非均相环糊精在水相有机合成反应中的应用

本文详细综述了非均相环糊精在水相有机合成反应中的应用,包括非均相环糊精在水相氧化反应、还原反应、取代反应、加成反应和光催化反应中的应用。同时,全面阐述了在催化或促进水相有机合成反应中环糊精非均相化的策略,包括形成水不溶性交联聚合物和将环糊精固载在水不溶性载体上两种途径。目前非均相环糊精在水相有机合成反应中的应用还基本局限在简单的相转移催化剂领域,相关报道也较少,处于起步阶段;基于非均相环糊精构筑超分子仿酶是今后该领域的发展趋势和必然归属,应在发挥非均相优势的同时,保留环糊精单元在超分子仿酶构筑中的优良功用。     

KF负载氧化物高效催化缺电子烯与胺类的共轭加成反应

提供了一种新型高效的催化缺电子烯与胺类的共扼加成的反应体系。首先合成了一系列负载型氟化钾固体碱,并用于催化上述反应。通过对不同载体选择考察,筛选出氟化钾负载氧化镁固体碱为最佳催化剂。在进一步的催化反应过程中发现,该催化剂对反应具有很高的催化活性,能催化该反应在短短数分钟内完成。操作简单方便,不需要任何溶剂,催化剂价格低廉,反应收率高,可重复使用,具有化学选择性,适用范围广泛等均为该催化体系的主要特征。     

高分子负载钯金属的非均相催化C—C偶联反应

本文主要介绍近年来高分子材料负载的钯金属在非均相催化C—C键偶联反应中的研究与应用。此类催化剂具有较高的活性、选择性和多次重复使用的稳定性,在催化反应膜器件、自动化的组合化学合成和实现向环境友好型的材料转化等方面有突出的发展前景。催化剂微囊化和纳米团簇化都是获取较高的活性和回收率的手段。使用高分子配体的优点是能直接固定金属,并通过不同的配位原子调节控制钯的活性,甚至呈现相应的小分子配合物不能催化的高分子效应,而高分子链本身还可以提供反应所需的良好机械性能和对不同反应介质的亲合性。     

非均相芬顿体系协同去除复合双污染物:化学转化,pH影响和机理分析

系统研究了ZVI(零价铁粉)-Fenton体系协同去除铜离子和亚甲基蓝(MB)污染物过程中, ZVI微表面发生的化学转化以及目标污染物降解机理. 分别利用扫描电子显微镜(SEM), X射线能谱(EDS), X射线衍射(XRD), X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术, 对比分析了反应前后以及不同体系之间ZVI表面结构, Fe和Cu化学转移的变化. 结果表明, 在ZVI/H₂O₂体系中反应后ZVI表面腐蚀产物较多, 主要为Fe₃O₄和Fe₂O₃. 在ZVI/H₂O₂-Cu体系中, 虽ZVI腐蚀作用更加剧烈, 但ZVI表面残留的腐蚀产物较少, 且腐蚀产物中Fe₃O₄含量的占比增加. Cu ²⁺主要还原产物为Cu ⁰, 同时还伴随着CuO的生成. pH影响实验表明, ZVI/H₂O₂-Cu体系不仅强化了MB的降解, 有效地去除了总溶解铜离子(TCu), 同时还扩大ZVI-Fenton体系的有效pH范围(pH=2.5~5.5). 叔丁醇捕获自由基实验表明, 羟基自由基是氧化降解MB的主要活性物质. 最后针对ZVI-Fenton体系协同去除复合双目标污染物的机理进行研究分析.     

改性磁铁矿/H_2O_2非均相类Fenton体系催化降解橙黄Ⅱ的研究

为了提高非均相类Fenton体系的催化效率,采用浓硫酸对磁铁矿粉进行表面改性,得到改性磁铁矿(M-Fe_3O_4).探究以M-Fe_3O_4为催化剂的非均相类Fenton体系对橙黄Ⅱ的氧化降解效果,并考察M-Fe_3O_4投加量、H_2O_2投加量、反应初始pH值等因素对橙黄Ⅱ脱色率和TOC去除率的影响.XRD、TEM和FT-IR表征结果表明,表面改性后M-Fe_3O_4粒径减小,比表面积增加,且表面覆盖硫酸铁混盐等活性组分.与磁铁矿/H_2O_2和FeSO_4/H_2O_2两体系相比,M-Fe_3O_4/H_2O_2非均相类Fenton体系对橙黄Ⅱ(初始浓度为500mg·L~(-1))的降解效率明显提升.在最佳反应条件(pH=6,M-Fe_3O_4投加量为0.25g·L~(-1),H_2O_2投加量为4mL·L~(-1))下,橙黄Ⅱ脱色率达到92%,TOC去除率达到47%,为实际废水处理应用提供了实验支撑.     

提高非均相芬顿催化活性策略、研究进展及启示

非均相芬顿反应由于固体芬顿催化剂与H₂O₂反应生成高活性羟基自由基,在去除难降解有机物方面得到了广泛的关注。与均相芬顿相比,其具有pH响应范围广、催化剂稳定性和可重复使用性好以及产泥量少等优点。然而,非均相芬顿反应仍存在一些缺陷,如金属离子析出、H₂O₂有效利用率低和Fe(Ⅱ)生成速率慢等,阻碍了非均相芬顿在实际废水处理中的应用。为解决这些问题研究者做了大量的工作,本文综述了非均相芬顿反应机制,总结了加速Fe(Ⅱ)生成和促进H₂O₂分解的策略,以期为开展非均相芬顿催化剂的研究提供技术支持。     

MXene基单原子催化剂的制备及其在电催化中的应用

单原子催化剂具有高原子利用率、高催化活性和高选择性等优点,兼具了均相催化剂“独立活性位点”和非均相催化剂“易循环利用”的特点,有效解决贵金属昂贵稀少的缺陷。其中载体不仅能影响单原子的稳定性,还影响其电子结构,从而影响催化性能。作为一种新型二维无机材料,MXene具有比表面积大、带隙可调、导电性好和螯合位丰富等特点,是制备单原子催化剂的理想载体材料。本文简要总结了MXene的结构特点,综述了MXene基单原子催化剂的制备策略,并着重介绍了MXene基单原子催化剂在电化学能源转换领域的应用,包括析氢反应、氧电极反应、氮还原反应、二氧化碳还原反应,以及在电池储能方面的应用。最后,总结了当前MXene基单原子催化剂在研究和实用方面所面临的挑战与机遇。     

一步法构筑离子液体功能化MOF材料用于常压催化CO2环加成反应

采用原位组装法将羧基离子液体1-丙酸-3-甲基咪唑氯（CFIL）一步固载到一种金属有机框架（MOF）材料NH₂-MIL-101上,制备了具有多重活性位点的非均相催化剂NH₂-FMOF-CFIL,对其在CO₂和环氧氯丙烷的（ECH）环加成反应中的催化性能进行了研究。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和元素分析结果证实离子液体CFIL引入到MOF材料中,粉末X射线衍射（PXRD）、扫描电子显微镜（SEM）和N₂吸脱附结果表明离子液体的引入不会破坏NH₂-MIL-101的MOF晶体结构或堵塞孔道,但能诱导产生介孔。催化反应表征结果显示,离子液体CFIL结构中咪唑N作为Lewis碱性位点活化CO₂,Cl^-作为亲核试剂促进环氧氯丙烷开环,并与MOF材料NH₂-MIL-101上的Cr³⁺和氨基产生协同作用,诱导在温和条件（0.1 MPa CO₂、25–70℃、无溶剂和助剂）下,高效催...     

核壳型纳米复合材料Cu Fe_(2)O_(4)@NH_(2)@Pt的制备及催化性能北大核心CSCD

采用溶剂热法制备磁性CuFe_(2)O_(4)亚微球,以三氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)为表面修饰剂对CuFe_(2)O_(4)进行氨基化修饰,吸附Pt^(4+)离子后用乙二醇原位还原制备CuFe_(2)O_(4)@NH_(2)@Pt复合材料。利用透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)和振动样品磁强计(VSM)对样品形貌、结构、晶型和催化性能等进行表征。以有机染料对硝基苯酚和无机染料铁氰酸钾为目标污染物研究其催化性能,结果显示6 min内,对硝基苯酚降解率约99.9%,9 min内,铁氰酸钾降解率约97%。为高效便捷的处理水污染提供了思路和方法。