含1,4-二烯结构单元的多取代烯丙醇的合成

通过1-对甲苯磺酰基-1-己炔、烯丙基溴化镁和醛的三组分Michael-Aldol串联反应,一锅法合成了6个新的含1,4-二烯结构单元的多取代烯丙醇类化合物,其结构经1H NMR, IR和HR-MS表征.     

Ti基纳米TiO_2-CNT-Pt复合电极制备、表征及电化学性能

以电合成前驱体Ti(OEt)4直接水解法和电化学扫描电沉积法制备Ti基纳米TiO2-CNT-Pt(Ti/nanoTiO2-CNT-Pt)复合电极.透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)测试表明,锐钛矿型纳米TiO2粒子(粒径5～10nm)和碳纳米管(CNT)结合形成网状结构,Pt纳米粒子(平均粒径9nm)均匀地分散在纳米TiO2-CNT复合膜表面.循环伏安及计时电流测试表明,Ti/nanoTiO2-CNT-Pt复合电极具有高活性表面,对甲醇的电化学氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0.32mg/cm2时,常温常压下甲醇氧化峰电流达到480mA/cm2.     

碳纳米管／纳米TiO2复合膜修饰电极的制备及其对马来酸的电催化还原

制备了碳纳米管/纳米TiO2复合膜修饰电极(B)和纯纳米膜修饰电极(A).用XRD,TEM和循环伏安及计时库仑比较了A和B的电化学性能差异.结果表明,大量细小的碳纳米管的存在,可起到阻碍TiO2纳米粒子的团聚作用.碳纳米管独特的原子结构,能在电化学反应中促进电子传递,大大提高了B的电化学性能;B的循环伏安图中氧化还原峰电流比A的高出两倍多,单位时间通过电极的电量大幅度增加;通过对马来酸的异相电催化还原反应进一步证明了B比A具有更高的电催化活性.     

系列过渡金属与三角架多咪唑配合物的合成、结构及表征

以三氨乙基胺和N－甲基咪唑醛为原料合成了三角架多咪唑配体((min)₃tren)，并合成了五个过渡金属配合物：[Zn(min)₃tren](ClO₄)₂1， [Cu(min)₃tren](ClO₄)₂2, [Ni(min)₃tren](ClO₄)₂3, [Co(min)₃tren](ClO₄)₂4, and [Mn(min)₃tren](ClO₄)₂CH₃CN 5，通过元素分析，摩尔电导率，红外和电子光谱确定了化合物的组成。对配合物4和5进行了晶体结构测定。结果表明，在这两个化合物中金属原子均处于扭曲的八面体配位环境，分别与三个亚胺氮原子和三个咪唑氮原子配位。配合物4和5的电化学研究表明在乙腈溶液中，有[Co-O₂]^n-和[Mn-O₂]^n-存在，认为4和5是很好的超氧化物清除剂。     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂的新体系: 纳米TiO2-CNT-PtNi复合纳米催化剂

采用电合成前驱体Ti(OEt)4直接水解法和电化学扫描电沉积法制备纳米TiO2-CNT-PtNi复合纳米催化剂.透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)测试结果表明,纳米PtNi合金粒子(平均粒径8 nm)均匀地分散在纳米TiO2-CNT复合膜的三维网络结构中.通过暂态电化学方法研究表明,复合纳米催化剂的电化学活性比表面积为90 m2/g,对甲醇氧化具有很高的电催化活性和稳定性,常温常压下甲醇氧化峰电位为0.67和0.44 V,当温度为60℃时,氧化峰电位负移至0.64和0.30V,氧化峰电流密度高达1.38Mcm2.复合纳米催化剂对甲醇电氧化的高催化活性和稳定性可归因于多元复合纳米组分的协同催化作用,这种作用导致CO在复合纳米催化剂上的弱吸附,从而避免了催化剂的中毒.     

新型CNT/nano-TiO_2复合膜电极的制备及其异相电催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了碳纳米管/纳米TiO2(CNT/nano-TiO2)复合溶胶,通过提拉法将复合溶胶涂覆在Ti基体上制得CNT/nano-TiO2复合膜修饰电极(C电极),其电化学性能经循环伏安、计时库仑、交流阻抗谱(EIS)等方法研究.研究结果表明,CNT可阻碍nano-TiO2粒子团聚.在循环伏安图中,C电极的氧化还原峰电流比nano-TiO2膜修饰电极(P 电极)的高出两倍多.通过对草酸溶液的异相电催化反应进一步证明C电极比P电极具有更高的电催化活性,而且对双氧水也有很强的异相电催化还原能力.     

(Z)-1-苯基-1-对氟苯基-2-对甲苯磺酰基-1,4-戊二烯的合成及其晶体结构

通过1-苯基-2-对甲苯磺酰基乙炔、对氟苯基氯化锌及烯丙基溴的三组分串联反应,合成了(Z)-1-苯基-1-对氟苯基-2-对甲苯磺酰基-1,4-戊二烯(1),其结构经1H NMR, 13C NMR, IR, HR-MS和XRD表征.1为Z-构型,属单斜晶系,空间群P21/c, a=9.899 1(20)(A), b=9.621 9(20)(A), c=21.812 9(15)(A), β=95.575(10)°, V=2067.8(6)(A)3, Z=4, Dc=1.254 g·cm3, μ=0.181 mm-1, λ=0.710 73(A), F(000)=816, R=0.046 3, wR=0.134 1.共收集到3 684个独立衍射点,其中I>2σ(I)的可观察点为2 989.     

DFT法研究HCOOH在Pd/WC(0001)上的分解机理（英文）

作为便携式电子设备的动力源,直接甲酸燃料电池(DFAFC)具有燃料跨界范围小、电动势大、甲酸无毒、低温下功率密度大等优点,因而引起了人们的极大兴趣.DFAFC商业化的主要挑战之一是阳极电催化剂材料的高成本和低CO耐受性.阳极通常需要高负载的贵金属电催化剂(Pt或Pd)氧化甲酸(HCOOH)以获得所需的电能.完全电氧化甲酸在Pt和Pd表面上会产生强吸附的CO,从而降低了Pt或Pd催化剂的活性.Pt和Pd储量少且价格昂贵,减少Pt和Pd含量且保持催化性能的燃料电池催化剂一直是研究者的奋斗目标.本文用周期性密度泛函理论(DFT)系统地研究了WC负载的单分子层Pd(Pd/WC(0001))催化剂对甲酸的分解机理,这可为所需的反应路径设计、筛选催化剂提供指导.Trans-HCOOH通过C-H,O-H,C-O键的活化发生分解.关于吸附,确定了可能反应中间体的最稳定吸附构型.trans-HCOOH,HCOO,mHCOO,cis-COOH,trans-COOH,CO,H2O,OH和H的吸附过程是化学吸附,而cis-HCOOH和CO2与Pd/WC(0001)表面的相互作用较弱,是物理吸附.此外,提出了trans-HCOOH分解的不同途径来探索分解机理.trans-HCOOH中O-H,C-H和C-O键的活化能垒分别为0.61,0.77和1.05 eV,O-H键断裂的能垒最小,则trans-HCOOH优先通过O-H键断裂生成HCOO.双齿HCOO是HCOOH分解的主要中间体,它可以转变为单齿HCOO,这条路线生成CO2的能垒比双齿HCOO的低0.04 eV.CO2是HCOO主要解离产物,这一步是总反应的决速步骤.对于cis-COOH和trans-COOH,CO是其主要解离产物.此外,trans-HCOOH也能直接生成CO,但克服的能垒较大.在Pd/WC(0001)表面上分解trans-HCOOH的最有利途径是HCOOH→HCOO→CO2,其中HCOO脱氢形成CO2的步骤是速率决定步骤.本文提供了HCOOH在Pd/WC(0001)表面上分解的活性中间体、能垒和机理的推测,CO形成主要是通过cis-COOH、trans-COOH及HCO的分解,CO2的形成主要是通过HCOO的分解,CO2占主导.该结论与Pd(111)面上甲酸分解结果一致,说明WC作为Pd载体没有改变Pd对甲酸的催化性能,但降低了Pd的使用量.综上,本文阐明了WC负载单分子层Pd催化剂上甲酸催化分解机理,得出甲酸分解的最佳反应路径,为直接甲酸燃料电池设计低贵金属含量、高活性的负载型Pd催化剂提供了理论指导;可用于预测不同载体负载Pd催化剂的性能,大大减少实验成本,以验证提出的实验假设.     

NanoTiO2-CNT复合膜电极在DMF溶液中对糠醛的异相电催化还原

通过在乙醇中电化学溶解Ti金属阳极合成前驱体Ti(OEt)4和溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2-碳纳米管(nanoTiO2-CNT)复合膜, 采用循环伏安和电解合成法研究了nanoTiO2-CNT复合膜电极在N, N-二甲基甲酰胺(DMF)中的氧化还原行为以及对糠醛(furfural)还原的电催化活性. 结果发现, nanoTiO2-CNT电极在阴极扫描时有两对氧化还原峰, 可逆半波电位E r1/2 分别为－1.27 V和－2.44 V(vs SCE, 扫描速度100 mV•s-1), 分别对应于TiO2/Ti2O3氧化还原电对的可逆电极过程和TiO2/Ti(OH)3电对的准可逆电极过程；在DMF电解液中nanoTiO2-CNT复合膜中的Ti(IV)/Ti(III)氧化还原电对作为媒质间接电还原糠醛为糠醇, 反应机理为电化学偶联随后化学催化反应(EC′)机理.     

L-半胱氨酸修饰Ag-nano-TiO2/CNT复合膜电极的制备及其对苯乙酮的电催化还原

在nano-TiO2/CNT电极表面镀一层银,制备了Ag-nano-TiO2/CNT电极.用L-半胱氨酸(L-Cys)修饰Agnano-TiO2/CNT制备了L-Cys-Ag-nano-TiO2/CNT 电极.研究了Ag-nano-TiO2/CNT和L-cys-Ag-nano-TiO2/CNT的电化学性质,结果表明,L-Cys-Ag-nano-TiO2/CNT对苯乙酮有较强的催化还原作用.