磁性Y-MOF@SiO2@Fe3O4催化剂的制备及其在Aza-Micheal加成反应中的性能

在磁性SiO₂@Fe₃O₄纳米微球表面原位合成包覆不同含量的Y-MOF,从而制备出新型磁性Y-MOF@SiO₂@Fe₃O₄催化剂。采用XRD、TEM、FT-IR、VSM和N₂吸附-脱附测试等手段对催化剂的结构进行表征,并且评价了催化剂对苯胺和丙烯酸甲酯的Aza-Micheal加成反应性能。结果表明Y-MOF能均匀包覆在磁性SiO₂@Fe₃O₄纳米微球表面,形成具有核壳结构的磁性Y-MOF@SiO₂@Fe₃O₄催化剂,催化剂具有良好的超顺磁性。Y-MOF含量为43.3%（w/w）的Y-MOF@SiO₂@Fe₃O₄催化剂,在苯胺和丙烯酸甲酯的Aza-Micheal加成反应表现出最好的催化性能,丙烯酸甲酯的转化率为88.3%时,N-（β-甲氧碳酰乙基）苯胺的选择性可达99.8%。反应后的催化剂可以通过外磁场容易回收,并且重复使用5次其转化率和选择性没有明显下降。     

青霉素G酰化酶在含环氧基团的顺磁性聚合物微球上的固定化（英文）

青霉素G酰化酶(PGA)是一种重要的工业生物催化剂,常用于以青霉素G为底物生产7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸(7-ADCA)和6-氨基青霉烷酸(6-APA)等半合成β-内酰胺类抗生素.然而,PGA较差的稳定性和可重复使用性能限制了其在工业上的广泛应用.因此,将PGA固定在固体载体上是很有必要的,可以形成一种可重复使用的高性能的多相催化剂.用于生物酶固定化的良好载体应具备以下条件:(1)载体表面具有可用于与生物酶多点结合的高密度的官能团;(2)载体具有较大的比表面积以固定更多的生物酶.通常情况下,可以通过减小载体的粒径来增加其比表面积,然而,小粒径的载体很难从反应混合液中分离出来,造成固定化酶回收使用困难.为了将聚合物微球的优异固定化性能与磁性纳米粒子的独特顺磁性结合起来,我们制备了一种含环氧基团的顺磁性聚合物微球作为PGA的固定化载体.但由于Fe_3O_4纳米颗粒具有较高的表面能,在反相悬浮聚合反应过程中容易团聚成大颗粒,从而导致制备的顺磁性聚合物微球的磁体含量、表面形貌和粒径分布存在差异.此外,Fe_3O_4纳米颗粒与聚合反应单体之间的相容性不好,使得部分磁性颗粒不能很好地包埋于聚合物微球内部,影响固定化酶的活性和操作稳定性.本文以N,N′–亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以甲基丙烯酸缩水甘油酯和烯丙基缩水甘油醚为功能性单体,用反相悬浮聚合方法在SiO_2包覆的Fe_3O_4纳米颗粒表面成功制备出含环氧基团的顺磁性聚合物微球.用SEM,FT-IR,XRD,VSM和低温氮气吸附等手段对含环氧基团的顺磁性聚合物微球进行了表征.研究了SiO_2对Fe_3O_4纳米颗粒的包覆和Fe_3O_4/SiO_2纳米颗粒的数量对于固定化酶的初始活性和操作稳定性的影响.SiO_2在反相悬浮聚合过程中发挥重要作用,用SiO_2对Fe_3O_4纳米颗粒进行亲水性改性,有效改善了Fe_3O_4纳米颗粒与聚合反应单体的相容性,将其引入反相悬浮聚合体系中,可以制备得到球形度好、粒径分布均匀和超顺磁性的含环氧基团的顺磁性聚合物微球,其中当Fe_3O_4/SiO_2纳米颗粒的质量比为7.5%时制备的含环氧基团的顺磁性聚合物微球具有最好的PGA固定化性能.PGA通过其活性非必需侧链基团–氨基与顺磁性聚合物微球表面的环氧基团的共价结合来制备顺磁性固定化酶,该固定化PGA的初始活性为430 U/g(wet),在外加磁场的作用下容易回收使用,重复使用10次后可保留99%的初始活性,具有良好的热稳定性和酸碱稳定性,具有较好的工业应用前景.     

基于SiO_(2)@Fe_(3)O_(4)的磁性纳米材料分离富集谷物中痕量黄曲霉毒素B_(1)北大核心CSCD

将SiO_(2)包覆的Fe_(3)O_(4)磁性纳米材料(SiO_(2)@Fe_(3)O_(4))表面偶联识别黄曲霉毒素B_(1)(AFB_(1))的抗体(Ab),用于特异性分离富集谷物中的AFB_(1),进而与高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)结合,用于大米、玉米和小麦中AFB_(1)的高效准确检测。采用微波辅助水热合成法制备得到Fe_(3)O_(4)磁性纳米颗粒,并用100μL正硅酸乙酯(TEOS)对其进行SiO_(2)的包覆,得到SiO_(2)@Fe_(3)O_(4)磁性纳米材料,随后进行抗体的偶联得到Ab-SiO_(2)@Fe_(3)O_(4);以pH=7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)作为富集缓冲液,加入8 mg Ab-SiO_(2)@Fe_(3)O_(4),在37℃下反应10 min进行AFB_(1)的分离富集,随后采用甘氨酸-盐酸(Gly-HCl)缓冲液对Ab-SiO_(2)@Fe_(3)O_(4)分离富集的AFB_(1)进行洗涤,将洗涤液氮吹后复溶,采用高效液相色谱-串联质谱法检测。在最佳条件下,方法检测AFB_(1)的线性范围为2~50μg/L,相关系数(R^(2))>0.99,检出限为0.04μg/kg,定量限为0.13μg/kg。在4个不同加标水平下,AFB_(1)在3种谷物基质中的加标回收率为76.21%~92.85%,RSD≤5.29%。大米、玉米和小麦等实际谷物样品中AFB_(1)的测定结果显示,在1个小麦样品和2个玉米样品中检出AFB1,其含量分别为0.38、0.13和0.47μg/kg,其他样品中并未发现AFB_(1)。方法将磁性纳米材料与HPLC-MS/MS相结合,实现了AFB_(1)的高效分离富集,富集材料成本低廉,储存性能好,在30 min内即可完成前处理过程,可在较短的时间内实现大批量样品的实际分析,在谷物中真菌毒素的检测方面具有良好的应用前景。     

钾掺杂对Fe/GO催化合成气制α-烯烃的影响

铁基催化剂在费托合成反应中对高附加值α-烯烃具有高选择性,然而,催化剂容易由于碳沉积而失活,并且高CO_2选择性明显降低了合成气的碳利用效率。为此,本文开发了一种简单有效的铁基催化剂制备方法来解决这一问题。具体地说,采用水热法制备了平均粒径约580 nm Fe_3O_4微球,并将其与GO在溶液中超声混合,离心、干燥后即得到Fe/GO催化剂。GO引入能使大的Fe_3O_4微球在反应过程中逐渐演变成小尺寸碳化铁纳米粒子(约9.1 nm),有效地抑制了催化剂的烧结和积炭。催化剂显示了优异的活性、稳定性和高α-烯烃选择性。表征结果表明,K加入到Fe_3O_4微球中,催化剂在演变过程中形成了更高的ε′-Fe2.2C含量(约为58.9%),有利于显著降低CO_2选择性。     

氧化铁负载铂纳米簇催化卤代硝基苯本体氢化性质研究

复相金属催化剂中的载体效应研究具有重要意义。我们以结构不同的氧化铁载体吸附"非保护型"Pt金属纳米簇制备了具有相同Pt纳米簇的Pt/Fe_3O_4、Pt/γ-Fe_2O_3和Pt/α-Fe_2O_3催化剂,考察了其在无溶剂条件下(本体条件)催化邻氯硝基苯(o-CNB)选择性氢化反应的性能,发现三种铂/氧化铁催化剂的催化选择性远高于商购铂/碳催化剂,Pt/γ-Fe_2O_3和Pt/α-Fe_2O_3的催化选择性明显高于Pt/Fe_3O_4,而Pt/Fe_3O_4的催化活性较Pt/α-Fe_2O_3高50%。铂/氧化铁对不同卤代硝基苯的本体选择性氢化反应表现出优良的催化性能,相应卤代苯胺产物的选择性均可达到99%以上。考察了温度、氢气压力对Pt/Fe_3O_4催化o-CNB本体氢化性能的影响。本工作为理解氧化铁负载金属纳米簇催化剂的特殊催化性质,进而发展高效金属纳米簇基催化体系提供了新的基础。     

磁性Fe_3O_4-聚吡咯纳米微球的合成与表征

报道了具有核壳结构的Fe3O4 聚吡咯磁性纳米微球的合成方法和表征结果 .微球同时具有导电性和磁性能 .在优化的实验条件下 ,可得到饱和磁化强度为 2 3 4emu g ,矫顽力为 45 2Oe的磁性微球 .微球的导电性随着微球中Fe3O4含量的增加而下降 .微球的磁性能则随着Fe3O4含量的增加而增大 .Fe3O4磁流体的粒径和磁性聚吡咯微球的粒径均在纳米量级 .纳米Fe3O4粒子能够提高复合物的热性能 .实验表明 ,磁流体和聚吡咯之间存在着一定的相互作用 ,正是这种相互作用使磁性聚吡咯纳米微球的热稳定性提高 .     

静电显影墨粉级纳米Fe_3O_4的制备及表面改性研究

以氯化亚铁为原料,采用空气氧化法制备适合静电显影墨粉用的磁性纳米Fe_3O_4微粒,分别用三乙醇胺、月桂酸钠、有机硅化合物对产品进行表面改性处理.利用X射线衍射仪、透射电镜、红外光谱仪、EDS能谱仪、热重分析仪、振动样品磁强计分析了改性后纳米Fe_3O_4磁性粒子的形貌、表面相成分及磁性能.结果表明,三种物质都可以包覆在纳米Fe_3O_4磁性粒子表面;包覆后粒子的平均粒径没有明显变化,对纳米Fe_3O_4的磁性能影响不大;同时由于表面包覆层的空间位阻和静电作用,限制了纳米Fe_3O_4磁性粒子的团聚,提高了磁性粒子的分散性和稳定性.     

In-Cu/SiO_2催化剂用于醋酸甲酯加氢反应制乙醇（英文）

工业上常用玉米生产乙醇,从而造成粮食和燃料的选择两难局面.随着页岩气研究的不断深入以及全球可观的煤炭存量,用醋酸甲酯加氢制乙醇已引起广泛关注.铜基催化剂对酯加氢生成醇有高的转化率和选择性,其中铜铬催化剂性能较高,但铬对人体和环境的潜在危害限制了其广泛应用.Cu/SiO_2催化剂价格低廉,环境友好,但其稳定性较差,容易失活不利于工业上应用.因此人们对Cu/SiO_2催化剂进行改性.本文采用氨蒸法制备了一系列掺杂不同量氧化铟(In_2O_3)的Cu催化剂(In-Cu/SiO_2).采用X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附、氢气程序升温脱附(H_2-TPD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)以及电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)等手段对催化剂进行了表征,同时评价了催化剂的活性和稳定性.结果发现,In_2O_3的改性提高了Cu/SiO_2催化剂在醋酸甲酯加氢制乙醇反应中的活性和稳定性;其中当添加1%In_2O_3时,醋酸甲酯转化率从-83.7%提高至97.8%(反应温度523 K,反应压力3 MPa,氢酯摩尔比15,液时空速2 h1),且对液时空速的变化耐受性比较强.当液时空速大于-3 h1时,随着液时空速的增加,Cu/SiO_2催化剂的活性和选择性急剧下降,而1In-Cu/SiO_2催化剂变化相对较小.TEM和XRD结果表明,适量In_2O_3的掺入改善了Cu/SiO_2催化剂活性组分的分散性,铜粒径变小;FT-IR和N_2O化学吸附结果显示,In_2O_3的加入使得页硅酸铜含量增加,从而有效地抑制了催化剂还原过程中铜的聚合,因此催化剂性能提高.XPS结果表明,表面Cu~0和Cu~+活性位点之间的协同作用有助于改善催化剂性能.Cu/SiO_2和1In-Cu/SiO_2催化剂100 h的稳定性测试发现,Cu/SiO_2催化剂的失活主要是由于活性组分颗粒尺寸聚集变大和表面Cu~0和Cu~+分布的破坏所致;而1In-Cu/SiO_2催化剂物化性质几乎保持不变,表明适量的In_2O_3可稳定Cu/SiO_2催化剂,延长其使用寿命.由此推断,In_2O_3可能作为一种隔离剂以抑制铜纳米粒子的热迁移和聚集,从而有效地提高Cu/SiO_2催化剂活性和稳定性.     

载体和轴向配体对八正丁硫基含硫四氮杂钴卟啉光催化活性的影响（英文）

将八正丁硫基四氮杂钴卟啉(CoPz(BuS)_8)分别负载到载体Al_2O_3和SiO_2@Fe_3O_4以及与配体叠氮轴向配位,并在模拟太阳光的氙灯照射下通入空气,通过降解水中染料罗丹明B(RhB)来评估其光催化活性.载体Al_2O_3有高的比表面积和好的化学惰性,其表面还存在一些氧空位以促进氧化反应中活性氧的流动;虽然磁性纳米颗粒(MNP)Fe_3O_4表面存在酸腐蚀和自聚集问题,但在MNP外面包覆一层具有较好吸附和稳定性能的SiO_2膜,因而也是较好的催化剂载体.富电子的NaN_3可增强某些缺电子的过渡金属大环络合物催化氧化反应,是较好的轴向配体.在不同pH水溶液中降解RhB的动力学曲线表明,反应为准一级.复合催化剂CoPz(BuS)_8/Al_2O_3上RhB降解率在pH=4时经160 min达到84.6%,在pH=7和pH=9时经12 h分别达到65.1%和49.2%.复合催化剂CoPz(BuS)_8/SiO_2@Fe_3O_4的透射电镜(TEM)和红外光谱(FTIR)表征表明,SiO_2包覆完整,复合粒子在1083 cm~(-1)有SiO_2的吸收峰,在2910 cm~(-1)有CoPz(BuS)_8的烷基吸收峰,说明NMP上存在SiO_2和CoPz(BuS)_8,表明复合粒子制备成功;其光催化反应的降解率在pH=4,7和9时经12 h分别达到66.3%,41.9%和29.6%.尽管CoPz(BuS)_8负载到Al_2O_3上比负载到SiO_2@Fe_3O_4上活性高,但后者分离容易,可重复使用,尤其是可随时终止反应.这意味着不同的污染物可用性能不同的催化剂/MNP系统去除,而催化剂可高效回收.当富电子的NaN_3与CoPz(BuS)_8在轴向配位并负载到Al_2O_3上时,CoPz(BuS)_8的紫外-可见光谱B带红移28 nm,Q带红移19nm,FTIR在2122 cm~(-1)出现一个-N=N~+=N~-特征吸收峰,临近S原子的烷基链-CH_2-的核磁峰从3.17 ppm移向低场4.17ppm,表明N_3~-配位成功.利用ESR自由基捕获技术发现,该复合催化剂能活化分子氧,产生比复合催化剂CoPz(BuS)_8/Al_2O_3更多的O_2~-和HO~·等活性物种.在pH=4和pH=7水溶液中的反应明显偏离了一级反应动力学,促进RhB的快速降解,在pH=4时80 min内降解率达到77.6%,之后因RhB浓度迅速降低而慢下来.同时,在pH=7和pH=9时经12 h降解率也分别达到81.7%和74.3%.RhB降解产物主要有N,N-二乙基-N-乙基罗丹明、N,N-二乙基罗丹明、N-乙基罗丹明和罗丹明.其中第一个产物是主要中间体,随后被活性氧物种分裂成小分子和矿化.比较了不同pH媒介中三个复合催化剂的活性,发现酸性条件有利于光催化反应.这是因为在酸性溶液中产生的活性物种比在中性和碱性溶液中多,且随着反应时间增加而增加所致.而在中性和碱性条件下,活性物种改变很少.稳定性实验表明,复合催化剂是稳定的,可以重复使用,复合催化剂CoPz(BuS)_8/SiO_2@Fe_3O_4重复使用7次后活性基本保持不变.     

CdTe/Mn3 O4/SiO2荧光/磁共振双模成像纳米球的制备与表征

成功地制备了CdTe/Mn_3O_4/SiO_2核壳结构的荧光/磁共振成像双功能纳米球,并用透射电镜(TEM)、能谱分析(EDXA)、磁共振成像(MRI)、红外、荧光光谱等对其结构、磁共振成像和发光性能进行了表征。TEM照片显示所合成的纳米球具有明显的球形核壳结构。EDXA分析显示所制备的CdTe/Mn_3O_4/SiO_2纳米球表面只检测到Si和O元素,证明CdTe量子点和Mn_3O_4纳米立方体被成功地包被于二氧化硅纳米球之内。荧光发射光谱显示相对于CdTe量子点,CdTe/Mn_3O_4/SiO_2纳米球荧光发射光谱虽然发生了一定的蓝移,但是仍具有良好的荧光性能。MRI分析可知CdTe/Mn_3O_4/SiO_2纳米球的弛豫参数(r_1)为3.88 s~(-1)(mg·L~(-1))~(-1),说明所合成的CdTe/Mn_3O_4/SiO_2纳米球可用于T_1-加权磁共振成像。细胞毒性实验表明,当CdTe/Mn_3O_4/SiO_2溶液浓度达到300μg·mL~(-1)时,细胞活力仍可达到90%以上,表明此浓度对细胞的毒性作用较弱。     

载体和助剂对Mo—Ni催化剂表面酸度分布及催化性能的影响

本文利用流动热重装置和加压连续微反装置,测定不同组成SiO_2-Al_2O_3载体和Mo-Ni/SiO_2-Al_2O_3催化剂及不同Ni含量的Mo-Ni/v-Al_2O_3催化剂的表面酸度、积碳性能和HDN(加氢脱氮)活性。研究结果表明,以不同硅铝比的SiO_2-Al_2O_3为载体的Mo-Ni催化剂的酸度变化规律与载体的酸度变化规律一致,但弱酸酸度明显下降,中、强酸酸度有所增加;催化剂的积碳性能决定于表面总酸度的大小,但酸位越强,越容易积碳,而HDN活性与中,强酸酸度有关。     

新型磁性纳米固体酸催化剂ZrO2/Fe3O4的制备及表征

根据将磁性一材料和固体酸进行组装的设想，成功制备了磁性纳米固体酸催化剂。纳米级样性前体-磁基体(Fe3O4)的磁性、粒子尺寸受到Fe^2^+/Fe^3^+投料比和用于沉淀的NaOH浓度的显著影响；不同复合方法也对磁性固体酸催化剂ZrO2/Fe3O4的酯化催化性能影响显著。XRD，XPS，TEM，比表面积测定，元素组成分析及磁学性能测定等表征结果证实，新型催化剂以磁性材料为核，固体酸催化剂活性组分包覆在其外部形成包覆型的磁性纳米催化剂。该系列催化剂均具有较小的粒子尺寸、较强的磁性及较高的酯化催化活性；并且易于通过磁场进行回收，使用寿命较长。它们对乙酸与正丁醇酯化反应的催化活性随着ZrO2含量增加而提高。催化剂中ZrO2的晶化温度因为Fe3O4的存在而升高，有利于催化剂活性的保持，热处理温度会对催化剂的磁性及催化活性产生影响。     

高容量阴离子交换磁性微球的制备及其对蛋白质的吸附性能

为了获得高容量的阴离子交换吸附剂,本研究以Fe_3O_4磁性纳米粒子为基质,在其表面包覆聚多巴胺,然后与树枝状大分子聚乙烯亚胺反应,制得多氨基化磁性微球。此微球的离子交换容量为9.1 mmol/g。采用透射电镜、红外光谱和热重分析对材料进行了表征。以β-酪蛋白和牛血清蛋白(BSA)为模型蛋白,采用静态吸附法研究了此微球对蛋白质的吸附性能,在最佳条件下测定了微球对蛋白质的静态吸附等温线。结果表明,此微球对蛋白质的最佳吸附时间为2h,缓冲溶液的最佳pH值为7.0。在此条件下,对β-酪蛋白和BSA的最大吸附容量分别为237.5和204.5μg/mg,而对溶菌酶和核糖核酸酶A几乎不产生吸附。实验结果表明,此微球对酸性蛋白具有选择性,在蛋白质分离纯化方面具有良好的应用前景。     

氨基化修饰介孔Fe3O4@SiO2@mSiO2磁性核壳复合微球的可控制备及吸附性能

以水热法制备的高磁饱和强度Fe_3O_4纳米颗粒为核,正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用改进的St觟ber法,制备介孔SiO_2包覆Fe_3O_4磁性核壳复合微球。利用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附、FTIR和VSM对制备样品的物相结构、形貌和磁性能进行了测试表征。研究结果表明,制备的复合材料呈球形,粒径分布均一,材料的比表面积和磁饱和强度分别为413 m2·g-1和68.93emu·g-1。研究了TEOS的添加量对复合微球形貌的影响,随着TEOS添加量的增加,SiO_2壳层增厚,复合粒子形貌均匀,饱和磁化强度有所下降,仍具有良好的超顺磁性。在此基础上,通过接枝法在复合微球的表面接枝-NH2,制备了一种新型磁性纳米吸附剂(Fe_3O_4@SiO_2@m SiO_2-NH2),进而研究了其对水中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。通过动力学拟合,Fe_3O_4@SiO_2@m SiO_2-NH2对Cr(Ⅵ)的吸附过程是准二级动力学模型占主导地位,探究了该材料对Cr(Ⅵ)的吸附过程和吸附机理。结果表明,其吸附机理及吸附容量与Cr(Ⅵ)的离子形态及-NH2有关,并通过吸附剂与吸附质之间的电子共用或静电吸附实现。     

Fe3O4@SiO2@mTiO2介孔多功能纳米复合颗粒的制备及载药能力

以溶剂热法制备氨基功能化的Fe_3O_4纳米颗粒为磁核,结合溶胶-凝胶法和模板法在其表面先后包覆上致密的SiO_2层和介孔TiO_2层,制备了磁性-发光-微波热转换性-介孔结构为一体的多功能核-壳结构纳米复合颗粒,并对其结构、性能及载药能力进行了研究。XRD分析表明:Fe_3O_4表面包覆上了无定形结构的SiO_2和TiO_2。TEM照片表明:所得的纳米复合颗粒具有明显的核壳结构和完美的球形,构成核的Fe_3O_4颗粒的尺寸在40~50 nm之间,Fe_3O_4@SiO_2@mTiO_2核壳结构纳米复合颗粒的尺寸为60~70 nm,壳层厚度约10 nm,并可观察到壳层中清晰的孔状结构。磁性、荧光光谱和微波热转换特性分析表明:该复合颗粒同时具有良好的发光性、磁性和微波热转换特性。N_2气吸附及药物负载率分析表明,该复合颗粒具有较高的比表面积(640 m~2·g~(-1))和介孔结构(孔径约2.8 nm)并且具有较高的药物负载率。     

超顺磁性高分子微球的制备与表征

用化学共沉淀方法制备了Fe3O4纳米微粒,并用油酸(十八烯酸)和十二烷基苯磺酸钠为双层表面活性剂进行表面修饰,制备了稳定的水分散性纳米Fe3O4可聚合磁流体.在Fe3O4磁流体存在下,将苯乙烯与甲基丙烯酸通过乳液聚合方法制备了磁性高分子微球.透射电镜研究表明,Fe3O4微粒的平均粒径在10nm左右,乳液聚合形成的磁性高分子微球的粒径平均约为130nm;用超导量子干涉仪对微粒及高分子微球进行了磁性表征,结果表明,合成的Fe3O4纳米微粒以及磁性高分子微球均具有超顺磁性.同时,还用红外光谱及X射线衍射表征了磁性高分子微球的化学成分和晶体结构.用热失重方法测得磁性高分子微球中磁性物质的含量为23.6%.     

磁性氧化铝负载Pd催化剂对硝基苯加氢催化活性的研究

采用微乳法室温下合成了γ-Al2O3/SiO2/Fe3O4磁性复合颗粒为载体负载的纳米钯催化剂.利用透射电镜、x射线光电子能谱和振动样品磁强计等手段对催化剂进行表征,评价了催化剂对硝基苯加氢制苯胺反应的催化活性.结果表明,通过调控反应条件,可在平均粒径为200nm左右的磁性载体上负载10m左右均匀分散的Pd纳米颗粒,整个催化剂呈现超顺磁性;在催化剂磁含量为8%、Pd负载量1%、反应时间40min、反应温度50℃,反应压力0.5MPa条件下,硝基苯的转化率可以达到100%,催化剂重复使用10次时仍可保持很高的催化活性,并可在外磁场作用下快速分离与回收.     

碳膜包覆的氧化铁纳米颗粒:一种高效的芳硝基化合物加氢催化剂（英文）

铁是地球上最丰富的元素之一,它在生命反应中起到至关重要的作用.目前,铁基催化剂广泛应用于合成氨、费托合成、NO_x的选择性催化还原等.最近,铁因其含量丰富、价格低廉、无毒等优势而在多相催化方面引起了重点关注.最新研究发现,铁基催化剂在甲烷直接偶联制乙烯、氧还原以及芳硝基化合物的选择性加氢等领域具有突出表现,其中芳硝基化合物选择性加氢是一类具有重要应用前景的反应,这是因为苯胺(AN)是一种重要的精细化学品和有机中间体,广泛用于医药、染料、农药等行业,苯胺的年产量超过了400万吨,目前使用的催化剂主要有Raney Ni、负载镍、Ru/SnO_2及少量铂碳、钯碳催化剂.但是,在Ni基催化剂上,硝基苯加氢主要经过间接缩合途径,同时会伴有氧化偶氮苯(AOB)、偶氮苯(AB)和氢化偶氮苯(HAB)等副产物生成,这些高沸点的副产物会带来一系列问题,如产物分离困难、产品纯度较低以及催化剂失活等.在这种情况下,为了加速苯胺生成,工业上一般采用过量的Raney Ni催化剂.贵金属(如Pt,Pd和Ru等)对催化芳硝基化合物加氢具有极高的活性,且苯胺的生成主要经过直接加氢途径.然而,由于成本过高,贵金属催化剂的大规模应用还存在一定的困难.本文采用简易的方法制备了一种铁基催化剂,在这个催化剂中氧化铁纳米颗粒被碳膜包覆并嵌入至平板碳中(Fe_2O_3@G-C).该催化剂由活性炭、苯胺及醋酸亚铁热解所得.通过扫描电镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)及X射线衍射(XRD)分析,我们证实在原始碳颗粒上形成了新的碳膜.同时高倍透射电镜图也清楚地揭示了氧化铁纳米颗粒被碳膜包覆的结构.实验发现,Fe_2O_3@G-C-900催化剂(900 ~oC热解所得)在芳硝基化合物选择性加氢反应中具有很高的活性.在2 MPa H_2,70 ~oC条件下反应2 h,硝基苯(NB)转化率达到95.4%,苯胺选择性达到99.1%,远远高于其他载体(活性炭、Si O_2、Al_2O_3和MgO)负载的铁基催化剂.表征结果发现,Fe_2O_3@G-C-900催化剂的高活性可能与其具有较大的比表面积(573.7 m~2/g)、孔体积(0.22 cm~3/g,孔径小于2 nm)、高度分散的氧化铁纳米颗粒以及氧化铁纳米颗粒和其表面碳膜的协同作用密切相关.此外,催化剂中引入的氮原子不仅可以在包覆的碳膜上形成缺陷,也能进一步增强包覆在氧化铁纳米颗粒表面的碳膜的催化活性.通过对Fe_2O_3@G-C-900催化剂在硝基苯加氢反应中的循环使用活性的考察,发现该催化剂在循环使用5次后,仍具有良好的活性.更重要的是,在Fe_2O_3@G-C-900催化剂上硝基苯的加氢主要是直接途径,反应中没有高沸点AOB,AB和HAB等副产物生成.鉴于Fe_2O_3@G-C-900催化剂对NB加氢具有优异的活性,我们还进行了一系列含有不同取代基团的芳硝基化合物的加氢实验,发现对位取代的底物相对于间位及邻位的底物更容易发生加氢还原反应,这应归因于该催化剂的孔径较小(0.52nm).这些研究方法可以扩展至其他金属催化剂的制备,以促进高效益和可持续的工业生产的发展.     

用于检测重金属离子的磁性荧光复合微球

采用静电逐层自组装的方法,首先将PSS和PAH聚电解质交替沉积在CaCO3中空微球表面,然后将Fe3O4磁性纳米粒子与CdSe量子点负载在中空微球表面不同的聚电解质层中,制备出具有磁性和荧光双重功能的复合微球,并将其作为荧光离子探针,研究了其对Cu2+和Pb2+离子检测的灵敏度、选择性及可行性。结果表明,复合微球显示出良好的磁性和荧光性能,对Cu2+和Pb2+离子的检测具有较高的灵敏度和选择性。尤为重要的是,可通过磁分离的方法将微球快速地从待测液中回收,从而能够避免量子点对环境造成的二次污染。     

毛发状磁性纳米粒子负载Macmillan催化剂的制备和应用

毛发状磁性纳米粒子负载手性催化剂能够将均相催化剂和非均相催化剂的优点有机地结合起来.我们首先合成了Macmillan手性单体和负载双键的磁性Fe_3O_4纳米粒子,并通过表面自由基共聚的方法首次制备了负载手性催化剂的毛发状磁性纳米粒子,并将其直接应用于催化不对称Diels-Alder反应.研究结果证明该催化体系在水中具有高于手性单体的催化活性(92%的产率)和对映选择性(92%ee(Endo)和89%ee(exo)),并能通过简单磁分离进行回收和循环使用,并且该催化剂反复使用5次后其催化活性和对映选择性均没有发生明显的变化.