类水滑石Mg3Al1-xFex负载Ir催化剂在肉桂醛加氢反应中的应用:Fe的促进作用

水滑石类化合物 (LDH) 的层板金属阳离子组成具有可调变性,通过将具有变价特性的过渡金属定量引入 LDH 层板,经热处理后可以得到具有高比表面积和层板金属原子级分散的混合金属氧化物,后者可广泛用作催化剂载体.如三元Mg-Al-Fe 类水滑石材料在光催化、H2S 选择性氧化和乙苯脱氢等反应中表现出较好的活性.Ir 催化剂在α,β-不饱和醛加氢反应中具有较好的活性,Fe 修饰 Ir 催化剂可提高不饱和醇选择性,但有关 Fe 的作用以及 Fe 与活性组分 Ir 间的相互作用本质还不是很清楚.本文以类水滑石材料 Mg3Al1–xFex为载体,采用等体积浸渍法制备了 Ir 催化剂,并用于肉桂醛加氢反应,通过考察 Fe的加入对 Ir 电子和几何结构的影响揭示了 Fe 的加入对活性和选择性的影响规律.结果表明,当 x 从 0 (Ir/Mg3Al) 增加到 1 (Ir/Mg3Fe) 时,肉桂醛加氢的反应速率在 x = 0.25 时达到最大值,肉桂醇选择性从 44.9% 增加到 80.3%,且不随肉桂醛转化率的增加而改变.透射电镜结果表明,Ir 纳米粒子的粒径随着 x 的增加未发生明显变化,均为 1.7±0.2 nm.H2程序升温还原结果发现 Ir 可以促进 Fe3+的还原且两者之间存在相互作用.X射线光电子能谱结果表明,Fe 的掺杂没有改变催化剂表面Ir0和 Ir4+含量的比值,但当 Fe 含量增加时,Fe2+2p3/2向高结合能方向偏移,且 Ir04f7/2向低结合能方向偏移,说明电子从 Fe2+转移到 Ir,形成了富电子的 Ir 物种和缺电子的 Fe 物种.富电子的 Ir 物种有利于肉桂醛分子中的 C=O 键在其表面吸附,并且和 Ir 相邻的 Fen+物种可以作为亲电位点吸附肉桂醛分子中氧,从而极化和活化 C=O 键,因而催化剂活性和选择性增大.采用吸附 CO 红外光谱表征了催化剂表面的几何结构,2058–2069 cm-1处出现了 CO 吸附峰,归属于 Ir0表面 CO 的线性吸附,高波数 2069 cm-1的吸附峰归属于 CO 在高配位 Ir 位点 (平台) 的吸附,低波数 2058 cm-1的吸附峰归属于 CO 在低配位Ir 位点 (台阶、角、楞) 的吸附.随着 Fe 含量的增加,CO 吸附峰蓝移 11 cm-1,表明 Fe 的加入改变了催化剂表面 Ir 的几何结构,低配位 Ir 位点减少,高配位 Ir 位点增多.高配位 Ir 位点 (平台) 有利于肉桂醛分子中 C=O 键的吸附,从而提高了肉桂醇的选择性.总之,Fe 的加入虽然没有明显改变 Ir 纳米粒子的粒径,但却改变了其电子和几何结构,从而提高了催化剂活性和选择性.     

聚脲的绿色合成、性能及应用

聚脲是一类性能优异的高分子材料,具有良好的热稳定性和耐腐蚀性能。聚脲的传统制备方法通常以异氰酸酯为原料,其毒性大且易与水发生副反应。因此,聚脲的绿色合成方法及性能多样的聚脲材料的合成,具有重要的研究意义和潜在应用价值。本文主要综述了聚脲的绿色合成方法,包括直接或间接使用CO2方法合成聚脲的研究进展。从催化剂、二胺分子结构和分子量等角度探讨了对聚脲分子量、热学、力学性能等方面的影响,并且归纳了功能性二氧化碳基聚脲如热塑性聚脲塑料、聚脲弹性体的性能和应用。最后对聚脲材料未来的研究重点和发展趋势进行了阐述。     

类水滑石Mg_3Al_(1–x)Fe_x负载Ir催化剂在肉桂醛加氢反应中的应用:Fe的促进作用（英文）

摘要:水滑石类化合物(LDH)的层板金属阳离子组成具有可调变性,通过将具有变价特性的过渡金属定量引入LDH层板,经热处理后可以得到具有高比表面积和层板金属原子级分散的混合金属氧化物,后者可广泛用作催化剂载体.如三元Mg-Al-Fe类水滑石材料在光催化、H_2S选择性氧化和乙苯脱氢等反应中表现出较好的活性.Ir催化剂在α,β-不饱和醛加氢反应中具有较好的活性,Fe修饰Ir催化剂可提高不饱和醇选择性,但有关Fe的作用以及Fe与活性组分Ir间的相互作用本质还不是很清楚.本文以类水滑石材料Mg_3Al_(1–x)Fe_x为载体,采用等体积浸渍法制备了Ir催化剂,并用于肉桂醛加氢反应,通过考察Fe的加入对Ir电子和几何结构的影响揭示了Fe的加入对活性和选择性的影响规律.结果表明,当x从0(Ir/Mg_3Al)增加到1(Ir/Mg_3Fe)时,肉桂醛加氢的反应速率在x=0.25时达到最大值,肉桂醇选择性从44.9%增加到80.3%,且不随肉桂醛转化率的增加而改变.透射电镜结果表明,Ir纳米粒子的粒径随着x的增加未发生明显变化,均为1.7?0.2 nm.H_2程序升温还原结果发现Ir可以促进Fe~(3+)的还原且两者之间存在相互作用.X射线光电子能谱结果表明,Fe的掺杂没有改变催化剂表面Ir~0和Ir~(4+)含量的比值,但当Fe含量增加时,Fe~(2+)2p_(3/2)向高结合能方向偏移,且Ir~04f_(7/2)向低结合能方向偏移,说明电子从Fe~(2+)转移到Ir,形成了富电子的Ir物种和缺电子的Fe物种.富电子的Ir物种有利于肉桂醛分子中的C=O键在其表面吸附,并且和Ir相邻的Fe~(n+)物种可以作为亲电位点吸附肉桂醛分子中氧,从而极化和活化C=O键,因而催化剂活性和选择性增大.采用吸附CO红外光谱表征了催化剂表面的几何结构,2058–2069 cm~(-1)处出现了CO吸附峰,归属于Ir~0表面CO的线性吸附,高波数2069 cm~(-1)的吸附峰归属于CO在高配位Ir位点(平台)的吸附,低波数2058 cm~(-1)的吸附峰归属于CO在低配位Ir位点(台阶、角、楞)的吸附.随着Fe含量的增加,CO吸附峰蓝移11 cm~(-1),表明Fe的加入改变了催化剂表面Ir的几何结构,低配位Ir位点减少,高配位Ir位点增多.高配位Ir位点(平台)有利于肉桂醛分子中C=O键的吸附,从而提高了肉桂醇的选择性.总之,Fe的加入虽然没有明显改变Ir纳米粒子的粒径,但却改变了其电子和几何结构,从而提高了催化剂活性和选择性.     

硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚的绿色清洁工艺

对氨基苯酚是一种重要的化工原料及医药中间体。 由硝基苯合成对氨基苯酚具有明显的原料优势,并且具有流程短、能耗低等优点;但该方法通常以传统液体强酸为催化剂,存在设备腐蚀、需要用碱中和反应后的残余酸,产生大量盐固体废弃物等问题。 因此,开发硝基苯加氢合成对氨基苯酚的绿色工艺具有重要的意义,也是近年研究的热点。 现阶段的研究主要集中在开发可替代传统液体酸的催化剂,如固体酸、酸性离子液体、路易斯酸、二氧化碳-水以及固体酸负载金属纳米粒子双效催化剂等,并取得了较大的进展。 本文主要综述和评价如上绿色酸催化体系中硝基苯加氢合成对氨基苯酚的最新进展并对其未来发展进行了展望。     

Pd基多相催化剂上CO2加氢反应的研究进展

随着二氧化碳(CO₂)排放量的不断增加, 全球变暖和气候变化的加剧对人类的生存环境产生了巨大的影响. CO₂作为廉价、 可再生的碳氧资源, 将其转化为高附加值化学品是绿色化学及能源领域的重要研究课题之一, 受到广泛关注. Pd基催化剂由于具有优异的加氢能力以及良好的抗烧结、 抗毒化性能, 作为CO₂催化转化最有前途的催化剂被广泛应用和研究. 本文主要对Pd基催化剂上CO₂加氢制备HCOOH, CO, CH₄和甲醇等小分子能源化合物的研究进展进行综合评述, 重点关注Pd基催化剂上CO₂分子的吸附/活化位点、 催化剂的金属-载体强相互作用及表界面组成等对催化剂活性和选择性的影响以及催化反应机理.     

PdSe2纳米线薄膜/Si异质结近红外集成光电探测器

提出了一种PdSe2纳米线(NWs)薄膜/Si异质结近红外集成光电探测器.采用热辅助硒化预先制备Pd NWs的方法合成大面积PdSe2 NWs,通过组装和转移NWs可制备包含8×8器件单元的集成光电探测器.光电性能测试结果表明,所设计的器件在200～1300 nm宽波段范围内均有明显的光响应,峰值位于810 nm附近.在零偏压下,器件在810 nm处的响应度(R)为166mA·W-1,当施加-2V偏压时,R值显著提高至3.24 A·W-1.此外,集成器件呈现出优异的均匀性,64个器件的电流开关比均为60左右.由于良好的性能均匀性,该集成光电探测器可应用于图像传感领域,能可靠地记录近红外光投射的"LASDOP"字母图像,展示了潜在的应用前景.     

高效稳定的Ag_xS的制备及其光催化性能(英文)

分别采用水热法(AgxS-H)和原位离子交换法(AgxS-IE)制备了AgxS.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射光谱、紫外可见近红外吸收光谱、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱和表面光电压测试对催化剂进行了表征.以光(λ≥420 nm)降解亚甲基蓝为模型反应,考察了AgxS的光催化性能.与AgxS-IE相比,AgxS-H具有较小的粒径、较大的禁带宽度、较低光生电荷复合率,因此具有较高的光催化活性.此外,AgxS-H还表现了较好的稳定性,循环使用五次仍能够保持较高的光催化活性.结果表明,AgxS光催化降解亚甲基蓝主要以羟基自由基氧化为主,光生空穴氧化为辅的光催化氧化过程.AgxS-H作为一种有效的光催化剂,在降解有机染料污水方面具有潜在的应用价值.