均相体系可见光催化还原CO2研究进展和面临挑战

利用太阳能将CO₂还原成可以利用的燃料或者有机物,是洁净新能源的重要研究方向,具有很大的挑战性。均相体系作为光催化还原CO₂最早研究的体系,对于CO₂还原的分子机理研究、新型催化剂设计以及体系优化方面具有重要指导意义。近五年来,均相体系光催化还原CO₂的研究取得了显著进展。本综述将对近五年来均相体系中光催化还原CO₂取得的重要研究进展进行综述,并对均相光催化体系发展面临的挑战进行了总结。     

光催化还原二氧化碳全反应的研究进展

通过光催化将二氧化碳(CO₂)还原为可持续的绿色太阳能燃料是同时解决环境问题和能源危机的极具前景的方案.尽管迄今为止已经进行了广泛的研究,但实现高转化率、高选择性和高稳定性的光催化二氧化碳还原仍有许多障碍.如将水作为电子供体而非牺牲试剂,能够使反应的吉布斯自由能变ΔG>0,这对于真正实现理想化的人工光合作用至关重要,但同时也会为光催化还原CO₂体系带来更多的挑战.我们首先简要介绍了光催化还原CO₂的机理与挑战,而后根据目前光催化还原CO₂在无牺牲剂体系中出现的问题总结了对应的策略以及最新的研究进展,包括能带结构的调整、助催化剂的负载、异质结的构建、 MOFs与COFs材料的设计等方面,最后对目前仍未解决的问题以及未来实现工业化应用的阻碍进行了总结.     

光催化CO2还原为CH4研究进展(英文)

太阳能驱动二氧化碳光催化还原为CH₄是缓解全球变暖和能源危机的有效策略,然而,光催化效率较低以及产物选择性差,严重阻碍其大规模商业化应用。探究光催化CO₂还原反应机理对解决以上问题有重要参考意义,因此本文对光催化CO₂还原为C₁产物的基本原理及路径进行阐述,主要综述提高CO₂光还原效率以及CH₄选择性的方法,如构建异质结、设计结构缺陷、引入单原子催化剂以及其他方法,最后指出CO₂光还原CH₄面临的挑战和发展前景。     

二维材料在光催化二氧化碳还原中的研究进展

近几十年来, 由温室效应所导致的气候变暖、海平面上升等环境问题日趋严重, 科学家们一直致力于研究可高效转化二氧化碳(CO₂)等温室气体的技术. 以太阳能为驱动力的光催化技术, 可将CO₂转化成甲烷、甲醇、甲酸或C₂₊等高附加值的碳氢燃料, 同时缓解温室效应和能源危机. 二维(2D)材料因具有超大的比表面积和独特的电子结构, 在光催化还原CO₂领域受到广泛的关注. 基于此, 作者综述了近年来2D材料实现CO₂分子高效转化的研究进展, 重点剖析了2D材料在光还原反应中的构-效关系, 并探讨了黑磷、石墨炔和共价有机框架化合物等新型2D材料作为CO₂光还原催化剂的发展潜力, 最后总体展望了CO₂光还原领域的研究前景和发展趋势.     

TiO2光催化还原CO2

光催化还原CO₂技术在CO₂的治理与利用方面有着潜在的应用价值和良好的开发前景。该文简要综述了近年来用于光催化还原CO₂反应的TiO₂光催化剂材料,包括纯TiO₂催化剂、负载型TiO₂催化剂、金属改性TiO₂催化剂、半导体复合TiO₂催化剂和有机光敏化TiO₂催化剂等,并介绍了各类催化剂光催化还原CO₂的反应性能。     

可见光驱动丰产金属卟啉类配合物催化的二氧化碳选择性还原反应

随着能源短缺和环境问题日益突出, 寻找清洁和可再生能源来替代化石燃料是本世纪科学家面临的最紧迫的任务之一. 为了实现我国“双碳”战略目标, 利用太阳能将二氧化碳(CO₂)转化为清洁燃料和化学品是实现社会可持续发展的途径之一. 催化剂是CO₂光还原技术的核心组成部分, 其可以吸附气态CO₂分子, 在可见光照射下将CO₂还原为一氧化碳(CO)、 甲酸(HCOOH)、 甲醇(CH₃OH)或甲烷(CH₄)等能源小分子. 目前, 新型CO₂还原光催化体系的开发取得了很好的进展. 本文综合评述了近年来均相及非均相丰产金属卟啉类催化剂在光催化CO₂还原中的研究进展, 并对在金属卟啉均相催化剂作用下, CO₂光还原为CO或CH₄的反应机理分别进行了介绍, 还讨论了金属卟啉基多孔有机聚合物与卟啉有机金属框架在光催化CO₂方面的重要应用. 最后, 对可见光驱动卟啉类金属配合物催化的CO₂还原的发展前景进行了展望.     

卟啉网状结构材料负载单原子的光催化CO2还原

基于刚性、多孔性和多功能性,以及模块化优化、合理的设计和集成、可调谐和光化学性能等优点,卟啉网状结构材料已被证明是金属单原子锚定的优良载体,并在CO₂光催化还原领域拓展了一种新的载体.我们主要总结了近5年来以反应卟啉网状结构材料为载体的单原子催化剂光催化CO₂还原反应的最新研究进展,提出并探讨了该多相催化剂光催化CO₂还原的应用前景以及面临的挑战.     

壳聚糖包裹CdSe量子点组装体的水相可见光催化CO2还原

通过壳聚糖(chitosan)中的氨基与MPA-CdSe(MPA=3-巯基丙酸)量子点(QDs)表面Cd²⁺的配位作用, 构建了MPA-CdSe@chitosan组装体. 壳聚糖中丰富的氨基和疏水结构为量子点提供了富CO₂及疏水的微环境, 从而提升了水相光催化CO₂还原效率和选择性. 光催化实验结果表明, 在以抗坏血酸钠(NaHA)为电子牺牲体的条件下, MPA-CdSe@chitosan组装体在水中可将CO₂光催化还原为CO, CO的生成效率和选择性分别比不含壳聚糖的MPA-CdSe QDs体系提升169倍和8.6倍. 用组装体系光催化60 h后, CO的生成效率为73.6 mmol/g(基于量子点质量), 对应的选择性达到51.0%, 具有良好的稳定性.     

共价有机框架材料在光催化CO2还原中的应用

全球范围内化石燃料的大量消耗导致了能源危机,同时其所排放的CO₂等温室气体使环境问题日渐突出。将CO₂等废气进一步转化为高附加值燃料是解决能源与环境问题的理想方案。利用取之不尽的太阳能作为能源实现光催化CO₂还原为能源化合物被认为是有效解决此问题的最佳途径之一。共价有机框架材料(COFs)是一类新型晶态多孔有机聚合物材料,具有结构稳定性、可设计性和结构多样化的特征,因此在光催化CO₂还原领域表现出了巨大潜力。本文概述了近年来COFs在光催化CO₂还原领域中的催化应用研究进展,包括引入不同金属离子提供活性位点、增加光敏性官能团提高其对可见光利用率等方法。最后对以COFs材料为光催化CO₂还原催化剂的研究进行了总结和展望,我们认为更进一步的新材料合成、修饰与催化机理研究仍是前景广阔的研究领域。     

金属-有机框架基材料在二氧化碳光催化转化中的应用

将大气中的二氧化碳(CO₂)转化为燃料或高附加值化学品是降低大气中CO₂含量、 减缓温室效应的有效途径之一. 光催化CO₂化学转化条件温和, 能耗低, 在CO₂转化中占有重要地位. 金属-有机框架(MOF)基材料由于具有比表面积大、 光电性质优良和可调节性强等特点, 是CO₂光催化转化的常用催化剂之一. 本文综合评述了近两年MOF基材料在光催化CO₂还原反应、 CO₂环加成反应和CO₂羧基化反应中的应用, 阐释了MOF基材料在CO₂光催化转化中的优势和局限性, 并展望了其未来发展.     

三种铁制剂治疗缺铁性贫血的疗效比较

在妇女、孕妇中,有些由于失血而失铁或孕期中对铁的需要量较大,易造成缺铁性贫血。如果合理利用铁制剂进行治疗,均能收到满意的疗效。本文用强力铁,肝铁片、硫酸亚铁三种铁制剂进行疗效比较。     

除锈剂对莲藕铁膜的去除效果研究

分别以采摘后的莲藕和水泥微池中种植的莲藕为材料,比较不同除锈剂对根状茎铁膜的去除效果,以期为莲藕根状茎铁膜的田间防除提供依据。在莲藕采后除铁膜实验中,抗坏血酸在较短时间内将莲藕根状茎上的铁膜完全去除干净,除锈效果好,其次是草酸和柠檬酸。抗坏血酸和柠檬酸混合除锈可提高除锈效率,0.000 87 mol/L柠檬酸和0.012 5 mol/L抗坏血酸共混合处理3 h、0.000 43 mol/L柠檬酸和0.012 5 mol/L抗坏血酸混合处理3 h,可提高除锈效率,减少除锈剂使用。可见将抗坏血酸和柠檬酸按一定比例混合施用对铁膜的去除效果更好,其成本较单独使用抗坏血酸或柠檬酸低。     

The effect of the starting material on the thermal decomposition of iron oxyhydroxides

The effect of the iron precursor on the thermal decomposition of iron oxyhydroxides was studied by DSC, DTA and TG in this work. Samples were prepared from iron nitrate, iron sulfate and iron chloride and the thermal curves obtained were analyzed by specific area measurements, X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy. It was found that the iron oxyhydroxide precursors affect the temperatures of the hematite formation as well as the textural properties of the final hematite producing particles with different diameters as following: iron sulfate (3.3 nm)相似文献   

食物中可溶性铁和可吸收铁的测定

为了评价食物中可被吸收利用的铁的量，采用体外法模拟人体胃肠道的消化吸收，考查了八种不同食物的可溶性铁、可吸收铁和铁的可利用率、铁的可吸收率，它们分别在０．００６×１０－３～０．１７６×１０－３、０．２４×１０－６～３．０９×１０－６、４．０８％～３８．４６％和０．１１％～１．６６％之间。发现摄食相同重量的黑木耳、紫菜或空心菜，可以获得比猪肝或菠菜更多的可吸收铁；就可吸收率而言，蔬菜类食物高于豆制品类食物，富含动物蛋白的食物高于它含植物蛋白的食物。     

硫铁矿烧渣制备氧化铁黄和氧化铁红

对利用硫铁矿烧渣制备氧化铁黄和氧化铁红进行了研究。考察了影响硫铁矿烧渣还原、酸溶、中和、氧化等过程的各种因素。结果表明,在适宜的条件下,利用烧渣可以制备出用做颜料的氧化铁黄和氧化铁红。     

重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的方法改进

选用三氯化钛-重铬酸钾-中性红指示剂容量法,通过对方法的改进,对温度、溶样酸、酸介质、指示剂及共存离子消除的不同条件实验的对比研究,优化了无汞测定全铁的分析方法,实验表明,方法的相对标准偏差(RSD)为0.16%,对国家标准物质测定结果与推荐值基本一致,参加中实国金比对Z比分数小于2,测定结果满意。     

甲烷在金属铁及氧化铁表面还原NO的研究

在程序控温电加热水平陶瓷管反应器、N₂气氛和模拟烟气气氛及300~1 100℃时,对甲烷在金属铁及其氧化铁表面还原NO的特性进行了实验研究。为使甲烷在脱硝反应后完全燃尽以及脱硝反应过程生成的CO等中间产物完全燃尽,在第一段加热炉后串联了第二段加热炉,补充氧气,实现燃尽。结果表明,甲烷在金属铁及氧化铁表面能够高效地还原NO。在N₂气氛中,在900℃以上温度范围内甲烷在金属铁表面的脱硝效率超过95%,与甲烷在氧化铁表面的脱硝效率差别很小。在模拟烟气条件下,当过量空气系数小于1.0时,在900℃以上时,甲烷在金属铁和氧化铁表面的脱硝效率都能超过90%,且未燃尽和燃尽两种条件下NO的还原率相差不大。NO同时通过金属铁的直接还原和甲烷的再燃还原两种反应机理脱除。而甲烷则通过还原氧化铁为金属铁,从而使金属铁直接还原NO可持续进行。同时,甲烷再燃反应的中间产物HCN/NH₃等被氧化铁还原,从而使燃尽后的脱硝效率不下降。研究结果表明,甲烷和金属铁或氧化铁在富燃料条件下可有效地还原NO。     

二核Fe/S化合物(Et4N)2[Fe2S2Br4]的合成与结构

标题化合物(Et_4N)_2[Fe_2S_2Br_4](1)在VS_4~(3-)/FeBr_2/imnt~(2-)/Et_4NCI的反应体系中获得,它属于单斜晶系,空间群P2_1/n,主要晶胞参数为:α=0.91193(2)nm,b=1.03874(3)nm,c=1.54360(1)nm,β=105.090(1)°,V=1.41177(5)nm~3,Z=2, ρ=1.778g/cm~3,μ=6.841cm~(-1),F(000)=748,结构精修结果为:R_1=0.0287,wR_2=0.0640.簇阴离子[Fe_2S_2Br_4]~(2-)含有一个菱形Fe_2S_2单元,铁的配位几何构型明显偏离了理想的T_d对称性,导致整个阴离子的对称性降低为D_(2h).同时观察到它的Fe-Br键呈现反常加长倾向.     

新型Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)-SO_4~(2-)水滑石的制备及结构研究

采用共沉淀法进行了Fe?Fe?-SO42-型水滑石(FeFe-LDH)的制备研究,并利用X射线衍射、红外光谱、穆斯堡尔谱和热分析等手段对其晶体结构和稳定性进行了分析。研究结果表明:当反应投料物质的量之比Fe2+/Fe3+介于2～5之间,共沉淀pH值控制在6.5～7.5之间,反应温度为40℃,反应时间为2h时,可得到晶体结构规整的层状结构产物,所得产物的层板组成并不随投料比的改变而改变,基本保持恒定;且在FeFe-LDH层间形成了SO42-离子与H2O分子的双层排列方式,从而使层间距增大。     

Microchemical investigation of early iron metallurgy slags

A group of slags, dating back to Iron Age II (Aramean period, 800-720 B.C.), that appeared to be iron-smelting by-products, have been found at Tell Afis (North-Western Syria). The microchemistry of these materials has been studied by means of small-area X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray induced Auger electron spectroscopy (XAES), scanning electron microscopy (SEM), electron-probe microanalysis (EPMA) and optical microscopy (OM). The results indicate that the slags can be associated with an iron-smelting process and show the presence of large amounts of Fe(II) and Fe(III) oxides and hydroxides mixed with different glassy and crystalline silicon compounds. The latter consist essentially of quartz and various silicates, such as wollastonite, melilite, Mg[SiO₄] or Mg[SiO₆] compounds and other complex aluminosilicates. This chemical information is used to elucidate some aspects of the early ironmaking process.