.409、0.386和0.386 mmol/L,且均表现为可逆的竞争型抑制,效应物P₂Mo₁₇V、P₂Mo₁₆V₂和P₂Mo₁₅V₃对游离酶的抑制常数K_I分别为0.234、0.391和0.249 mmol/L。 而效应物P₂Mo₁₄V₄在0~1.0 mmol/L浓度范围内,对酪氨酸酶二酚酶无明显抑制作用,效应物P₂Mo₁₃V₅对酪氨酸酶二酚酶表现为激活作用。     

Cu掺杂对Pt/Ba/CuxMg1-xAl2O4催化剂高温稀燃NOx消除性能的影响

制备了一系列不同Cu掺杂量的Pt/Ba/Cu_xMg_1-xAl₂O₄(x=0, 0.1, 0.3)催化剂, 将其应用于高温NO_x储存还原(NSR)反应, 并探究了Cu掺杂量对催化剂NO_x消除性能的影响. 结果表明, 储存组分BaCO₃在NSR过程中存在再分散现象. 高温时催化剂的NO_x消除性能取决于其NO_x储存量, 而不是NO氧化和NO_x还原性能. 高温时催化剂的NO_x储存量与其上硝酸盐的热稳定性密切相关, Pt/Ba/MgAl₂O₄上NO_x主要以离子态硝酸盐形式存在, 而掺杂Cu后催化剂上的NO_x又增加了单齿硝酸盐的存在形式, 单齿硝酸盐具有更高的热稳定性, 因此掺Cu催化剂具有更大的NO_x储存量. 在450~500 ℃范围内, Cu的掺杂显著提高了Pt/Ba/MgAl₂O₄的NO_x消除性能; Pt/Ba/Cu_0.1Mg_0.9Al₂O₄催化剂的性能最佳, 450 ℃时的NO_x消除效率高达90%.     

多酸基共价有机骨架材料的合成与氧化脱硫性能研究在实验教学中的设计与探究

化石燃料燃烧带来的硫排放将导致酸雨的产生,因而实现燃油深度脱硫显得至关重要。多酸（POM）基共价有机骨架材料具有氧化还原性、可调的亲疏水性、可循环再生等特点,被认为是燃油氧化脱硫的一种优异催化材料。本实验在科研成果的基础上创新设计了一个综合实验。通过离子交换法将强氧化型多酸分子（NH₄）₅H₆PMo₄V₈O₄₀ （简写为PMo₄V₈）引入共价有机骨架（COF）,合成了一种多酸基共价有机骨架材料（POM@EB-COF,EB代表溴化乙啶）。利用X射线衍射、红外光谱、元素分析等表征手段对材料结构进行解析。以含有二苯并噻吩的十氢萘作为模型燃油,体系中通入氧气,在PMo₄V₈@EB-COF固体材料表面进行二苯并噻吩的氧化反应,考察其氧化脱硫性能。研究结果表明,以PMo₄V₈@EB-COF作为氧化脱硫催化剂,反应温度为100°C,反应时间...     

The effect of terminal chain modifications on the mesomorphic properties of 4,4'-disubstituted diphenyldiacetylenes

A variety of terminal chain modifications (Y) were made on the diacetylenes in which X=C_nH_2n+1, C₁₂H₂₅O and F, and Y=CH₂CH(Me)C₂H₅, COCH₃, C≡CC₅H₁₁, C_nF_2n+1C_nH_2n+1 and CH=CHCO₂C₃H₇. Mesomorphic properties were determined by hot stage polarizing microscopy and DSC. These were compared with those for the dialkyl analogues (X=C_mH_2m+1, Y=C_nH_2n+1) and a series of 1- and 2-olefins (Y=CH=CHC_nH_2n+1 and CH₂CH=CHC_nH_2n+1). The 1-olefin series showed wider range nematics than the dialkyl compounds, whereas the above modifications showed either narrow range nematic phases, no mesophase or higher melting temperatures. New transition temperature and enthalpy data are provided for some of the dialkyl and F-alkyl compounds previously reported, for comparisons. Preliminary birefringence data are also included along with the results of some heat and UV stability studies.     

三元镍基硫属化物纳米棒阵列的简单合成及其高效的电催化析氧性能北大核心CSCD

通过一步溶剂热法成功合成了泡沫镍(NF)支撑的三元镍基硫属化物(Ni_(3)(Se_(x)S_(1−x))_(2))纳米棒阵列。结构表征结果表明,所得三元Ni_(3)(Se_(x)S_(1−x))_(2)纳米棒属于三方物相,在泡沫镍基底上形成了有序的阵列结构。由于其快速的载流子传输效率、丰富的活性位点和多阴离子的协同效应,Ni_(3)(Se_(0.3)S_(0.7))_(2)/NF纳米棒阵列具有最佳的电催化性能。在1.0 mol/L的KOH溶液中,电流密度为50 mA/cm2时,过电势仅为344 mV,塔菲尔斜率为40.17 mV/dec,同时具有优异的电化学稳定性。更重要的是,以商用Pt/C为阴极,Ni_(3)(Se_(0.3)S_(0.7))_(2)/NF纳米棒阵列为阳极进行全分解水实验,仅需要1.49 V的电池电位即可提供10 mA/cm2的电解电流,表现出良好的电解水效果。该研究为电解水技术领域提供了一种高效的电催化剂,也为电化学能源技术中非贵重电催化剂的合理构建提供了有价值的见解。     

基于Keggin型杂多酸的无机-有机杂化物的合成和光催化活性

采用水热合成方法制备了2个基于Keggin型杂多酸的无机-有机杂化物, 化学式分别为{[Cu₂(4,4′- bipy)₄(H₂O)₄](SiMo₁₂O₄₀)·18H₂O}_n(1)和{[Cu₂(4,4′-bipy)₄(H₂O)₄](PMo₆W₆O₄₀)·18H₂O}_n(2)(bipy=bipyridine). 结构分析 表明2个化合物同构, Cu²⁺是六配位, 分别与4个4,4′-bipy上的N原子和2个水分子上的O原子结合, 形成 [Cu(4,4′-bipy)₂(H₂O)₂]_n²ⁿ⁺二维层状结构. 杂多阴离子通过静电与配位阳离子[Cu(4,4′-bipy)₂(H₂O)₂]_n²ⁿ⁺作用交叉排列在层间. 通过红外光谱、 粉末X射线衍射和固体紫外-可见漫反射光谱等对化合物的性质进行了表征. 研究了所合成化合物对水溶性染料亚甲基蓝的降解活性, 发现2种化合物对于亚甲基蓝均表现出显著的光降解活性, 并对它们的催化机理进行了讨论.     

锂离子电池高容量合金基含锂负极材料的研究进展

现有的以石墨为负极的锂离子电池能量密度逐渐接近其理论极限. 基于合金化反应机制的高容量含锂负极材料Li_xM_y(M为能够和锂发生合金化反应的元素)是一类新兴的负极材料, 具有数倍于石墨的储锂比容量, 且可以为电池提供活性锂源. 这些特性使其能够与高容量无锂正极材料(如S, O₂, FeF₃和V₂O₅等)相匹配, 构建下一代高比能锂离子电池新体系. 本文综述了近年来高容量合金基含锂负极材料(如Li_xSi, Li_xSn, Li₃P和Li_xAl基系列材料)的研究进展, 分析了所面临的挑战, 概述了材料的合成与电极的制备方法, 并介绍了它们在常规锂离子电池、 锂离子-硫电池及锂离子-空气电池等多个全电池体系中的应用实例, 提出并举证了其电化学性能优化与调控的策略, 最后展望了未来的研究方向.     

trz-Cl-Cu-PMo12的合成、 表征及催化氧化碘离子性能

以H₃PMo₁₂O₄₀为前驱体, 采用水热法使1,2,4-三氮唑-3-甲酸进行原位脱羧后, 合成了1,2,4-三氮唑修饰的Keggin型多金属氧酸盐基金属-有机框架化合物(trz-Cl-Cu-PMo₁₂), 并通过X射线单晶衍射、 红外光谱(IR)、 热重分析(TG)、 X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)及元素分析等手段对其进行了表征. X射线单晶衍射及元素分析表明, 该晶体化合物的结构式为[Cu₆Cl_0.5(C₂H₂N₃)₄][PMo₁₂O₄₀][Cu₆Cl_0.5(C₂H₂N₃)₄], 且由1个经典的 Keggin 型[PMo₁₂O₄₀]^3-和2个[Cu₆Cl_0.5(C₂H₂N₃)₄]^1.5+以近似中心对称的方式构成, 各组分之间通过超分子作用形成一维(1D)~三维(3D)结构. 催化性能研究结果表明, 该非均相催化剂在催化过氧化氢氧化碘离子为碘单质的反应中, 经4 min 35 s到达终点时, 反应速率高达1.42×10^-5 mol·L^-1· s^-1, 碘单质生成速率提高了约551倍. 催化剂重复使用8次, 转化率仍然高达99.6%, 表现出优异的催化活性, 且具有良好的可重复性.     

新型Ce3+掺杂亚磷酸锰开放骨架材料的合成与荧光性质

通过高通量实验方法制备了一系列新型的Ce³⁺离子掺杂亚磷酸锰(NH₄)₄[Mn_4-xCe_x(HPO₃)₆](简称JIS-10∶xCe³⁺) 无机开放骨架材料. 通过粉末X射线衍射(PXRD)谱图、 扫描电子显微镜(SEM)、 微量元素能谱(EDS)、 X射线光电子能谱(XPS)、 傅里叶变换红外(FTIR)光谱和光致发光(PL)光谱等手段对该材料进行了表征, 并研究了Ce³⁺离子掺杂浓度、 反应温度和时间对晶体相变和发光性能的影响. 结果表明, 在波长260 nm的光激发下, Ce³⁺离子在500 nm处有1个绿光发射带而Mn²⁺离子在590 nm处有1个黄光发射带. 调变JIS-10∶xCe³⁺材料中Ce³⁺离子的掺杂浓度发现, 当x=0.06^{时, 即Ce3+离子的掺杂浓度较低时, 样品的发射颜色为黄绿色, 其CIE坐标为(0.38, 0.48); 当Ce3+离子的掺杂浓度增加时, 绿色发光带的增长快于黄色发光带的增长, 从而调整发射颜色; 在x=1.33时观察到最强的发射, 浓度过高发生浓度猝灭.}