热稳定单原子催化剂的理性构筑:从原子级结构到实际应用

80%以上的工业生产过程涉及催化,如化工生产、能源转换、制药和废物处理等等.催化剂的使用显著提高了生产效率,降低了生产成本,为国民经济、地球环境和人类文明的可持续发展做出了很大贡献.为了满足日益增长的生产需求和最大的经济效益,开发高效、稳定、低成本的新型催化剂已成为当务之急.金属中心负载在载体上的负载型金属催化剂因其较好的催化活性和相对较低的金属用量而受到广泛关注.研究发现,负载型结构可增强传热和传质并增加活性金属中心的分散度,从而影响催化性能.此外,负载金属的颗粒尺寸对催化剂的性能有很大影响.迄今为止,科学家们一直在通过减小金属颗粒尺寸和提高原子利用效率来提高催化剂的活性.原子级尺寸的颗粒通常表现出与大尺寸颗粒显着不同的物理和化学性质,而当活性位点的尺寸缩小到单个原子时,单原子催化剂的概念应运而生.对于单原子催化剂,金属原子中心通过配位被载体中的缺陷锚定,从而调整金属原子的电子云分布.这种配位调整使得单原子催化剂拥有与传统催化剂不同的性能.作为催化领域的新前沿,单原子催化剂已经在许多催化反应中表现出前所未有的活性和选择性.然而,许多报道的单原子催化剂在高温环境或长期催化应用中容易受到奥斯特瓦尔德熟化过程的影响,从而导致催化剂烧结和失活.而烧结的原因在于金属原子和载体之间较弱的相互作用.失活催化剂的再生和回收将大大增加工业生产的时间和经济成本.因此,开发具有优异热稳定性的单原子催化剂以满足工业需求是十分必要的.本综述首先总结了近年来关于热稳定型单原子催化剂合成方法的基础研究,并从原子尺度上分析了这些方法所构建的金属中心的结构形态和配位环境.此外,结合近些年的研究中新的表征技术与理论计算手段解释了热稳定性的来源.重点讨论了热稳定单原子催化剂的实际催化应用.分析了热稳定单原子催化剂在热催化应用中的独特作用机理、并尝试为确定催化过程中真正的活性中心以及通过原子级调控手段进行高活性热稳定单原子催化剂的合成提供理论指导.最后总结了热稳定单原子催化剂发展的主要问题,并简要分析了单原子催化领域的研究挑战和发展前景.     

关于“用计算机辅助分析、设计混凝土结构的国际会议(1984)”的短评——兼谈对我国有关研究工作的看法与建议

1984年9月17至21日,在南斯拉夫的Split市举行一次名为“INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTER—AIDED ANALYSIS AND DESIGN OF CONC RETE STRUCTURES”的国际学术会议,简称为ICC会议。出席会议的有来自全世界28个国家的260名代表,我国有3名代表出席。会议安排报告的论文近百篇。论文大体可以分     

碳载体不同预处理方法对Pt/C电催化氧化甲醇性能的影响

本文分别用混酸水热法(HT)和混酸冷凝回流法(RF)对Vulcan XC-72R碳黑进行预处理,并进一步研究其作为Pt/C催化剂载体的性能。循环伏安实验发现,采用HT法、RF法和未预处理的碳黑作为载体的Pt/C催化剂电催化甲醇氧化的比质量活性(正扫峰电流)分别为1055、704和395 mA/mgpt,即采用HT法预处理碳载体的Pt/C催化剂具有最高的电催化活性,而且计时电流实验也表现出最好的稳定性。实验结果表明,碳载体的预处理方法对制得的Pt/C催化剂的性能具有关键性的影响,且水热法是一种效果较好的预处理碳载体的方法。     

Superconductivities and structural properties of ternary Tiben Zrben Ta alloys

Superconductivities and structural properties of Ti-Zr-Ta ternary alloys are extensively investigated. The TiZrTa sample has a cubic structure (β -phase) and shows a sharp superconducting transition at a critical temperature (T_c) of about 7.3 K. In addition, two series of Ti-Zr-Ta alloys, with nominal compositions of Ti_65-xZr₃₅Ta_x and Ti_xZr_65-xTa₃₅ respectively, are prepared, and their superconductivities and crystal structures change regularly with the chemical composition. Our experimental study also indicates that the annealing processing of this kind of material can cause the transition temperature to increase and the highest T_c is observed to be about 8.3 K in annealed samples.     

表面分子印迹磁性固相萃取-液相色谱-荧光光谱法测定河水中双酚A

通过原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization-ATRP)法制备核壳结构单分散性磁性亚微米粒子( Fe304@ MIPs),并建立了磁性固相萃取-高效液相色谱荧光光谱(MSPE- HPLC - FLD)测定河水中环境类雌激素 双酚A (BPA)的方法.利用透射...     

关于Cramer法则和线性方程组基本定理

关于Gramer法则和线性方程组基本定理的证明,都有各种各样的方法。本文将再各给出一种简明证法。笔者认为,这种证法值得参考。     

助剂CuO和La2O3对NiO/α-Al2O3甲烷催化部分氧化制合成气引发过程的影响

采用分步浸渍法制备了NiO/α-Al₂O₃、NiO-CuO/α-Al₂O₃和NiO-La₂O₃/α-Al₂O₃三种催化剂,运用程序升温表面反应（TPSR）技术考察了助剂CuO和La₂O₃对NiO/α-Al₂O₃甲烷催化部分氧化（CPOM）反应引发过程的影响。结果表明,无论是否经过预还原处理,NiO/α-Al₂O₃催化剂在CH₄/O₂混合气氛下进行程序升温表面反应（CH₄/O₂-TPSR）时,即使升高到910℃也不能引发CPOM反应。添加助剂CuO或La₂O₃后,NiO-CuO/α-Al₂O₃和NiO-La₂O₃/α-Al₂O₃催化剂在CH₄/O₂-TPSR过程中均可以引发CPOM反应。原因分别是CuO促进了CH₄对NiO的还原以及抑制了O₂对Ni0的再氧化,La₂O₃减小了Ni晶粒粒径和还原时扩散阻力促进NiO的还原。     

颗粒聚集对纳米流体强化换热影响浅析

本文采用数值模拟的方法初步研究了颗粒聚集对纳米流体强化换热性能的影响。在流体中随机生成纳米颗粒团聚状态,并对其热性能进行数值模拟,结果表明,纳米颗粒的聚集将会导致流体换热性能的下降,降低程度与纳米颗粒体积分数以及聚集程度有关。     

Mn、Ti掺杂对NaxCoO2体系超导电性和电荷有序化影响

本文研究了Mn、Ti掺杂对Na0.3Co1-xMxO2·1.3H2O超导电性和 Na0.5Co1-xMxO2材料电荷有序现象的影响.我们成功合成了Na0.7Co1-xMxO2(M= Mn和Ti,0≤x≤0.1)系列样品,并采用不同强度氧化剂氧化脱钠,分别获得Na0.5Co1-xMxO2和水合物Na0.3Co1-xMxO2·1.3H2O (0≤x≤0.1, M= Mn和Ti).X射线衍射分析表明所有样品都是比较好的单相,它们的晶格常数随着Ti和Mn的含量发生系列变化.物性检测显示Na0.3Co1-xMxO2·1.3H2O的超导电性随着Mn和Ti掺杂量的增加明显减弱,在Mn掺杂为x=0.02 或Ti掺杂为x=0.01时其超导电性消失;磁性检测发现随着掺杂量的增加,Na0.5Co1-xMxO2电荷有序态被逐渐破坏,其中掺Mn比掺Ti对电荷有序化行为的影响更为明显.