单原子钯催化剂的光化学合成新策略

正单原子催化是多相催化领域的新概念,其原子利用率可提升至100%,且均匀的单一活性位为基础研究提供了很好的平台。2011年,我们团队通过与刘景月和李隽的合作,利用氧化铁和铂原子之间的强相互作用,成功制备出首例具有高活性和高稳定性的Pt_1/FeO_x催化剂1,引发了国际上对单原子催化剂的研究热潮。目前,已发展的单原子催化剂制备方法主要有共沉淀法、浸渍法、质量分离软着陆法、原子层沉积法等,催化剂体系     

氚化学与工艺

氚作为一种重要的资源,在国防科技和国民经济领域有着广泛的应用。伴随着国防科技发展需求的不断提高,中国工程物理研究院在氚化学与工艺研究方面取得了一定的成就,研究领域涉及到氚的整个生命周期,包括生产、分离、储存、应用及氚废物治理等。本文重点介绍了中国工程物理研究院近年来在金属氚化物、储氚材料、氢同位素分离技术、含氚重水提氚关键技术和ITER相关氚技术等方面的研究进展。     

单原子催化剂的研究进展

单原子催化剂兼具均相催化剂的活性中心和多相催化剂结构稳定易分离的特点,是实现统一的"大"催化理论非常重要的突破口。由于其优越的催化性能在工业催化中具有巨大的应用潜力。基于"单原子催化"概念提出以来国内外单原子催化剂的研究进展,以不同的活性组分进行分类对单原子催化剂进行归纳总结。系统地介绍了单原子催化剂的制备方法以及应用研究进展,并展望了单原子催化剂的发展前景,以期对于进一步构筑具有特定结构和催化功能的单原子催化剂的研究起到积极的促进作用。     

单原子催化剂的研究进展EI北大核心CSCD

单原子催化剂兼具均相催化剂的活性中心和多相催化剂结构稳定易分离的特点,是实现统一的"大"催化理论非常重要的突破口。由于其优越的催化性能在工业催化中具有巨大的应用潜力。基于"单原子催化"概念提出以来国内外单原子催化剂的研究进展,以不同的活性组分进行分类对单原子催化剂进行归纳总结。系统地介绍了单原子催化剂的制备方法以及应用研究进展,并展望了单原子催化剂的发展前景,以期对于进一步构筑具有特定结构和催化功能的单原子催化剂的研究起到积极的促进作用。     

单原子材料在二氧化碳催化中的技术经济分析与产业化应用前景

近年来, 随着科学研究的不断深入, 单原子催化剂由于具有高活性与高选择性等突出特点被广泛挖掘和应用. 作为连接多相与均相催化的桥梁, 单原子催化剂已经成为催化领域的重要研究对象之一, 具有广泛的工业化应用前景. 本文对单原子催化剂的发展历程、 特点及其在不同领域的应用进行了概括, 综合评述了当前CO₂还原领域的技术经济分析, 并首次对单原子材料催化转化CO₂进行了技术经济分析与计算. 最后, 对单原子催化剂在CO₂还原领域中工业化应用的未来发展方向及亟需解决的关键科学和技术问题进行了展望, 以期推动单原子催化材料的进一步广泛应用.     

固体表面结构和常用表面分析技术

对在结构化学基础课中增加表面结构知识的内容进行了探讨 ,提出将“表面原子排布和表面电子态”、“表面化学组成”和“表面分析技术”等作为固体表面结构和性质教学的基本内容 ,同时将“单层分散原理”这一科技新发现作为从理论研究到实际应用的例子吸纳到教材中。介绍了单层分散的实验现象、原理及有关应用。     

铀与氢初始反应产物形成热力学的理论研究

用量子化学从头计算的方法对铀与氢同位素分子或原子相互作用的某些初始反应产物的稳定几何构型进行全优化的基础上,研究铀与氢同位素相互作用的热力学,进而探讨了铀与氢初始反应产物的可能形成途径。     

铀与氢初始反应产物形成热力学的理论研究

用量子化学从头计算的方法对铀与氢同位素分子或原子相互作用的某些初始反应产物的稳定几何构型进行全优化的基础上,研究铀与氢同位素相互作用的热力学,进而探讨了铀与氢初始反应产物的可能形成途径。     

国内首片15英寸单层石墨烯在渝问世

日前,中科院重庆绿色智能技术研究院(简称中科院重庆研究院)正式公开宣布,该院已经成功制备出国内首片15英寸的单层石墨烯。石墨烯是由碳原子组成的单原子层平面薄膜,可以作为制备新型触摸屏的核心部分——透明电极的材料。据中科院重庆研究院微纳制造与系统集成研究中心副主任史浩飞介绍,石墨烯只有0.34纳米厚。粗略估计,一根头发丝的直径大概等于十万层石墨烯叠加起来     

单原子催化的关键进展与未来挑战

单原子催化剂(SACs)兼具均相与多相催化剂的双重优势, 表现出最大化的原子利用率、 超高的本征活性与选择性以及易与产物分离的特点, 受到人们的广泛关注. 然而, 由于单个原子较高的表面能以及不稳定性, 设计与制备单原子催化剂仍是一大挑战. 本文综合评述了近年来单原子催化剂的稳定化策略、 高载量催化剂的制备方法以及批量制备技术等方面的关键研究进展, 并简要分析了单原子催化剂未来发展所面临的问题与挑战, 最后对单原子催化的发展方向进行了展望.     

原子层沉积技术制备单原子催化剂（英文）

贵金属单原子催化剂因具有独特的催化性能和高的利用率而迅速引人关注.原子层沉积(ALD)逐渐成为大批量合成稳定单原子的有力工具.本文总结了采用ALD合成单原子的最新进展,以及未来的研究方向和趋势.     

原子层沉积技术制备单原子催化剂

贵金属单原子催化剂因具有独特的催化性能和高的利用率而迅速引人关注.原子层沉积(ALD)逐渐成为大批量合成稳定单原子的有力工具.本文总结了采用ALD合成单原子的最新进展,以及未来的研究方向和趋势.     

原子层沉积机理的原位光电子能谱研究进展

原子层沉积是一种新兴的气相薄膜沉积方法,已广泛应用于微电子、能源、光学以及催化等领域.研究和理解原子层沉积过程中的物理化学机理对于沉积高质量薄膜及其应用至关重要.光电子能谱作为一种表面分析技术,可用于原位检测原子层沉积反应过程中的表面化学变化,为原子层沉积机理研究及新型原子层沉积方法的研发提供重要的基础.本文首先介绍了原位光电子能谱的工作原理及设备构造,之后分类阐述了应用原位光电子能谱在薄膜生长过程的表面化学反应机理、初始生长过程的基底效应、薄膜生长行为模式研究、前驱体表面热解过程及影响以及界面能带结构等原子层沉积机理方面的研究进展,最后展望了光电子能谱在未来原子层沉积机理研究中的发展方向.     

天然气中微痕量氢同位素的在线连续分析

为实现天然气中丰度很低的氢同位素分析,自制氢气富集分离装置,利用在159和77 K温度条件下5A分子筛对不同气体组分的物理吸附性能差异,使天然气样品中微痕量氢与烃类组分分离,并进一步富集后,由载气送入色谱-同位素质谱计系统,分析其同位素组成。分析过程为在线连续流模式,与色谱同位素质谱工作站联动控制,从根本上解决了微痕量氢同位素分析的技术瓶颈。采用本方法分析了已知氢同位素组成的不同浓度人工混合样品,结果表明,本分析方法具有较高的精确度和良好线性,能够满足天然气中氢浓度低至1×10-5(V/V)样品准确分析的要求,标准偏差小于3.3‰。用此方法对不同含油气盆地6个天然气样品进行了分析检测,并对样品中氢同位素组成特征及成因进行了探讨。     

分子筛限域单原子金属催化剂的研究进展

分子筛由于具有规则的微孔孔道结构、 较大的表面积、 优异的(水)热稳定性, 被认为是限域合成超小尺寸金属物种的理想载体. 近年来, 分子筛限域单原子金属催化剂由于超高的金属分散度、 接近100%的金属利用率以及独特的电子结构, 被广泛地应用于重要的催化反应和气体吸附分离过程. 本文系统地总结了近年来分子筛限域不同类型单原子金属催化剂的合成策略, 以及其在多相催化和气体分离等领域的研究进展. 最后, 提出了分子筛限域单原子金属催化剂在合成与表征方面存在的挑战和未来的发展方向.     

单原子催化:沟通均相催化与多相催化的桥梁（英文）

催化在现代化学工业中占据着极为重要的地位.催化剂是催化过程的核心.均相催化剂由于具有均一、孤立的活性位点,往往具有高活性与高选择性;但是分离困难限制了其实际应用.多相催化剂由于金属原子利用效率低、活性组分不均匀,活性与选择性相对较低;但其稳定易分离的特点使得目前大多数工业催化过程都是多相催化过程.近年来,单原子催化逐渐成为催化领域新的研究热点与前沿,受到相关研究人员的广泛关注.作为一种多相催化剂,单原子催化剂具有稳定易分离的优势.此外,单原子催化剂具有类似均相催化剂的孤立活性位点,可能具有高活性与高选择.因此单原子催化的概念一经提出,便被认为有望成为架起多相催化与均相催化的桥梁;但几年来并未从实验上得到证实.2016年开始,逐渐有单原子催化剂在经典均相催化反应过程中的应用报道,为该观点提供了实验上的证据.本综述概述了2016至2017年单原子催化剂在典型均相催化反应中的成功应用,包括:1)氢甲酰化反应.以烯烃和合成气为原料合成精细化学品醛类化合物的氢甲酰化反应是目前化工生产中典型的均相催化反应之一.2016年,张涛课题组和曾杰课题组先后报道了Rh/ZnO和Rh/CoO单原子催化剂在该反应中的成功应用.催化剂都表现出优异的催化性能,活性与经典均相Wilkinson’s催化剂相当;2)氢硅加成反应.作为合成有机硅产品的重要反应之一,工业上硅氢加成反应主要由Pt基均相催化剂催化.2016年Beller课题组首次报道了将Pt/Al_2O_3单原子催化剂用于烯烃硅氢加成反应中.该催化剂除表现出良好的催化活性和区域选择性外,还具有较高的稳定性和底物普适性;3)C–H键选择性氧化.烷烃部分氧化反应在学术研究和工业应用方面都有重要意义.刘文刚等将M-N-C单原子催化剂(其中M为Fe,Co等金属)成功应用于C–H键的活化反应中,并对催化剂的结构进行了深入剖析.以上实例表明通过调控金属与载体组合、设计开发合适的单原子催化剂,可以达到结合均相催化高活性、高选择性与多相催化稳定易分离的目的,为均相催化多相化提供了一条新途径,也证明单原子催化可望成为沟通均相催化与多相催化的桥梁.     

鈦、鋯和釷的反相纸上色层分离

紙上色层分离已广泛的用于无机分析中。紙上色层分离的各种技术亦在迅速的发展。近年來反相分配色层的技术也用于紙上色层分离中,例如以三辛胺(tri-n-octylamine),三辛氧化憐(tri-n-octyl phosphine oxide)和磷酸三丁酯浸过滤紙的紙上色层。其中磷酸三丁酯为反相的紙上色层仅作了极其簡单的报导,并未进行詳細的研究,亦无具体結果。反相紙上包层分离的特点是以无机物质的溶液如酸和盐等作为流动相,有机物质浸涂在色层紙上作为固定相。因此,流动相的組成和酸度比一般正相紙上色层易于控制,致使分离所得的R_f值此較稳定,卽再现性好。本工作的目的試图将国产撫順东捷造紙厂“白雪”牌定性滤紙,用磷酸三丁酯(TBP)浸泡一定时间后,以硝酸作为流动相,研究某些四阶元素的移动行为,結果表明:钛和锆及钍和锆能彼此分离。     

紫外线激活氚原子—制备氚标记单磷酸阿糖腺苷的研究

本文采用紫外线激活氚原子的方法,进行氚-氢同位素交换反应,制得氚标记单磷酸阿糖腺苷(9—~3H—mparaA)。产品的纯度是层析纯;放射性比活度16GBq.m mol~(-1);放射化学纯度92.0%。本法的优点是:交换反应温和、反应时间较短、不易破坏生物活性、引起的副产物少、产品分离和纯化较方便。     

石墨烯纳米筛/碳纳米管纳滤膜

<正>近年来,纳滤膜在水质净化、石油化工、生物医药等领域中发挥着越来越重要的作用。单原子层厚的二维材料是构建高性能纳滤膜的理想构筑单元~1。大量研究集中在调控叠层二维材料膜的层间距实现水和离子的精确筛分~2。同时,在二维材料面内构筑纳米孔进行分离也是这些年的研究热点。然而,目前实验研究仅局限于对小面积(微米     

国防领域放射分析化学

放射分析化学在国防领域中一直发挥着十分重要的作用,研究方向主要包括气体和固体样品放射化学分离技术,α、β、γ能谱及同位素质谱放射性测量技术,与氚工艺相关的产氚陶瓷制备及性能、氢同位素化学、聚变燃料循环等。本文简要介绍了中国工程物理研究院在上述方向的部分基础性研究工作,并展望了放射分析化学研究的前景。