一次具有研究性质的化学课外活动

有人认为氯酸钾加热分解制氧气时只能用二氧化锰作催化剂。其实,这是不全面的认识。要正确树立催化剂的概念,最好是通过实验,尤其对高一学生正式学催化剂时更为迫切。大前年秋季,我用红土(Fe_2O_3为主)、三氧化二铬、粘土(黄色)等代替二氧化锰作热分解氯酸钾制氧气的催化剂,效果并不差。特别是粘土,对自己启发不小。前年春,从苏联“化学教学”上看到有关材料,更有信心地领导了高一化学课外活动小组的人员,用排水取气法,并记录时间以实验上述制氧的催化剂问题。在增加使用砖粉、氧化镁、氧化铜及附近大量出产的硅藻土时,效果很好,引起小组同学的浓厚兴趣。但可惜记录较乱,没有计算氧气体积,事先称量也较马虎,所以无法列表比较,对全班同学影响也不够大。     

制氧时可以作为催化剂用的两种物质

使氯酸钾分解制取氧气,除了用二氧化锰作为催化剂之外,还有氧化铁(Fe_2O_3)、氧化铬(Cr_2O_3)和氧化铜(CuO)等都可以使用。除此之外,作者还用褐色的河砂和家用的食盐进行过实验。下面是一些实验的结果:先用纯净的氯酸钾实验,把氯酸钾2克盛在试管里,用三芯酒精灯加热,用排水集气法收集气体,经过2分39秒才集得50毫升的氧气。用同样方法把2克氯酸钾和1克二氧化锰的混合物加热,只需43秒就可以取得50毫升氧气。用2克褐色河砂代替二氧化锰进行实验,51秒可取得50毫升氧气。但河砂并不是一种纯净物质,除了二氧化硅外,其中含有铁的化合物。如果把2克氯酸钾和1克氧化铁的混合物用同法试验,     

用二氧化硅（细砂）替代二氧化锰制取氧气实验好处多

初三化学课本中,氯酸钾分解制取氧气的演示实验和学生实验,多年来一直是用二氧化锰作为催化剂。这个实验存在着实验现象不明显,学生对催化剂概念难以从实验中建立等不足。     

金属路易斯酸催化纤维素降解为5-羟甲基糠醛

5-羟甲基糠醛(HMF)是一种重要的化学平台物质,由纤维素直接转化为HMF具有良好的应用前景。本文旨在研究金属氯化物(MClx)催化纤维素转化为HMF过程中的效率与选择性问题。以咪唑型离子液体为溶剂,通过对纤维素降解反应的时间、温度、催化剂等因素的考察和优化,发现以CrCl3.6H2O(5(mol)%)和FeCl3(5(mol)%)为复合催化剂时,120℃下反应8 h,HMF的产率可以达到55%。     

探究水泥负载二氧化锰催化分解过氧化氢的最佳条件

初中《化学》人教版教材中介绍了过氧化氢制取氧气,但由于实验内容中没有说明催化剂的质量,且将粉末状的催化剂加入溶液中后,难以进行回收和利用,利用水泥负载的二氧化锰催化剂解决了催化剂的回收再利用问题,并通过正交实验法,结合手持技术,探究出了水泥负载二氧化锰催化分解过氧化氢的最佳条件。     

电沉积制备MnO2催化剂及其在微生物燃料电池中的应用

通过电沉积的方法获得了一种具有均匀孔隙结构的海绵状二氧化锰催化剂,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了所制备材料的表面形貌、结构及元素构成和赋存价态,采用线性伏安扫描(LSV)法对电沉积材料的电化学性能进行分析,考察其催化氧还原反应的活性,最后以合成的材料为阴极催化剂,构建微生物燃料电池系统,考察其在微生物燃料电池中的应用效果。结果表明,以电沉积二氧化锰为阴极催化剂的微生物燃料电池最大功率密度为975.6 mW/m~2,是以商业二氧化锰为阴极催化剂的电池的1.7倍;这表明作为一种经济、高效、环境友好的阴极氧还原催化剂,电沉积法制备的二氧化锰为实现阴极催化剂的低成本制备以及微生物燃料电池放大化推进提供了新的研究途径。     

单层含氧缺陷δ-MnO2用于二氧化碳还原

电催化还原二氧化碳成多碳燃料一直是研究的热点. 而找到活性高,选择性优,稳定性好的催化剂一直是研究者们奋斗的目标. 二氧化锰因其独特的物理和化学性质被广泛的应用于电催化领域,而缺陷的调控可以改变催化剂的电子性质,在此次工作中作者系统地研究了在有氧缺陷和没有氧缺陷的二维二氧化锰上的电催化二氧化碳还原反应. 通过利用自旋极化密度泛函理论,作者分别计算了他们的电子性质和分子在吸附过程中的能量值. 结果显示,缺陷的引入改变了二氧化锰的特性,使其从半导体性质变为半金属性质,从而提高催化剂的导电性. 同时,分析能量图也很容易发现对应产品的选择性也发生了变化. 二氧化锰有利于甲酸的产生,而氧缺陷的二氧化锰更有利于一氧化碳的生成. 本研究将为二氧化碳还原的其他非贵金属氧化物催化剂的结构设计和优化提供一定的指导.     

钛基二氧化锰电催化剂的制备及性能研究

选择以钛为基体,锡、钌、锰的氧化物为中间层,二氧化锰为表面层,用热分解方法制备了二氧化锰电催化剂,用EDS、SEM、XRD对电极进行表征.电催化剂表层主要是β-MnO2;通过SEM图片,用BMP图形文件计算出该电极的分形维数(D=2.4240(200),D=2.4258(1000)).说明该电极表面粗糙度高,符合多孔催化剂的要求,同时用分子轨道理论讨论了MnO2的稳定性,结合放氧反应机理和双位垒模型探讨了电极组成对动力学参数的影响.结果表明,此种电催化剂性能良好.     

对初中化学第三、四章有关实验及其插图的建议

(一)初中化学课本(1955年4月出版,下同)第41页,图17,燃磷前可在燃烧匙内放少许细沙,细砂上再放磷,以免燃烧匙损坏。 (二)第44页,用氯酸钾制氧气,要说明二氧化锰的催化作用的实验,可参考高中化学(1955年4月出版)第一册125页及180页中有关的实验,选作演示之用。 (三)教师演示44页图19制氧时,除用排气法收集氧气外,还可用排水取气法收集一瓶,给学生说明注意事项,为学生实验(第166页实验5)准备条件。 (四)如教师用氯酸钾及二氧化锰制取氧气演     

环己烷光催化脱氢的新进展

M.Tanaka等报道,在光辐照下用RhCl(CO)(PMe_3)为催化剂可以在常温下使环己烷脱氢变成环己烯。从而使由烷烃脱氢变成烯烃时需要用贵金属催化剂和高温的反应条件获得突破。用他们的方法,己烷脱氢后生成     

研究催化剂内表面特性的新工具-正电子寿命谱

正电子是电子的反粒子,正电子和正电子素o-Ps(一种由正负电子对形成的束缚态原子)可以用来探测物质的微观结构.近几年来,正电子素化学已成为正电子谱学(PositronAnnihilation Spectroscopy,PAS)的一个重要分支,并开始用于研究催化剂内表面的特性.Jean等用PAS研究了石墨、树脂、硅胶等多孔材料的表面特性以及正电子与吸附在分子筛内表面的NO_2、SO_2反应的速率常数;Nakanishi等测试了Linde型(X,     

二氧化锰对酸性甲基橙作用机制的研究

用UV-Vis、IR和MS对二氧化锰吸附酸性甲基橙过程的研究结果表明,在二氧化锰和酸性甲基橙之间,除了化学性吸附之外,还有氧化还原反应发生,生成了无色的可溶于水的Mn(Ⅲ)络合物,该络合物不稳定,逐渐转化成浅橙色物质。单纯的二氧化锰吸附法,对甲基橙的去除效果并不理想,25mg/L甲基橙水样的最终色度去除率为79·5%。     

介绍一本新的化学基础课教材

周公度教授撰写并由高等教育出版社出版的《结构和物性 :化学原理的应用》(第 2版 )一书是为广大理工科学生 ,特别是为非化学专业的理工科学生学习化学课程用的大学化学教材。　　这本教材的特点是 ,它抛弃了传统化学基础课教材的架构 ,面对浩繁的化学内容和有限的学时 ,作者以物质结构和物性为全书主线 ,在现代化学的基础上 ,精选内容 ,通俗易懂地阐述化学的基本原理及其应用 ,以及化学在当前各前沿科学中的重要地位。这可以从该书的三大部分内容看出。　　第一部分 (前四章 )是大学普通化学的基础内容 :包括原子结构、元素周期性、化学键…     

“接触法制硫酸”化学课堂演示实验所用催化剂的自制

化学实验的演示是化学教学中的重要方法之一。因为通过演示实验可以使学生顺利地形成化学的基本概念,认识物质变化的本质、转变的条件和变化的规律,而且能使学生对于理性知识确信其真实性。所以,作为一个化学教师在讲课时应该千方百计尽可能多做演示实验。中学化学教材“接触法制硫酸”所用的催化剂是五氧化二钒或钒,但是,目前有很多学校,尤其是农村中学设备较差,没有五氧化二钒,那么,如何来解决课堂     

钙钛石型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)催化性能的研究——Ⅲ.Fe离子的状态及其对催化活性的影响

用Mossbauer,IR等技术及对样品磁化率与电导率的测量,研究了钙钛石型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)体系中,活性金属铁离子在改变x时的价态和配位环境的变化及其对催化活性的影响。发现催化剂在0≤x<0.5～0.7范围内,其Fe—O键的相互作用较强,催化活性主要由催化剂的表面化学所控制;在0.7≤x≤1.0范围内,催化剂中Fe-O键相互作用减弱,氧空位出现有序化,在这一范围内,催化活性主要由催化剂的体相化学控制。     

动态与信息

将CH_4转化为高级烷烃的催化剂法国国家科学研究中心(CNRS)的J-M.Basset,D.Soulivong及C.Cop啨ret,里昂化学物理及电子学大学以及BP化学公司的合作者发现有一种载体为二氧化硅的亲电子的氢化钽催化剂能够促进烷烃的复分解反应。制备时用的是表面有机金属方法,在测试反应中表明这种新催化剂是有效的。反应体系为甲烷和丙烷的混合物,在250℃时,转化为乙烷的选择性可接近100%。这项研究表明,甲烷可以代替氢用于使碳碳键断裂,不但有利于降低成本,而且对环境友好。此外,甲烷在天然气中储量虽然很大,但是反应性相对较差,由甲烷直接转化为价…     

读者对现行初中化学课本的批评和意见(二)

Ⅱ.关于化学概念和其他教材的科学性问题一、第一章 1.关于物体由物质构成的问题第一节里提出的“自然界里的一切物体都是由物质构成的”这一命题显然是不合逻辑的。“构成一词只能用在整体与部分的关系上,不能用在种概念从属于类概念的关系上,更不应用在“体”和“质”两个范畴(类概念)上。物质的存在必占有空间,既占有空间,就具     

含Fe、Co、Ni的层状双金属氢氧化物为催化剂前体生长碳纳米管

分别以具有相似Fe、Co、Ni含量的层状双金属氢氧化物(LDHs)为催化剂前体,用化学气相沉积的方法生长碳纳米管(CNTs).催化剂由LDHs焙烧还原得到.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及拉曼光谱(Raman)测试技术对LDHs及其焙烧产物的结构、CNTs的形貌和结构进行了研究.结果表明,3种催化剂生长的CNTs均为多壁结构;其中Co催化剂活性较低,生长CNTs的管径较细、石墨化程度较高;Ni催化剂的活性较高,生长CNTs的密度较大、管壁较厚、石墨化程度较差;Fe催化剂的活性介于Co和Ni之间.催化剂活性及CNTs的密度可以由生长CNTs的结构来解释.     

《结构化学》编辑部启事

《结构化学》是由中国科学院主管,中国化学会、中国科学院福建物质结构研究所主办的学术性期刊。1982 年由我国著名化学家卢嘉锡院士创办并担任主编,现任主编是著名化学家张乾二院士。 《结构化学》主要报道晶体学,量子化学,药物、材料和催化剂等领域物质性能与结构关系的文章。报道的内容涉及有机化学、无机化学、合成化学、结构化学、材料科学、药物化学、晶体学、理论化学等学科中的微观物质结构与性能关系的研究成果或阶段性成果。与此同时本刊也报道用波谱等物理研究方法解析物质结构、阐述物质结构与性能关系的论文。 《结构化学》的…     

Sn掺杂二氧化锰超级电容器电极材料

用化学液相法制备了超级电容器用的Sn掺杂二氧化锰电极材料. 采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)光谱对电极材料的形貌和物相进行表征. 结果表明, 所得样品由直径约10 nm, 长约100 nm的棒状物粘结成200-500 nm的球状物, 晶型为δ-MnO2. 循环伏安、电化学交流阻抗和恒流充放电测试表明, 化学掺杂的比例对材料的电化学性能有较大的影响. 当Mn:Sn的摩尔比为50:1时, 电极材料的比电容达到293 F·g-1, 比未掺杂的提高了64.6%. 600次充放电循环后, 比电容稳定在275 F·g-1, 表现出良好的容量保持能力.