在铬钼型催化剂上甲苯临氢脱甲基反应动力学探讨

在铬钼型催化剂上研究了甲苯加氢脱甲基反应动力学。试验结果表明,可用Langmuir-Hinshelwood双位模型关联其瞬时反应速度和反应物及产物的分压,即式中γ_Τ是甲苯转化速度,k_s是表面反应速度常数,Ρ是分压,Κ是吸附平衡常数,下标Τ、Β、Η分别表示甲苯、苯和氢。文中计算了各动力学参数,并讨论了过程的速度控制步骤。     

等离子体共振协同S-scheme电荷转移促进W18O49/Cd0.5Zn0.5S高效光催化产氢

硫化锌镉(Cd_1-xZn_xS,01-xZn_xS太阳光响应范围,提高光生电子与空穴利用效率是当前的研究热点.本文采用溶剂热法分别制备了Cd_0.5Zn_0.5S纳米棒和W₁₈O₄₉纳米颗粒,然后借助超声辅助静电自组装策略成功获得具有紫外-可见-近红外光响应的W₁₈O₄₉/Cd_0.5Zn_0.5S异质结.分析表明,W₁₈O₄₉晶格氧空位周围过量自由电荷的集体振荡,引起强烈的局域表面等离子体共振(LSPR)吸收现象,使其对500~800 nm范围的光产生明显吸收,使体系具有紫外至近红外光响应能力;而且W₁₈O₄₉作为一种氧化型半导体材料,可与还原型Cd_0.5Zn_0.5S半导体之间形成S-scheme异质结,在内建电场、能带弯曲和静电相互作用下有效促进了光生电子和空穴的分离,并能保留强的氧化还原能力.对比实验发现,常温下以Na₂S/Na₂SO₃为牺牲剂,全光谱照射下,20%-W₁₈O₄₉/Cd_0.5Zn_0.5S的产氢速率可达147.7mmol·g^-1·h^-1,是Cd_0.5Zn_0.5S纳米棒单体的2.1倍;可见光下,复合样品的产氢活性约为Cd_0.5Zn_0.5S单体的1.89倍;近红外光下,Cd_0.5Zn_0.5S单体无产氢活性,而异质结的产氢速率约为0.2 mmol·g^-1·h^-1.进一步对样品波长依赖性研究发现,当365、400、450 nm的入射光仅能引起W18O49和Cd0.5Zn0.5S的带间激发时,它们的复合样品比Cd_0.5Zn_0.5S表现出更优异的产氢活性;当λ=550、600、650 nm以及>800 nm的入射光仅能引起W₁₈O₄₉的LSPR效应时,Cd_0.5Zn_0.5S单体无活性,而W₁₈O₄₉/Cd_0.5Zn_0.5S仍具有较高的催化性能、但随着波长的增大产氢速率逐渐降低,与复合样品瞬态光电流强度的变化趋势吻合良好.以上结果表明,W₁₈O₄₉与Cd_0.5Zn_0.5S二者形成的S-scheme界面异质结有效抑制了光生载流子的表面复合,且当入射光不足以引起带间激发时,W₁₈O₄₉的LSPR效应产生的"热电子"可有效注入到Cd_0.5Zn_0.5S,从而引起表面催化反应.进一步研究发现,当将反应温度从25提高到60°C时,20%-W₁₈O₄₉/Cd_0.5Zn_0.5S在全光谱下的产氢速率可提高到306.1mmol·g^-1·h^-1,表明温度对光催化产氢过程具有不可忽视的影响,可通过增强表面反应速率显著提高产氢活性.总之,本文通过一种简便方法获得了具有紫外-可见-近红外响应的S型W₁₈O₄₉/Cd_0.5Zn_0.5S异质结光催化剂,详细对比了不同波段下样品的光电特性及催化活性,最终在S-scheme电荷转移机制和LSPR"热电子"注入过程的协同作用下,复合样品活性比Cd_0.5Zn_0.5S单体有了明显提高.     

Cr-Mo-Al_2O_3催化剂用于焦化粗苯加氢精制的研究

研制出一种新型的Cr-Mo-Al_2O_3粗苯加氢精制催化剂,可在较低的反应温度(550℃)条件下制出高纯度苯。其纯度≥99.9%,凝固点>5.4℃,噻吩含量<0.5ppm。此催化剂在30立升反应器中的放大试验表明,活性及稳定性良好。     

二维介孔超薄Cd0.5Zn0.5S纳米片:形成机制及光催化分解水制氢性能

太阳光驱动的光催化分解水产氢是一种绿色制氢技术,并以氢为载体可实现太阳能向化学能的转化.目前开发高效、稳定的可见光催化剂仍是本领域的研究热点.在各类光催化材料中,Cd0.5Zn0.5S固溶体比TiO2及g-C3N4具有更优异的光催化产氢活性,但它一般为团聚了的纳米颗粒或纳米微球,表面积小,比表面反应迟缓,从而限制了其实际应用.通常,超薄多孔二维结构光催化剂具有高比表面积,能够为反应物分子与催化剂之间提供大量接触界面并促进传质,此外,特定晶面暴露赋予了其大量不饱和配位表面原子,使反应物分子更容易在催化剂表面吸附活化,提升表面催化反应动力学.本文首先采用乙二胺与水的混合溶液制备了无机有机杂化的硫化锌-乙二胺(记为:ZnS(en)0.5).随后,分别以ZnS(en)0.5为硬模板、以乙二醇为反应介质、氯化镉为镉源,通过溶剂热阳离子交换得到了无机有机杂化的Cd0.5Zn0.5S(en)x中间产物.最后,将Cd0.5Zn0.5S(en)x在纯水中进行水热反应脱除晶格内乙二胺分子得到了2D介孔超薄Cd0.5Zn0.5S纳米片.TEM测试发现,纳米片表面存在大量孔洞,其主要源于Cd0.5Zn0.5S(en)x的相变过程及其晶格内乙二胺分子的逃逸导致的晶格畸变.AFM观察结果表明,最终产物Cd0.5Zn0.5S纳米片厚度约为1.5 nm;其比表面积可达63.5 m2/g,几乎是相应纳米颗粒的两倍.以三乙醇胺(TEOA)为牺牲剂时,Cd0.5Zn0.5S纳米片的产氢速率达到19.1 mmol·h^?1·g^?1,是相应纳米颗粒的两倍多.即使在纯水中,Cd0.5Zn0.5S纳米片产氢速率仍可达到1395μmol·h?^1·g^?1,超过了目前所报道的未加修饰的光催化剂的活性.其优异的活性源于其独特的结构优势,包括载流子迁移距离的缩短、表面不饱合原子及比表面积的增大.但在纯水中其严重的光腐蚀仍然亟待克服.此外,为进一步增强其活性,通过机械复合的方法得到了NiCo2S4/Cd0.5Zn0.5S二元复合光催化剂,其在TEOA为牺牲剂时制氢速率可达62.2 mmol·h^?1·g^?1,在纯水制氢速率达到2436μmol·h^?1·g^?1.电化学、UPS及EPR分析表明,NiCo2S4与Cd0.5Zn0.5S纳米片间形成了肖特基接触,进一步促进了载流子分离能力,提高了复合物的产氢活性.以本工作为基础,还可制备其他高活性的CdZnS-基功能光催化材料用于太阳能转化或其他领域.     

褐煤超临界流体抽提产物中芳烃的组成特征

用柱色谱分离、ＧＣ／ＭＳ分析云南先锋和金所褐煤甲苯（或二甲苯）超临界流体抽提（ＳＣＦＥ）产物油段分中芳烃馏分的组成结构，鉴定出联苯、联苄型结构及它们的烷基衍生物为主要组成部分，菲、芴、芘、荧蒽、苯并芘等多环缩合芳烃的量较少，有较丰富的芳构化五环萜类，包括从三环至五环芳构化的化合物。这些结果反映了多环芳烃成煤过程中的演变情况，可为煤化学研究提供重要的信息。     

硫化锌镉固溶体光催化分解水产氢研究现状

硫化锌镉（Cd_1-xZn_xS,0 < x < 1）固溶体因其优异的活性、可调谐的能带结构在光催化分解水制氢领域备受关注,但其较快的光生电荷复合速率和光腐蚀仍阻碍了其进一步应用。因此,研究者们针对其固有缺陷进行了大量改性工作。我们首先简述了光催化反应热力学与动力学特征,随后详细综述了近年来Cd_1-xZn_xS在光解水制氢领域的研究进展,包括其结构调控、异质结构建、杂原子掺杂等方面,简要分析了Cd_1-xZn_xS光催化分解水所面临的挑战和问题,并对近期研究进行了展望。     

CN bond orientation in metal carbonitride endofullerenes:A density functional theory study

The geometric and electronic structures of scandium carbonitride endofullerene Sc_3CN@C_(2n)(2 n = 68, 78, 80, 82,and 84) and Sc(Y)NC@C_(76) have been systematically investigated to identify the preferred position of internal C and N atoms by density functional theory(DFT) calculations combined with statistical mechanics treatments. The CN bond orientation can generally be inferred from the molecule stability and electronic configuration. It is found that Sc_3CN@C_(2n) molecules have the most stable structure with C atom locating at the center of Sc3 CN cluster. The CN bond has trivalent form of [CN]~(3-)and connects with adjacent three Sc atoms tightly. However, in Sc(Y)NC@C_(76) with [NC]~-, the N atom always resides in the center of the whole molecule. In addition, the stability of Sc_3CN@C_(2n)has been further compared in terms of the organization of the corresponding molecular energy level. The structural differences between Sc_3CN@C_(2n) and Sc_3NC@C_(2n)are highlighted by their respected infrared spectra.