磷钨酸对甲基橙光催化降解的初步研究

在自制的光化学反应器中,以紫外灯为光源,以磷钨酸为光催化剂,研究了其对模拟甲基橙染料废水的光催化脱色降解的影响。实验结果表明,催化剂加入量、溶液初始浓度、不同光强度是影响催化降解效果的重要因素。最佳催化条件为20 mg/L的甲基橙溶液在紫外灯(16W)辐射下,光催化剂磷钨酸用量为1.5 g/L。     

钌-钯掺杂Ti/TiO2阳极电催化降解甲基橙研究

以偶氮染料甲基橙为处理对象, 分别考察了Ru, Pd及Ru-Pd掺杂的Ti/TiO2阳极的光、电催化活性, 并与Ti/RuOx-PdO阳极的电催化活性进行了比较; 利用XPS分析了Ru-Pd掺杂的Ti/TiO2阳极表面Ru, Pd及Ti的化学形态. 实验发现, Ru, Pd及Ru-Pd掺杂的Ti/TiO2阳极的光催化活性都有所降低, 而其电催化活性却都有大幅提升, 特别是Ru-Pd掺杂的Ti/TiO2阳极, 其电催化活性明显地优于Ti/RuOx-PdO阳极. XPS分析表明, Ru-Pd掺杂的Ti/TiO2阳极其光、电催化活性的变化可能与该阳极表面Ru, Pd及Ti的化学形态变化有关.     

H3PW12O40／CeO2光催化脱色甲基橙溶液的研究

以CeO2为载体,用浸渍法制备了不同负载量的磷钨酸催化剂,并且考察了催化剂光催化脱色甲基橙溶液的催化性能。结果表明:磷钨酸最佳负载量为9%(质量分数);光催化剂加入量为300mg/100mL;在较低浓度下,甲基橙溶液的光催化脱色反应符合一级动力学方程;H3PW12O40/CeO2与TiO2具有相同的催化性能;催化剂再生后活性可恢复至65%。     

Fe2O3/TiO2纳米管的制备及其光电催化降解染料废水性能

采用阴极电沉积和阳极氧化法制备了Fe2O3改性TiO2纳米管(Fe2O3/TiO2-NTs)电极,运用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱等手段对其进行了表征,考察了其光电化学性能,并研究了复合电极光电催化降解甲基橙染料废水的反应性能.结果表明,Fe2O3的负载成功地将TiO2-NTs的光响应区间拓宽到可见光区域,Fe2O3/TiO2-NTs复合电极的光电流密度达到TiO2-NTs电极的3倍.在光电催化反应中,Fe2O3/TiO2-NTs复合电极对甲基橙的脱色效果明显优于TiO2-NTs电极,以Fe2O3/TiO2-NTs为阳极,光照5min,甲基橙溶液的脱色率可达90%以上.     

Ru-TiO_2光电极的研制与性能研究

采用阳极氧化法制备Ru-TiO2光电极,通过紫外-可见漫反射吸收(UV-Vis-DRS)、X-射线衍射(XRD)和交流阻抗(EIS)对光电极的性能进行表征,探讨了氧化电压、煅烧温度、钌掺杂量的影响。结果表明:Ru掺杂后TiO2结晶更完全,光吸收强度明显提高。在HF电解液中,阳极氧化制备Ru-TiO2光电极的最佳条件为:氧化电压为20V,热处理温度600℃,钌掺杂量1%。不同条件Ru-TiO2光电极对甲基橙溶液进行脱色效果依次为:光电催化光催化电催化。     

钛基TiO2纳米管阵列电极的光电催化性能

应用电化学阳极氧化法在纯Ti基底上制备高度有序的TiO2纳米管阵列,考察了Ti/TiO2光阳极的光电化学响应.以苯酚溶液为目标污染物,研究Ti/TiO2电极的光电催化性能,并与光催化性能进行比较.结果表明,该电极光电催化性能优于光催化性能.施加0.6 V电压时,光电催化性能最好.电化学阻抗谱分析显示,光电催化和光催化降解过程的速控步骤均为表面反应步骤,外加偏压减小了界面电荷转移阻抗,提高了光生载流子的分离效率.     

光催化剂钒酸银的水热制备及其可见光催化性能

以V2O5、NaOH和AgNO3为原料,采用水热法制备了可见光催化剂Ag3VO4.考察了水热温度对该催化剂可见光吸收以及可见光催化性能的影响.以有机染料甲基橙(MO)和罗丹明B(RhB)为指标反应,测试了Ag3VO4的可见光催化活性.结果表明,不同水热温度下的催化剂均在可见光区有明显的吸收,吸收带边约为590~650nm;在160℃水热反应4h制得的Ag3VO4光催化活性最高,当Ag3VO4用量为0.1g时,对于10mg/L甲基橙溶液3h的脱色率可达到94%,对10mg/L罗丹明B 1h的脱色率则可达到98%.     

TiO_2光电化学电池催化氧化甲基红

以钛基TiO2薄膜为光阳极,研究了光电化学电池中阳极光催化降解偶氮染料甲基红的动力学.结果表明,短接光电化学电池分隔了光催化过程的阴、阳极反应,有利于抑制光生载流子的复合,提高光催化氧化速率.相同实验条件下短路光电流越大,则甲基红降解速率越高.在基底和TiO2薄膜之间夹层SnO2得到组装电极Ti/SnO2/TiO2,进一步提高了光生载流子的分离效率;同时采用电化学阻抗谱(EIS)评价了电极的光催化性能.     

对甲基苯酚电催化氧化机理

在无隔膜电解槽中, 利用线性伏安法和恒电流电解法研究了Ti/PbO2电极对于对甲基苯酚氧化的电催化活性, 通过阳极过程中对甲基苯酚及其氧化中间产物的液相色谱测定, 研究了对甲基苯酚电催化氧化降解的机理. 研究结果表明, Ti/PbO2电极能够有效地电催化氧化水溶液中的对甲基苯酚, 在25 ℃下, 初始浓度为2 mmol/L的对甲基苯酚溶液, 恒定电流密度为50 mA/cm2, 电解3 h, 对甲基苯酚的转化率为74.32%, 有机碳去除率为61.81%. 对甲基苯酚电氧化降解要经过生成对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛、对羟基苯甲酸、对苯二酚、对苯醌、顺丁烯二酸和草酸, 最终变成CO2的历程, 其中对苯二酚的氧化和顺丁烯二酸的氧化为反应的速控步骤.     

负载二氧化钛纳米线多孔钛镍合金的制备及应用

通过高温真空烧结法和水热反应法成功制备了表面负载有二氧化钛纳米线的开孔泡沫钛镍合金电极. 多孔钛镍合金的烧结温度为1473 K, 时间为2 h; 水热反应温度为373 K, 反应时间为16 h. 利用X射线粉末衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)对负载二氧化钛纳米线开孔泡沫钛镍合金进行了表征. 将该泡沫电极作为阳极, 泡沫镍为阴极组成串联水处理装置, 并利用甲基橙溶液研究了该装置电解净化污水的能力. 利用紫外-分光光度法研究了不同阳极电压下钛镍合金对甲基橙的分解能力. 研究表明, 在阳极氧化电压大于30 V的条件下, 甲基橙溶液以200 mL/min的流速一次性流经该装置便可使甲基橙的脱色率达90%以上.     

钯铜共催化苯并唑类杂环与芳基溴的直接芳基化反应研究

研究开发了一个实用高效的钯铜共催化体系,1%Pd(OAc)2与10%CuCl2.2H2O双金属组合催化剂在弱碱和0.5 equiv PPh3配体存在下,顺利催化苯并唑类杂环与各种芳基溴的直接芳基化,并得到良好的收率.该钯铜共催化体系具有钯催化计量低、配体廉价易得、底物适用范围广、反应条件温和等特点.     

Asymmetric Gold‐Catalyzed Lactonizations in Water at Room Temperature

Asymmetric gold‐catalyzed hydrocarboxylations are reported that show broad substrate scope. The hydrophobic effect associated with in situ‐formed aqueous nanomicelles gives good to excellent ee’s of product lactones. In‐flask product isolation, along with the recycling of the catalyst and the reaction medium, are combined to arrive at an especially environmentally friendly process.     

A Sequential Umpolung/Enzymatic Dynamic Kinetic Resolution Strategy for the Synthesis of γ-Lactones

Combining biological and small-molecule catalysts under a chemoenzymatic manifold presents a series of significant advantages to the synthetic community. We report herein the successful development of a two-step/single flask synthesis of γ-lactones through the merger of Umpolung catalysis with a ketoreductase-catalyzed dynamic kinetic resolution, reduction, and cyclization. This combined approach delivers highly enantio- and diastereoenriched heterocycles and demonstrates the feasibility of integrating NHC catalysis with enzymatic processes.     

多金属氧簇催化研究进展

多金属氧簇由于其组成和结构易于调控、具有酸性、氧化还原性、低毒性和低腐蚀性等优点,作为工业催化剂具有广阔的应用前景,是多酸化学领域的研究热点之一。本文综述了近5年来多金属氧簇在催化领域中研究的新进展,主要包括多金属氧簇的酸催化、氧化催化、双功能催化、加氢和活化二氧化碳合成碳酸酯等催化反应以及多金属氧簇的工业化应用等,并对未来发展趋势进行了展望。     

Suzuki反应中催化体系的研究进展

随着过渡金属催化的交叉偶联反应的出现,有机合成化学在20世纪的最后25年得到了快速的发展,并且这些反应的重要性被普遍认可.其中,Suzuki偶联反应因其多功能性、兼容性和对包括材料科学和药物合成在内的多种学科的关键贡献,而占据了更加特殊的地位.尽管到2010年为止Suzuki反应已取得重大进展,但随着可持续和绿色化学发展的需求,Suzuki反应的催化体系仍待进一步优化提高.这里概述的催化剂为C-C键的构建提供了方便和绿色的合成途径.在这篇综述中,我们总结了科研工作者对于Suzuki反应在改进催化剂制备策略、优化催化反应条件、提高催化剂重复利用性能和降低催化剂成本方面做的一系列研究.     

稀土金属在不对称催化中的应用:从均相催化到异相催化

稀土金属的配位数较高,可通过容纳大型手性配体,构筑手性环境,催化不对称反应的定向发生,在工业生产特别是制药工程中具有重要应用价值。本文以Henry反应、Mannich反应和Strecker反应为例,总结回顾了稀土金属催化剂在此类反应中的设计思路、性能特点与应用前景,旨在展现稀土金属催化剂兼具融合均相催化与异相催化的优势,不断发展,以满足实际生产需求的过程。     

Designed Precursor for the Controlled Synthesis of Highly Active Atomic and Sub‐nanometric Platinum Catalysts on Mesoporous Silica

The development of new methods to synthesize nanometric metal catalysts has always been an important and prerequisite step in advanced catalysis. Herein, we design a stable nitrogen ligated Pt complex for the straightforward synthesis by carbonization of uniformly sized atomic and sub‐nanometric Pt catalysts supported on mesoporous silica. During the carbonization of the Pt precursor into active Pt species, the nitrogen‐containing ligand directed the decomposition in a controlled fashion to maintain uniform sizes of the Pt species. The nitrogen ligand had a key role to stabilize the single Pt atoms on a weak anchoring support like silica. The Pt catalysts exhibited remarkable activities in the hydrogenation of common organic functional groups with turnover frequencies higher than in previous studies. By a simple post‐synthetic treatment, we could selectively remove the Pt nanoparticles to obtain a mixture of single atoms and nanoclusters, extending the applicability of the present method.     

《物理化学学报》2010年刊发催化领域文章的述评

《物理化学学报》2010年刊发了89篇与催化相关的文章,其中53篇研究性文章的主题分属于石油加工、催化氧化、催化加氢、生物质转化、光催化、合成气和甲醇转化、理论催化、电催化和环境催化等9个方向.本述评着重介绍了能源转化和利用方面的文章,指出针对我国的可持续发展目标,设计化石能源和可再生能源的廉价、高效、环境友好的催化剂...     

甲烷直接催化氧化制备甲醇近期研究进展北大核心CSCD

甲烷合成甲醇的方法包括间接法和直接催化氧化(DMTM)法,但是间接法对设备要求高,且甲烷转化率与甲醇选择性均不理想,DMTM法可通过一步反应高选择性制备甲醇,有巨大的应用潜力。对于甲烷DMTM法合成甲醇,均相催化体系通常需要特殊反应介质与贵金属催化剂相结合,虽然反应效率高,但对反应设备有腐蚀性,产物不易分离,应用前景差。液相-异相催化一般使用H_(2)O_(2)作为氧化剂,Au、Pd、Fe和Cu等金属元素作为催化剂主要活性组分,·OH是主要的氧化活性物,可在低温下实现甲烷的活化氧化。因此,异相催化体系是目前研究的主流。气相-异相催化主要使用O_(2)和N_(2)O为氧化剂,前者氧化性更强,后者对于产品选择性更好,此外,厌氧体系中H_(2)O也可直接作为氧供体,常用Cu、Fe、Rh等元素作为催化剂。沸石分子筛是使用最广泛的载体,金属氧化物、金属有机骨架化合物(MOFs)和石墨烯也均有涉及,多金属协同催化已经取得了很好的效果。本文主要总结与概述了热催化甲烷直接催化氧化制备甲醇的近年相关研究,并对今后的研究方向做出了展望。