三功能策略设计制备具有优异低温抗积碳性能的Ni-CeO2@SiO2催化剂催化甲烷干重整反应

随着全球人为温室气体排放量(主要是甲烷和二氧化碳)的增加,全球变暖的趋势逐渐增加,因此,迫切需要通过各种技术来捕获和利用这些温室气体.甲烷干气重整反应(DRM)可以有效地将甲烷和二氧化碳这两种资源丰富、价格低廉的温室气体转化为高附加值化学品,减少它们向大气排放.尽管DRM工艺的应用具有许多优势,但是反应期间碳沉积和活性组分的烧结是阻碍其工业应用的两个主要原因.这些碳沉积物可能覆盖活性中心或阻塞催化剂的孔道,从而导致催化剂活性降低.镍基催化剂因其价格低廉、初始活性高和资源丰富而得到广泛的应用.但应用于DRM反应的Ni基催化剂在反应中容易烧结和积碳,导致催化剂迅速失活.为解决上述问题,本文从三功能策略角度出发,即SiO2壳层的限域作用和Ni-Ce之间的协同作用以及CeO2的消除积碳作用,采用原位一锅法设计合成了一种限域型Ni-CeO2核壳结构催化剂(Ni-CeO2@SiO2).通过X射线衍射、透射电子显微镜、能量色散X射线光谱、N2吸附/脱附、氢气程序升温还原和脱附、氧气程序升温脱附、拉曼光谱、热重分析和原位漫反射红外傅里叶变换光谱测试对催化剂进行了系统的表征,来揭示催化剂的理化性质和反应机理.催化剂应用于甲烷干气重整反应结果表明,在温度区间为550～800℃时,与传统浸渍法合成的催化剂相比,Ni-CeO2@SiO2催化剂具有更高的活性.高温800℃下的稳定性测试结果显示,传统浸渍法合成的催化剂在反应20 h后就出现了大量的积碳且活性下降明显;而Ni-CeO2@SiO2催化剂在800℃下反应100 h后未检测到积碳,并且催化剂中的Ni纳米颗粒的平均粒径从5.01 nm仅增长到5.77 nm,表现出很好的高温抗积碳和耐烧结性能.值得注意的是,Ni-CeO2@SiO2催化剂在低温600℃(形成碳沉积的最可能温度区域)下反应20h后也未检测到积碳的形成,表现出催化剂良好的低温稳定性和抗积碳性能.这可能归因于对Ni-CeO2@SiO2催化剂的三功能作用,即多孔二氧化硅壳层的限域作用、Ni与CeO2之间强的金属-金属氧化物相互作用以及具有丰富活性氧物种CeO2的消除积碳的作用.通过原位漫反射红外傅里叶变换光谱测试来探究反应机理.结果 表明,DRM反应在Ni-CeO2@SiO2催化剂上遵循L-H机理,添加CeO2可以消除碳沉积并促进CO2活化.该三功能策略为设计其他应用于DRM的高性能催化剂提供了指导,有望加快该工艺的工业化.     

Mo的引入方式对CeO2脱硝性能的影响

固定源排放的氮氧化物(NOx)导致了严重的环境污染问题,NH3选择性催化还原(NH3-SCR)被认为是目前控制NOx排放的最有效技术,已广泛应用于电力行业的烟气排放治理.然而,我国非电行业的NOx减排仍然面临着重大挑战,因为其排放的废气温度通常低于300oC,且含有一定量的SO2,传统的钒基SCR催化剂因活性温度(300～400oC)较高而无法有效发挥作用.因此,亟待开发新型的高效低温SCR催化剂.铈基催化剂由于氧化铈(CeO2)的优异储氧能力(OSC)和良好的氧化还原能力而显示出较好的低温(80～300oC)脱硝性能,如Mn-Ce,W-Ce,Ta-Ce,Cu-Ce和Nb-Ce等.但这些铈基催化剂易被烟气中的SO2毒化而导致催化活性降低.因此,提高铈基SCR催化剂抗硫中毒能力是其产业化应用的关键.已有研究发现,通过构筑结构保护层或添加另一种金属来保护活性组分是提高SCR催化剂抗硫性能的一种可行策略.氧化钼(MoO3)通常被用做传统V2O5/TiO2催化剂的促进剂以提高其水热稳定性和表面酸性.研究表明,在V/Ti催化剂中引入钼物种不仅可以提高其SCR活性,而且提高了V/Ti催化剂的抗SO2性能,这是由于VMo/Ti表面较少的V–O–V键削弱了对SO2的氧化作用.Tang等开发了一种Fe2O3/MoO3纳米片催化剂,显示出比纯Fe2O3更好的抗SO2能力,主要是由于层状结构的MoO3能阻止NH4+在硫酸氢铵中的沉积.目前关于Mo的引入方式即催化剂的制备方法对铈基催化剂物化性能和NH3-SCR催化性能(特别是抗SO2能力)的影响的研究还比较少.本文分别采用浸渍法和沉淀法在CeO2中引入钼物种,制备了Mo-CeO2和MoCe-cp催化剂来探究制备方法对MoCe催化剂的脱硝性能及抗SO2中毒能力的影响.结果表明,引入Mo可以显著地提高CeO2的低温脱硝性能,其中Mo-CeO2催化剂在150 oC即可达到80％以上的脱硝效率,同时抗SO2中毒性能也得到了显著提高.对催化剂结构、氧化还原能力、表面酸度和反应物分子的吸附脱附性质进行了表征,并与MoCe催化剂脱硝性能和抗硫性能相关联.结果表明,Mo-CeO2和MoCe-cp催化剂的物理化学性质和脱硝性能有明显区别.首先,Mo-CeO2中的钼物种主要存在于CeO2表面,而MoCe-cp中的钼物种主要存在于CeO2体相,其为Mo-CeO2表面带来大量的Br?nsted酸位并抑制了硝酸盐的吸附,促使NH3-SCR反应按照Eley-Rideal机理进行,进而表现出优于MoCe-cp的低温活性.其次,Mo-CeO2表面更多的Mo物种抑制了SO2的吸附,从而使Mo-CeO2表现出更好的抗SO2性能.本文为具有实际应用前景的铈基NH3-SCR催化剂的设计提供了参考.     

哌啶并[2,3-b]哌嗪类衍生物的设计、合成及其抗血小板聚集活性研究

以2,3-二氨基吡啶和2,3-丁二酮为起始原料,经环化、催化氢化和亲核取代反应合成了10个新型哌啶并[2,3-b]哌嗪类衍生物(3a~3j),其结构经¹H NMR、¹³C NMR和HR-MS确证。体外抗血小板聚集活性研究表明,化合物3d、3e、3g、3h和3j具有一定的抗血小板聚集作用,其中化合物3h(IC₅₀=1.24mmol/L)的活性显著优于母体化合物川芎嗪(IC₅₀=3.96mmol/L)和阳性药物阿司匹林(IC₅₀=2.41mmol/L)。     

山东鲁抗立科药业有限公司(原山东鲁抗医药股份有限公司树脂分厂)

正山东鲁抗立科药物化学有限公司是山东鲁抗医药股份有限公司与上海立科药物化学有限公司的合资公司,新公司继续持有"鲁抗树脂"的品牌并继续研发和生产药用功能树脂。按照国家食品药品监督管理局[2000]56号文件要求,我们就药用级树脂做了大量工作,就树脂的物理性参数、有机残留控制、动物毒性试验请权威部门做了公正的检测。同时,我公司经过GMP、ISO9001、ISO14001认证,具备生产药用树脂的能力。     

全印刷工艺制备聚合物OLED显示屏

详细探讨采用全印刷工艺,制备聚合物OLED显示屏的工艺流程和技术难点的克服。通过喷墨打印纳米银电子墨水制备金属阴极,完全避免了高温及真空工艺的使用。在显示屏制备过程中,我们成功研发由水/醇溶性共轭聚合物聚[9,9-二辛基芴-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴],与一种可固化的环氧树脂粘合剂共混形成的多功能缓冲层。此多功能缓冲层,一方面保护有机功能层,避免纳米阴电子墨水的侵蚀,另一方面提供必需的电子注入功能,使高功函银阴极可以有效地注入电子。通过研究表面能优化打印阴极的成型形貌,并克服工艺难点,所制得的96×3×64分辨率的单色和全彩色聚合物OLED显示屏无坏点/坏线,红、绿、蓝电流效率分别为0.62、4.38、0.93cd/A,色坐标分别为(0.63,0.37)、(0.39,0.57)、(0.18,0.16)。     

N-Fluorinated phenyl-N＇-pyrimidyl urea derivatives： Synthesis,biological evaluation and 3D-QSAR study

With the increase of herbicide-resistant weeds, novel, more selective and even more potent herbicides to control weeds are needed. In this paper, a series of N-fluorinated phenyl-N＇-pyrimidyl urea derivatives were synthesized and screened for their herbicidal activities against Amaranthus retroflexus （AR） and Setaria viridis （ SV）. Compound 2S （N-（3-trifluoromethylphenyl）-N＇-（2-amino-4-chloro-6-methylpyr- imidyl） urea） exhibited marked herbicidal activity against SV（IC50 =11.67 mg/L） and is more potent than bensulfuron （IC50= 27.45 mg/L）, a commercially available herbicide. A statistically significant CoMFA model with high prediction abilities （q2 = 0.869, r2 = 0.989） was obtained.     

科学家模仿天然珍珠质结构制造新型陶瓷材料

<正>《自然-材料学》报道一种制造简便、强度硬度高的陶瓷材料,这种陶瓷材料可模拟天然珍珠质(包在珍珠外层的一种坚硬物质)的实体结构。这种陶瓷材料在600℃高温时仍可保持其性质,可应用于能源相关和运输安全相关的结构材料。陶瓷属于易碎物质。为了增强韧性,可在其成分中添加变形后不会发生断裂的聚合物和金属。但     

基于萘普生-芳基金属配合物的抗癌及抗炎性能

以萘普生(NPX)为前体, 分别与芳基钌(Ru)、 锇(Os)及铱(Ir)二聚体反应制备了3个单核配合物[Ru(η ⁶-p-cymene)(NPX-bpy)Cl]Cl(1), [Os(η ⁶-p-cymene)(NPX-bpy)Cl]Cl(2)和[Ir(η ⁵-Cp ^*)·(NPX-bpy)Cl]Cl(3). 利用元素分析、 电喷雾质谱和核磁共振波谱对3个配合物的组成和结构进行了表征, 并研究了其细胞毒性. 结果表明, 3个配合物对几种肿瘤细胞株均无毒性(IC₅₀>100 μmol/L), 仅配合物1对NB-4细胞有中等程度的毒性(IC₅₀=45.2 μmol/L), 且毒性大于配合物2和3, 这可能与配合物1在细胞核内具有更高的富集量有关. 此外, 3个配合物均可有效抑制COX-2的表达, 保留了萘普生的抗炎性质, 实现了金属配合物抗癌及抗炎的多功能化应用.     

具有抗生物污染活性的分子筛膜用于高效油水分离

The development of the global economy has been accompanied by frequent oil spills caused by accidental leaks and industrial manufacturing, which have seriously threatened the aquatic environment and human health. Traditional methods for the treatment of oily wastewater include centrifugation, skimming, flotation, oil-absorbing technology, etc., which are limited by low separation efficiency as well as secondary pollution during the post-processing of oil absorption materials. Recently, separation technologies utilizing the special wettabilities of filtration membranes have been developed to enrich and recycle oils from wastewater. Among these, the fabrication of superhydrophilic/underwater superhydrophobic membranes have attracted intensive research interest, which can selectively allow the passage of water through the membrane while blocking the oils. However, microorganisms are more likely to breed on these hydrophilic surfaces, eventually leading to the blockage of the membranes. In this study, ZSM-5 zeolite crystals (MFI topological structure) were coated onto the stainless-steel meshes by means of seeding and secondary hydrothermal growth. Then, 70% of the total Na⁺ ions in the zeolite channels were substituted by Ag⁺ ions via an ion exchange process. The resultant membranes (Ag@ZCMFs) were superamphiphilic in air, with both water contact angle and oil contact angle of approximately 0°. However, they became superoleophobic when immersed in water, and the underwater oil contact angle reached 151.27° ± 4.34°. In terms of special wettability, Ag@ZCMF achieved efficient separation for various oil-water mixtures with separation efficiencies above 99%. The water flux and intrusion pressure of Ag@ZCMF depended on the diameter of pinholes in the membrane, which could be modulated by altering the time of secondary hydrothermal growth. For instance, the average diameter of pinholes in Ag@ZCMF with optimum secondary growth time of 14 h (Ag@ZCMF-14) reached approximately 21 μm, giving rise to the water flux and intrusion pressure of 54720 L·m^-2·h^-1 and 4357 Pa, respectively. The anti-corrosion test and rubbing test confirmed the high chemical and mechanical stability of Ag@ZCMF-14, respectively. The separation efficiency of Ag@ZCMF-14 remained stable during ten purification-regeneration cycles, and no obvious attenuation was observed, proving the high separation stability of Ag@ZCMF-14. Furthermore, the loaded Ag⁺ ions afforded the membrane excellent anti-biofouling activity, which could effectively inhibit the growth of both alga and bacteria in the operating environment, thus preventing membrane blockage during the oil-water separation process. In particular, the bacteriostatic rate of Ag@ZCMF-14 to Escherichia coli reached to 99.6%. These results demonstrate that Ag@ZCMFs with anti-biofouling activity has promising potential future applications in the removal of oil slicks from oily wastewater.     

3D打印便携式凝胶电泳装置用于蛋白质的快速检测

随着现场分析对于快速、便携和经济型检测的需求,分析仪器的便携化和微型化备受关注。3D打印技术的不断发展,将会极大推动小型化、便携式实验设备的开发和研制。分析仪器的微型化有助于促进资源不足地区在医疗现场、食品安全和环境污染等方面的现场监测。目前,用于蛋白质分离的凝胶电泳装置多为实验室用小型化分析仪器,可用于现场快速分离蛋白质的小型化仪器尚未见报道。该研究设计加工了一款便携式凝胶电泳装置,用于蛋白质的快速分离检测。首先,通过3D打印加工的凝胶电泳装置可在实验室内方便、快捷、低成本的复制。其次,通过对预染蛋白质相对分子质量标准的分离测试,对该系统结构进行优化。优化后该凝胶电泳装置电泳槽的尺寸仅为15 mm×20 mm×17 mm,采用3D打印技术可在5 h内加工完成,耗费打印材料10 mL。正负极所用电泳缓冲液共需4 mL,所使用的25 V锂电池可实现100 h左右的工作时间。装置优化后可实现蛋白质的快速高效分离。随后,在5种常用蛋白质相对分子质量标准的分离中,该装置与商业化平板凝胶电泳分离效果相当,同时具备更快的分离速度。该研究在便携式凝胶电泳装置的开发及其在蛋白质快速分离方面取得了初步成果,但在分离完成后立即对蛋白质进行定量分析以及更多实际样品的应用方面还需要进一步研究。