非均相催化臭氧氧化反应机制

臭氧催化氧化作为高级氧化技术是目前水处理领域研究的热点,其中非均相臭氧催化氧化技术因其氧化能力强、降低臭氧投加量特别是能显著提高有机物矿化率等优点而备受关注。非均相催化臭氧氧化领域不断研究新的催化剂,但是其反应过程及机制更加复杂。催化臭氧氧化的性能很大程度上取决于催化剂及其表面性质。污染物在催化剂表面形成络合物,或者臭氧在催化剂表面分解产生不同的含氧物种如表面氧原子、过氧化物和羟基自由基等。本文评述了非均相臭氧催化氧化反应中存在的多种机理,主要是自由基理论、氧空位理论、表面原子氧理论、表面络合物理论和臭氧直接氧化理论。催化剂表面的羟基基团是主要的催化活性中心,本文探讨了表面羟基基团催化反应机制,得出催化剂表面性质决定其表面活性位点的特性及含量,对诱导臭氧分解产生含氧活性物种起了关键作用;概述了催化剂改性后的结构形态、比表面积及其性能和作用机制;并讨论了非均相臭氧催化氧化反应催化剂未来的发展趋势,为催化臭氧氧化污水处理技术提供了理论参考。     

印染污泥的活性炭负载过渡金属化合物非均相催化臭氧化

采用湿式浸渍法,将6种含过渡金属(Cu,Fe,Zn,Ni,Mn,Ce)元素的化合物负载在活性炭（AC）上,制得6种催化剂AC/M(M=Cu,Fe,Zn,Ni,Mn,Ce),在室温条件下,催化臭氧化处理苯酚溶液和印染污泥。 催化剂AC/M通过Boehm滴定、XRD和BET分析进行表征。 苯酚的3种降解方法中,AC/M催化剂的臭氧催化最好,AC/M吸附处理次之,单独臭氧处理的效果最差。 在苯酚的降解处理过程中,AC/M催化臭氧化处理苯酚溶液的效率依次为：AC/Fe＞AC/Zn＞AC/Ni＞AC/Ce＞AC/Cu＞AC/Mn。 AC/M催化剂催化臭氧化效果随溶液pH值的增大而增强。 AC/M催化剂处理印染污泥的效率依次为：AC/Fe＞AC/Zn＞AC/Ce=AC/Ni＞AC/Cu＞AC/Mn,AC/Fe催化臭氧化处理印染污泥可使污泥中有机质含量降低8.17%。     

ZIF-67/CeO2催化CO2和甲醇直接合成碳酸二甲酯

采用沉淀法将ZIF-67负载到CeO₂上,制备了具有多重活性位点的非均相催化剂ZIF-67/CeO₂,并研究其催化CO₂和甲醇直接反应生成碳酸二甲酯(DMC)的性能。采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱研究了ZIF-67/CeO₂的各种理化性质。结果表明,ZIF-67的引入使ZIF-67/CeO₂催化剂产生更多的氧空位。在考察的ZIF-67/CeO₂系列催化剂中,0.3-ZIF-67/CeO₂(0.3为Co、Ce物质的量之比)在具有高的比表面积的同时还能保持介孔结构,具有丰富的酸碱位点,并且具有较高的CO₂吸附容量,表现出最好的催化性能。在反应温度为140℃、压力为4.5 MPa的条件下反应4 h,DMC收率可达到3.79 mmol_DMC·g_cat^-1。     

HO2非均相摄取系数的测量与参数化

HO₂自由基与环境大气气溶胶的非均相反应是HO₂自由基的重要汇之一,对大气氧化能力有重要影响,对大气颗粒物的物化性质等进一步产生影响。HO₂的非均相反应过程的定量描述对不同地区大气氧化性与臭氧生成能力等问题的探求具有重要意义。目前不同研究小组测量的摄取系数可相差3到5个数量级,深入探究不同条件下不同种类气溶胶对HO₂自由基的非均相摄取机制,对摄取机制进行参数化表达,并准确测量摄取系数是量化其环境影响的关键。本文深入介绍了HO₂非均相摄取的原理与参数化表达,总结了已有的研究结果与进展,对不同的影响因素进行总结分析,并对此领域未来的发展方向提出建议与展望。     

一例多钒酸盐杂化材料的制备及高效催化烯烃环氧化

以2-(2-吡啶基)咪唑(pIM)、Co²⁺和NaVO₃为原料,在水热条件下,制备了新的钒氧簇化合物[Co (pIM) V₂O₆](1)。采用X射线单晶衍射、粉末X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和元素分析等方法对化合物进行了表征。单晶解析表明,该化合物由VO₄四面体和CoO₃N₂四方锥通过氧原子共边、共角连接成二维结构。基于钒氧簇在催化氧化体系中的高效活性,1作为非均相反应的催化剂,在以H₂O₂为氧化剂的催化烯烃环氧化反应中表现出优秀的催化性能,催化剂能够多次重复使用且活性基本保持不变。此外,磁化率研究表明1中存在反铁磁相互作用。     

多相催化剂催化二氧化碳加氢合成甲醇的研究进展

近年来, 随着空气中二氧化碳含量的不断升高, 二氧化碳的催化转化在科研界和工业界受到了广泛关注. 非均相催化的二氧化碳加氢合成甲醇是实现二氧化碳资源化利用的重要手段之一, 具有良好的应用前景. 本文系统概述了非均相催化二氧化碳加氢合成甲醇反应的近期研究进展, 重点介绍了金属催化剂和金属氧化物催化剂, 对反应机理进行了阐述, 并对该领域仍待解决的问题和发展前景进行了展望.     

Sevelamer as an efficient and reusable heterogeneous catalyst for the Knoevenagel reaction in water

A catalyst system of Sevelamer, a phosphate-binding drug, has been prepared and used in the Knoevenagel reaction of aromatic aldehydes in water to produce substituted electrophilic alkenes. The products were obtained in excellent yields. Several novel, related catalytic systems showed promising catalytic properties for aromatic and heterocyclic aldehydes. The Sevelamer catalyst can be recovered using simple filtration and reused numerous times（up to 15 times） in the aqueous Knoevenagel reaction without any significant lowering of activity.     

木质素及其衍生物负载金属催化剂在有机合成中的应用研究进展

碳中和发展理念的提出使得生物质基催化剂的关注度不断提高,将木质素作为过渡金属催化剂的载体来制备非均相催化剂应用于有机合成领域,可以极大地提高木质素的利用价值.木质素结构中广泛存在的含氧官能团为金属催化剂的负载提供了多种结合位点,通过物理吸附/沉积、离子交换以及与羟基官能团通过静电络合可以有效地捕获金属粒子.首先介绍了木质素的结构,然后介绍了制备非均相催化剂的方法,重点介绍了木质素及其衍生物负载金属催化剂催化点击反应、Glaser反应、Huisgen [3+2]环加成反应、Heck反应、Suzuki反应、Sonogashira反应、Stille偶联反应、迈克尔加成/脱水串联反应、亲电开环反应、Fridel-Crafts型反应及乙烯聚合反应等,并对存在的问题和发展趋势进行了展望.     

非均相催化制备有机过氧化物的研究进展北大核心CSCD

有机过氧化物的制备通常是采用硫酸、硝酸、磷酸和高氯酸等作催化剂,由于强酸的使用对设备有腐蚀,催化剂不能重复使用,后处理废水量大,处理成本高。采用非均相催化剂制备有机过氧化物越来越受到重视,非均相催化剂具有活性高、稳定性好、可重复使用、后处理简单、设备腐蚀及环境污染小等优点。本文在简要介绍均相制备有机过氧化物的基础上,对制备有机过氧化物的非均相催化剂,包括离子交换树脂、分子筛、相转移催化剂、金属氧化物、高分子载体催化剂和碳基载体催化剂等做了归纳和总结,同时对反应器及制备工艺做了讨论,并阐述了非均相催化合成有机过氧化物的发展方向。研究对于了解非均相催化制备有机化物的进展,开发性能优良的非均相催化剂和优化有机过氧化物的生产工艺具有较强的参考价值和指导意义。     

红外显微化学图像技术在空心微球制备中的应用

在考察聚苯乙烯(PS)与聚乙烯基苄氯(PVBCl)相容性及干涉效应对测量结果影响的基础上,使用红外显微化学图像技术研究表征了PS与PVBCl混合物薄膜和微球的相分离情况,对比分析了不同处理条件下制备的微球半球壳中两种聚合物的相分离红外显微化学图像。研究结果表明建立的研究方法可以用来定性或半定量的分析球壳内PS和PVBCl两聚合物的分相情况,在测试中样品的干涉效应会对测量造成较大的不确定度,在不同温度下获得的聚合物微球样品中,40℃条件下两聚合物的分相情况更为理想。该研究为探索非均相双半球型聚合物微球制备条件以及红外显微化学图像法表征聚合物相分离提供了一种直观可行的表征方法,但受空间分辨率的影响,该方法不适合于6.25μm×6.25μm以下尺寸样品的分析。