单原子催化剂的制备、表征及催化性能

单原子催化剂(SACs)是指金属以单原子形式均匀分散在载体上形成的具有优异催化性能的催化剂.与传统载体型催化剂相比,SACs具有活性高、选择性好及贵金属利用率高等优点,在氧化反应、加氢反应、水煤气变换、光催化制氢以及电化学催化等领域都具有广泛应用,是目前催化领域的研究热点之一.常见的SACs制备方法有共沉淀法、浸渍法、置换反应法、原子层沉积法以及反奥斯瓦尔德熟化法等.实验及理论研究表明,单原子催化剂高的活性和选择性可归因于活性金属原子和载体之间的相互作用及由此引起的电子结构改变.载体是影响单原子催化剂性能的重要因素之一.目前常用的SACs载体有金属氧化物、二维材料和金属纳米团簇等,本文着重综述了这三种负载型SACs的制备、表征、催化性能及催化机理,并概述了SACs未来可能的发展方向和应用.研究表明,共沉淀法、湿浸渍法和反奥斯瓦尔德熟化法等方法可用来制备氧化物负载的SACs.高角环形暗场像-扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)表明金属是以单原子形式均匀分散在载体上,近边X射线吸收精细结构(XANES)结果表明金属原子与载体之间存在着强相互作用.实验和理论研究均表明该类催化剂在CO氧化反应、水煤气转化及乙炔加氢生成乙烯等反应中具有高的催化活性和稳定性.采用化学气相沉积法和原子层沉积法等方法可以将金属原子稳定地负载在具有缺陷活性位点的石墨烯、MXene及六方氮化硼等二维材料上并相应制备出SACs.X射线吸收精细结构谱(EXAFS)和XANES分析表明样品中金属以单原子形式存在,而且金属原子与载体之间也存在着强相互作用,理论计算表明金属原子与二维载体之间的电荷转移是SACs活性高的主要原因.置换反应法和连续还原法是制备溶胶型SACs的有效方法,其中置换反应法可将活性金属原子原位组装在金属模板团簇的顶点位置,连续还原法可将活性原子负载于金属模板团簇的表面.DFT计算表明活性原子和金属模板团簇之间存在电荷转移效应,这是溶胶型SACs具有非常高的催化活性的主要原因.SACs下一步的研究方向可能是:(1)研究开发新型SACs,尽可能提高催化剂中活性金属原子的含量;(2)深入研究SACs的结构、活性以及催化机理之间的关系;(3)尝试将SACs大规模应用于工业催化.     

Direct Synthesis, Crystal Structure and Thermal Kinetics of Supramolecular Complex [Co（H2O）6]·（Hnip）2·（H2nip）2·（DMA）2·（H2O）8 （nip=5-nitroisophthalate, DMA=CH3NHCH3）

The crystal of [Co（H2O）6]·（Hnip）2·（H2nip）2·（OMA）2·（H2O）8 has been cultured using direct method and characterized by X-ray single crystal diffractometry, elemental analysis and FTIR spectroscopy. It crystallizes in triclinic system, P-1 space group with the cell parameters of a=0.7012（1） nm, b=1.1378（2） nm, c=1.6612（3） nm, α= 84.92（3）°, β=85.19（3）°, γ=85.91（3）°, V= 1.3128（5） nm^3, Z=1, Dc= 1.573 g·cm^-3. Final R indices [1〉2σ（I）] are： R1 =0.0279, wR2=0.0765 while R indices for all data are： R1 =0.0327, wR2=0.0806. The Co coordination octahadra are each surrounded by two Hnip, two H2nip, two DMA and eight water molecules that are linked by hydrogen bonds and π-π stacking interactions. Thermal analyses of DSC and TG-DTG have been performed on the complex to predict its thermal decomposition mechanism and determine the most probable kinetic model function using Kissinger, Ozawa, integral and differential methods.     

超临界CO_2萃取中草药活性成分溶剂特性研究

针对超临界二氧化碳流体的局限性和中草药中活性成分的特殊性,研究了超临界二氧二化碳流体、改性剂和混合溶液的溶解度参数,提出了改性剂的选择原则。结果表明:萃取温度和压力是影响超临界二氧化碳流体和混合溶剂溶解度参数的主要因素,改性剂的种类和浓度影响萃取体系的溶解特性。     

高氯酸锂促进的固体酸催化酯化反应

将二(三氟甲基磺酰)亚胺镱(Ⅲ)[Yb(NTf2)3]负载于NKC-9树脂上得到一种催化活性更高的酯化固体酸催化剂,发现高氯酸锂能够显著加速固体酸催化剂酯化反应速度,在不分水,相对于苯甲酸负载树脂用量30 wt%,Yb(NTf2)3用量0.8mol%,LiClO4用量58 mol%,n(苯甲酸):n(乙醇)=1:7的条件下,2 h内即可使苯甲酸与乙醇的直接酯化反应进行完全.同时研究了负载量、温度、高氯酸锂用量对苯甲酸酯化反应的影响.     

三氟甲基磺酸铜(II)手性衍生物:不对称合成中的一类高效催化剂

三氟甲基磺酸铜 [Cu(OTf) 2 ]与各种手性磷氮配体络合催化不对称合成已取得了巨大进展 .详细评述了近五年来该类手性铜催化剂在各种不对称催化反应中的最新应用     

汽车尾气净化催化剂中钯含量的测定

贵金属钯是汽车尾气净化催化剂(以下简称汽车催化剂)的活性元素之一。为了综合平衡地利用贵金属资源以及降低催化剂成本,用钯替代铂、铑活性成分,甚至采用全钯催化剂一直是国内外汽车催化剂的研究热点[1]。钯属稀有资源必须回收利用,回收时必须对钯准确测定[2]。目前的分析方法[3-6]多集中于分析测试仪器的利用和分光光度法显色体系的研究,对于块状结构的汽车催化剂的溶样方法的研究,是选择浸出活性组分回收汽车催化剂中铂族金属元素的关键[7]。PdO难溶[8],用甲酸对催化剂中被氧化的钯进行还原预处理,利用分光光度法测定选择性浸出钯。…     

环糊精聚合物吸附剂的制备及其应用研究

含有重金属离子和有机化合物分子的污水具有产生量大、难处理等特点,对生态环境和人类健康均有潜在危害。环糊精聚合物(CDPs)既保留了环糊精自身的空腔及空腔外多羟基结构特征,同时也结合了聚合物的结构稳定性、基团多样性等优势,在污染物处理方面得到了广泛应用与关注。本文详细介绍了CDPs作为吸附剂的两种经典制备方法——交联法和固载法,阐述了其近年来在吸附染料分子、重金属离子、酚类物质以及药物分子方面的应用,分析了其作为吸附剂对不同污染物的吸附机理,并对CDPs研究与应用的发展趋势进行展望。     

铈锆氧化物固溶体对全钯三效催化剂性能的影响

铈锆氧化物固溶体对全钯三效催化剂性能的影响     

三氟甲基磺酸铜(Ⅱ)手性衍生物:不对称合成中的一类高效催化剂

三氟甲基磺酸铜[Cu(OTf)2]与各种手性磷氮配体络合催化不对称合成已取得了巨大进展.详细评述了近五年来该类手性铜催化剂在各种不对称催化反应中的最新应用.