Ru/Ce(OH)CO3纳米复合材料催化氨硼烷水解产氢

采用一种简单的方法快速合成了Ru/Ce（OH）CO₃纳米复合材料。基于TG,XRD,TEM,EDX,XPS和ICP等方法详细表征了所制备的催化剂,并用于催化氨硼烷水解制氢。表征结果表明尺寸大约为4.8 nm的Ru纳米粒子高度分散在Ce（OH）CO₃纳米棒上。该催化剂对于氨硼烷水解制氢表现出优异的催化性能,在室温下其转化频率（TOF）达到389.6 mol_H2·mol_Ru^-1·min^-1。而且该催化剂循环使用11次之后依然能够对氨硼烷催化产氢保持很高的活性。     

α-Ti(HPO4)2微球负载型催化剂的合成及其烯烃聚合催化性能

2种茂金属催化剂及1种后过渡金属催化剂分别被固载于经过甲基铝氧烷处理后的α-Ti（HPO₄）₂微球表面,制备得到3种微球负载型催化剂。在烯烃聚合反应过程中,3种负载型催化剂均表现出比硅胶负载型催化剂更高的催化活性。2种茂金属负载型催化剂在乙烯、丙烯聚合反应中的活性分别高达6.8×10⁷ g_PE·（mol_Zr·h）^-1和5.0×10⁷ g_PP·（mol_Zr·h）^-1,所产生的烯烃聚合产物分子量分布较窄（M_w/M_n<2.3）,表现出良好的单中心催化特性,而且丙烯聚合产物的等规度高达96.5%。负载型后过渡金属催化剂在乙烯聚合反应中的活性稍低,但也能够达到8.3×10⁶ g_PE·（mol_Fe·h）^-1。3种负载型催化剂催化烯烃聚合产物均成微球型,能够很好地复制载体的形貌。     

α-Ti(HPO4)2微球负载型催化剂的合成及其烯烃聚合催化性能

2种茂金属催化剂及1种后过渡金属催化剂分别被固载于经过甲基铝氧烷处理后的α-Ti（HPO₄）₂微球表面,制备得到3种微球负载型催化剂。在烯烃聚合反应过程中,3种负载型催化剂均表现出比硅胶负载型催化剂更高的催化活性。2种茂金属负载型催化剂在乙烯、丙烯聚合反应中的活性分别高达6.8×10⁷ g_PE·（mol_Zr·h）^-1和5.0×10⁷ g_PP·（mol_Zr·h）^-1,所产生的烯烃聚合产物分子量分布较窄（M_w/M_n<2.3）,表现出良好的单中心催化特性,而且丙烯聚合产物的等规度高达96.5%。负载型后过渡金属催化剂在乙烯聚合反应中的活性稍低,但也能够达到8.3×10⁶ g_PE·（mol_Fe·h）^-1。3种负载型催化剂催化烯烃聚合产物均成微球型,能够很好地复制载体的形貌。     

Ru/Ce(OH)CO3纳米复合材料催化氨硼烷水解产氢

采用一种简单的方法快速合成了Ru/Ce（OH）CO₃纳米复合材料。基于TG,XRD,TEM,EDX,XPS和ICP等方法详细表征了所制备的催化剂,并用于催化氨硼烷水解制氢。表征结果表明尺寸大约为4.8 nm的Ru纳米粒子高度分散在Ce（OH）CO₃纳米棒上。该催化剂对于氨硼烷水解制氢表现出优异的催化性能,在室温下其转化频率（TOF）达到389.6 mol_H2·mol_Ru^-1·min^-1。而且该催化剂循环使用11次之后依然能够对氨硼烷催化产氢保持很高的活性。     

氧杂蒽染料修饰钴-硫脲配合物的光解水放氢性能

将具有不同端基的硫脲基团与三苯基磷组分结合,利用所得到的配体合成了2个具有NSP（氮硫磷）鳌合位点的钴-硫脲化合物,并研究了其光解水产氢性能。配合物[Co（L2）（L2''）]（BF₄）_2.5·H₂O·0.5C₂H₅OH （2）（L2=（2-二苯基膦-苯烯基）-氨基硫脲腙-罗丹明6G,L2''=（2-二苯基膦氧-苯烯基）-氨基硫脲腙-罗丹明6G）通过引入罗丹明荧光团与光敏剂分子协同作用,其产氢TON值可以达到2 800 mol_H2·mol_cat^-1,其初始TOF值可达到930 mol_H2·mol_cat^-1·h^-1。相同条件下,相比于配合物[Co（L1）（L1''）]（BF₄）·0.5H₂O （1）（L1=（2-二苯基膦-苯烯基）-氨基硫脲腙-硫甲基,L1''=（2-二苯基膦氧-苯烯基）-氨基硫脲腙-硫甲基）,提高了体系的催化活性,可能是由于荧光素分子与配合物2之间的分子间π-π堆积作用有利于光敏剂和光催化剂之间的光致电子转移。     

氧杂蒽染料修饰钴-硫脲配合物的光解水放氢性能

将具有不同端基的硫脲基团与三苯基磷组分结合,利用所得到的配体合成了2个具有NSP（氮硫磷）鳌合位点的钴-硫脲化合物,并研究了其光解水产氢性能。配合物[Co（L2）（L2''）]（BF₄）_2.5·H₂O·0.5C₂H₅OH（2）（L2=（2-二苯基膦-苯烯基）-氨基硫脲腙-罗丹明6G,L2''=（2-二苯基膦氧-苯烯基）-氨基硫脲腙-罗丹明6G）通过引入罗丹明荧光团与光敏剂分子协同作用,其产氢TON值可以达到2800 mol_H2·mol^-1_cat,其初始TOF值可达到930 mol_H2·mol^-1_cat·h^-1。相同条件下,相比于配合物[Co（L1）（L1''）]（BF₄）·0.5H₂O（1）（L1=（2-二苯基膦-苯烯基）-氨基硫脲腙-硫甲基,L1''=（2-二苯基膦氧-苯烯基）-氨基硫脲腙-硫甲基）,提高了体系的催化活性,可能是由于荧光素分子与配合物2之间的分子间π-π堆积作用有利于光敏剂和光催化剂之间的光致电子转移。     

Cr2O3和CrO3/Cr2O3催化剂的2-氯-1，1，1-三氟乙烷气相氟化反应的活性物种和失活

采用沉淀法和浸渍法制备了2种铬基（Cr₂O₃和CrO₃/Cr₂O₃）催化剂,用于气相氟化2-氯-1,1,1-三氟乙烷合成1,1,1,2-四氟乙烷。研究发现含有低价铬（Cr³⁺）物种的Cr₂O₃催化剂上2-氯-1,1,1-三氟乙烷的稳态转化率为18.5%,而含有高价铬（Cr⁶⁺）物种和低价铬（Cr³⁺）物种的CrO₃/Cr₂O₃催化剂初始转化率达到30.6%,然而存在明显的失活。含有Cr⁶⁺物种的CrO₃/Cr₂O₃催化剂的2-氯-1,1,1-三氟乙烷氟化反应初始TOF值为1.71×10^-4 mol_HCFC-133a·mol_Cr(Ⅵ)^-1·s^-1,高于含有Cr³⁺物种的Cr₂O₃催化剂（4.16×10^-5 mol_HCFC-133a·mol_Cr(Ⅲ)^-1·s^-1）。Cr₂O₃催化剂在氟化反应前后催化剂的物相结构保持不变;而含有高价铬物种的CrO₃/Cr₂O₃催化剂经HF反应后生成了CrO_xF_y活性物种。然而,CrO_xF_y物种在反应中挥发或转化成稳定但无活性的CrF₃,从而导致催化剂失活。     

碳酸盐共沉淀法可控制备超高倍率锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2

采用碳酸盐共沉淀法通过调节NH₃·H₂O用量来实现可控制备超高倍率纳米结构LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料。NH₃·H₂O用量会对颗粒的形貌、粒径、晶体结构以及材料电化学性能产生较大的影响。X射线衍射（XRD）分析和扫描电镜（SEM）结果表明,随着NH₃·H₂O用量的降低,一次颗粒形貌由纳米片状逐渐过渡到纳米球状,且n_NH3·H2O：（n_Ni+n_Co+n_Mn）=1：2样品晶体层状结构最完善、Li⁺/Ni²⁺阳离子混排程度最低。电化学性能测试结果也证实了n_NH3·H2O：（n_Ni+n_Co+n_Mn）=1：2样品具有最优异的循环稳定性和超高倍率性能。具体而言,在2.7~4.3 V,1C下循环300次后的放电比容量为119 mAh·g^-1,容量保持率为81%,中值电压基本无衰减（保持率为97%）。在100C（18 Ah·g^-1）的超高倍率下,放电比容量还能达到56 mAh·g^-1,具有应用于高功率型锂离子电池的前景。此NH₃·H₂O比例值对于共沉淀法制备其他高倍率、高容量的正/负极氧化物材料具有一定的工艺参考价值。     

铕掺杂对Co3O4活化过一硫酸盐降解亚甲基蓝性能的增强

以Co （NO₃）₂和Eu （NO₃）₃为原料,采用草酸盐-热分解法制得了系列不同Co/Eu比例（n_Co/n_Eu）的多孔双金属复合氧化物催化剂,并对其活化过一硫酸盐（PMS）降解亚甲基蓝（MB）的性能进行对比评价。结果表明,按n_Co/n_Eu=9制得的材料（Co₉Eu₁）具有最为优异的活化PMS降解MB的性能。在温度为25℃、催化剂用量和PMS浓度分别为0.10 g·L^-1和0.6 mmol·L^-1的反应条件下,Co₉Eu₁/PMS体系对MB的降解率可达86.66%,而纯Co₃O₄催化下的MB降解率仅为52.62%。Co₉Eu₁出色的催化性能是由于Eu³⁺的缺电子特性增强了对吸附于催化剂表面PMS的极化而使其更易被主催化成分Co₃O₄活化。体系中阴离子C₂O₄^2-和HCO₃^-的存在对Co₉Eu₁/PMS氧化降解MB的性能具有明显抑制作用。猝灭实验和电子顺磁共振谱（EPR）证实Co₉Eu₁/PMS体系中同时存在SO₄^-·、·OH和·O₂^-三种自由基型活性物种以及¹O₂非自由基型活性物种,其中SO₄^-·对MB的氧化降解起关键作用。Co₉Eu₁具有良好的稳定性,在连续4次循环使用中其催化性能未见明显变化。     

Cr2O3和CrO3/Cr2O3催化剂的2-氯-1,1,1-三氟乙烷气相氟化反应的活性物种和失活

采用沉淀法和浸渍法制备了2种铬基（Cr₂O₃和CrO₃/Cr₂O₃）催化剂,用于气相氟化2-氯-1,1,1-三氟乙烷合成1,1,1,2-四氟乙烷。研究发现含有低价铬（Cr³⁺）物种的Cr₂O₃催化剂上2-氯-1,1,1-三氟乙烷的稳态转化率为18.5%,而含有高价铬（Cr⁶⁺）物种和低价铬（Cr³⁺）物种的CrO₃/Cr₂O₃催化剂初始转化率达到30.6%,然而存在明显的失活。含有Cr⁶⁺物种的CrO₃/Cr₂O₃催化剂的2-氯-1,1,1-三氟乙烷氟化反应初始TOF值为1.71×10^-4 mol_HCFC-133a·mol_Cr（Ⅵ）^-1·s^-1,高于含有Cr³⁺物种的Cr₂O₃催化剂（4.16×10^-5 mol_HCFC-133a·mol_Cr（Ⅲ）^-1·s^-1）。Cr₂O₃催化剂在氟化反应前后催化剂的物相结构保持不变;而含有高价铬物种的CrO₃/Cr₂O₃催化剂经HF反应后生成了CrO_xF_y活性物种。然而,CrO_xF_y物种在反应中挥发或转化成稳定但无活性的CrF₃,从而导致催化剂失活。     

原位生成非晶纳米钴高效催化氨硼烷的醇解制氢

用金属钴配合物和过渡金属(Cu,Ni,Co等)原位生成的非晶纳米粒子作为均相、多相催化剂,研究氨硼烷的醇解放氢反应,结果发现原位生成的非晶钴纳米粒子展现出优异的产氢性能。通过10次的催化循环测试,钴纳米粒子放氢催化转换数(TON)可达6 000,最高催化产氢速率(TOF)达515 mol_(H_2)·mol_(metal)~(-1)·h~(-1)。该催化剂制备方便,且产氢稳定性好。此外,对钴纳米粒子催化氨硼烷放氢实验做动力学研究,计算其催化活化能为20.00 kJ·mol~(-1),低于大多数已经报道的其他纳米催化剂催化氨硼烷放氢反应的活化能。通过硼谱的跟踪检测,发现钴纳米催化氨硼烷的醇解反应产物是硼酸三甲酯,并对此催化反应机理进行了初步的解释和讨论。     

Ab initio study on the mechanism of reaction HNCO+NH2

Ab initio UMP2 and UQCISD(T) calculations, with 6-311G** basis sets, were performed for the titled reactions. The results show that the reactions have two product channels: NH₂+ HNCO?NH₃+NCO (1) and NH₂+HNCO?N₂H₃+CO (2), where reaction (1) is a hydrogen abstraction reaction via an H-bonded complex (HBC), lowering the energy by 32.48 kJ/mol relative to reactants. The calculated QCISD(T)//MP2(full) energy barrier is 29.04 kJ/mol, which is in excellent accordance with the experimental value of 29.09 kJ/mol. In the range of reaction temperature 2300–2700 K, transition theory rate constant for reaction (1) is 1.68×10¹¹–3.29×10¹¹ mL·mol^-1·s^-1, which is close to the experimental one of 5.0×10¹¹mL·mol^-1·s^-1or less. However, reaction (2) is a stepwise reaction proceeding via two orientation modes,cis andtrans, and the energy barriers for the rate-control step at our best calculations are 92.79 kJ/mol (forcis-mode) and 147.43 kJ/mol (fortrans-mode), respectively, which is much higher than reaction (1). So reaction (1) is the main channel for the titled reaction.     

CuCo/BNNSs纳米催化剂对固态储氢材料氨硼烷水解的催化性能

采用共还原法将CuCo双金属负载到通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助离子插层法制备的少层氮化硼纳米片(BNNSs)上,获得了平均粒径为2.7 nm且高度分散的铜钴/氮化硼纳米片(CuCo/BNNSs)纳米催化剂。通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)对载体及催化剂的结构及形貌进行表征,并研究了CuCo/BNNSs的催化性能。研究发现,由于Cu、Co、BNNSs和OH-之间高效的四重效应协同使得Cu0.5Co0.5/BNNSs纳米催化剂在室温、pH=14条件下对氨硼烷(AB,NH3BH3)水解释氢具有极高的催化活性。转化频率(TOF)值达到104.52 molH2·molmetal^-1·min^-1,且CuCo/BNNSs纳米催化剂具有良好的稳定性,6次循环利用后仍保持较高催化活性。     

Amine-Borane Dehydrogenation and Transfer Hydrogenation Catalyzed by α-Diimine Cobaltates

Anionic α-diimine cobalt complexes, such as [K(thf)_1.5{(^DippBIAN)Co(η⁴-cod)}] ( 1 ; Dipp=2,6-diisopropylphenyl, cod=1,5-cyclooctadiene), catalyze the dehydrogenation of several amine-boranes. Based on the excellent catalytic properties, an especially effective transfer hydrogenation protocol for challenging olefins, imines, and N-heteroarenes was developed. NH₃BH₃ was used as a dihydrogen surrogate, which transferred up to two equivalents of H₂ per NH₃BH₃. Detailed spectroscopic and mechanistic studies are presented, which document the rate determination by acidic protons in the amine-borane.     

g-C3N4/双钙钛矿复合材料的制备及氧催化性能

通过溶胶-凝胶法制备出不同Ni掺杂比例的双钙钛矿Sr_2Ni_xCo_(2-x)O_6(x=0.2,0.4,0.6,0.8),通过热分解法制备出具有层状结构的纳米颗粒g-C_3N_4,并制备其复合物催化剂。将双钙钛矿和g-C_3N_4分别制备成双功能电极片,用于测试其对氧还原(ORR)和氧析出(OER)的催化活性,然后选取具有最佳氧催化活性的Ni掺杂比例x=0.4的双钙钛矿与一定重量比例的g-C_3N_4进行复合,测试复合催化剂的氧催化活性。结果表明,复合后的催化剂催化效果明显优于单一催化剂,当g-C_3N_4添加量占双钙钛矿的30%(w/w)时复合催化剂催化氧还原反应的最大电流密度为395.7 mA·cm~(-2)(-0.6 V vs Hg/HgO),氧析出反应的最大电流密度为372.0mA·cm~(-2)(1 V vs Hg/HgO),这表明g-C_3N_4与Sr_2Ni_(0.4)Co_(1.6)O_6复合后协同催化能够提高双钙钛矿的氧催化活性。     

快离子导体LiTi2(PO4)3在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料表面的原位反应包覆及其电化学性能

通过原位反应法,利用富镍层状金属氧化物LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（LNCM811）正极材料表面残余的氢氧化锂和碳酸锂,与C₈H₂₀O₄Ti和（NH₄）H₂PO₄反应,在LNCM811表面原位生成快离子导体LiTi₂（PO₄）₃（LTP）包覆层。这种原位反应的包覆方法有利于移除LNCM811表面有害的残留物氢氧化锂和碳酸锂。而且,获得的LTP均匀包覆层不仅可以有效地抑制LNCM811表面和电解液的直接接触及其副反应,还可以确保充放电循环过程中LNCM811正极材料的快速Li⁺传导。因此,在LTP包覆层的多重作用下,LTP包覆的LNCM811正极材料具有优异的循环稳定性和倍率性能：在0.2C时,首次放电比容量高达200.6 mAh·g^-1,200圈后的可逆容量依然有155.7 mAh·g^-1;在2C和5C的高电流密度下,200圈后的可逆容量仍然有126.4和111.9 mAh·g^-1。     

Ti3C2Tx/MnO2正极在水系锌电池中的电化学性能

二氧化锰(MnO₂)材料具有比容量大、电极电位高、储量丰富以及价格低廉等优势,成为水系锌电池正极最受关注的一类材料,然而其仍然存在着结构稳定性差和电化学储存机理复杂的问题。因此,我们通过两步合成法制备了一种花苞状结构的MnO₂负载在Ti₃C₂T_x表面形成Ti₃C₂T_x/MnO₂复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对复合样品的结构、成分和形貌进行表征。通过将Ti₃C₂T_x/MnO₂复合材料作为正极,与锌负极匹配组装成水系锌电池,研究了其分别在2 mol·L^-1 ZnSO₄、2 mol·L^-1 ZnSO₄+0.1 mol·L^-1 MnSO₄、30 mol·L^-1三氟甲基磺酸四乙基铵(TEAOTf)+1 mol·L^-1三氟甲烷磺酸锌(ZnOTf)和3 mol·L^-1 ZnOTf四种电解液中的电化学性能。结果表明,Ti₃C₂T_x/MnO₂在2 mol·L^-1 ZnSO₄中的比容量较高,但循环稳定性很差。将TEAOTf盐和ZnOTf盐共溶于水中,设计了一种新型的含惰性阳离子的超高浓度盐包水电解液(30 mol·L^-1 TEAOTf+1 mol·L^-1 ZnOTf),不仅提高了Ti₃C₂T_x/MnO₂材料的可逆性,而且有效抑制了电极材料在循环过程中的溶解。     

聚甲基丙烯酸甲酯包覆(CH3NH3) PbBr3纳米晶静电纺丝膜的制备及对氨气的荧光传感

采用原位合成法制备了聚甲基丙烯酸甲酯包覆MAPbBr₃纳米晶（MAPbBr₃@PMMA,MA=甲铵离子）静电纺丝膜。当氨气（NH₃）通入MAPbBr₃@PMMA纤维膜时与MAPbBr₃中的MA发生取代,能显著降低MAPbBr₃@PMMA纤维的荧光强度,以此构建了基于MAPbBr₃@PMMA纤维荧光猝灭的NH₃传感器。通过扫描电镜、透射电镜、粉末X射线衍射和红外对静电纺丝膜的形貌和结构进行表征,通过紫外可见光谱、荧光光谱对其光学特性进行表征。结果表明,传感器的荧光强度与NH₃浓度在8~90 mg·L^-1之间呈现出良好的线性关系（r=0.995 9）,NH₃的检出限低（3 mg·L^-1）,且具有良好的重现性和选择性。在实际样品气体的测定中,加标回收率为92.2%~102.1%,相对标准偏差（RSD）为1.8%~3.2%。     

First Characterization of an Extended Ammonium‐Ammonia Complex [{NH4(NH3)4}+(μ‐NH3)2] in the Crystal Structure of [NH4(NH3)4][Co(C2B9H11)2] · 2 NH3

The compound [NH₄(NH₃)₄][Co(C₂B₉H₁₁)₂] · 2 NH₃ ( 1 ) was prepared by the reaction of Na[Co(C₂B₉H₁₁)₂] with a proton‐charged ion‐exchange resin in liquid ammonia. The ammoniate 1 was characterized by low temperature single‐crystal X‐ray structure analysis. The anionic part of the structure consists of [Co(C₂B₉H₁₁)₂]^‐ complexes, which are connected via C‐H···H‐B dihydrogen bonds. Furthermore, 1 contains an infinite equation/tex2gif-stack-2.gif[{NH₄(NH₃)₄}⁺(μ‐NH₃)₂] cationic chain, which is formed by [NH₄(NH₃)₄]⁺ ions linked by two ammonia molecules. The N‐H···N hydrogen bonds range from 1.92 to 2.71Å (DHA = Donor···Acceptor angles: 136‐176°). Additional N‐H···H‐B dihydrogen bonds are observed (H···H: 2.3‐2.4Å).     

碳酸盐共沉淀法可控制备超高倍率锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

采用碳酸盐共沉淀法通过调节NH_3·H_2O用量来实现可控制备超高倍率纳米结构LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料。NH_3·H_2O用量会对颗粒的形貌、粒径、晶体结构以及材料电化学性能产生较大的影响。X射线衍射(XRD)分析和扫描电镜(SEM)结果表明,随着NH_3·H_2O用量的降低,一次颗粒形貌由纳米片状逐渐过渡到纳米球状,且nNH_3·H_2O∶(nNi+nCo+nMn)=1∶2样品晶体层状结构最完善、Li~+/Ni~(2+)阳离子混排程度最低。电化学性能测试结果也证实了nNH_3·H_2O∶(nNi+nCo+nMn)=1∶2样品具有最优异的循环稳定性和超高倍率性能。具体而言,在2.7~4.3 V,1C下循环300次后的放电比容量为119 m Ah·g~(-1),容量保持率为81%,中值电压基本无衰减(保持率为97%)。在100C(18 Ah·g~(-1))的超高倍率下,放电比容量还能达到56 m Ah·g~(-1),具有应用于高功率型锂离子电池的前景。此NH_3·H_2O比例值对于共沉淀法制备其他高倍率、高容量的正/负极氧化物材料具有一定的工艺参考价值。