丙烯直接环氧化Cu基催化剂的研究进展与挑战

作为一种重要的化工原料,环氧丙烷年产量近千万吨,然而目前工业上制备环氧丙烷的方法仍然面临着成本高、副产物多以及污染严重等问题。直接氧气氧化法进行丙烯环氧化因为具有原子经济、环保等优点受到了越来越多的关注。但是,催化过程中丙烯的α-H和环氧丙烷都具有很高的活性,使得在高转化率的条件下提升环氧丙烷选择性成为一个巨大的挑战。研究者们发现相较于其他币族金属,Cu基催化剂表现出更优异的丙烯直接环氧化反应性能。本综述总结梳理了近年来关于Cu基催化剂催化丙烯直接环氧化反应的研究成果,聚焦于Cu基催化剂改性方法,并对Cu基催化剂依然存在的问题和挑战进行深入探讨。     

具有DFT拓扑结构的有机-无机杂化材料(C2N2H10)[Zn2(PO4)2]的合成与结构表征

以氯化锌和磷酸为原料, 二亚乙基三胺(DETA)为模板剂, 通过水热法合成了一种具有空旷骨架结构的有机-无机杂化磷酸锌化合物. 晶体结构分析结果表明, 该化合物属于四方晶系, P42bc空间群, 晶胞参数a=b=1.46850(2) nm, c=0.89274(2) nm, α=β=γ=90°, V=1.92519(6) nm3, Z=8, Dc=2.641 g/cm3. 并对其进行了IR光谱和TG-DTA热分析研究. 荧光光谱分析结果表明, 化合物(C2N2H10)[Zn2(PO4)2]用451 nm的光激发时, 发射峰位置在665~688 nm之间.     

高表面能晶面裸露的金属氧化物微纳米晶体的可控合成

表面结构是影响固体材料物理和化学性质的重要因素,由于高表面能的晶面上存在更多的表面悬挂键等,高表面能晶面裸露的微纳米晶体一般表现出很好的物理和化学活性．近年来,科研工作者针对高能面微纳米晶体材料的制备及性能调控进行了大量的研究工作并取得了一定的进展．本文重点讨论了高能面裸露的金属氧化物半导体微纳米晶体的合成制备方法．主要以本课题组近年在该领域的研究为例,分别从晶体生长过程中的静电作用法、“帽”式试剂保护法、过饱和度调控法、动力学调控法及选择性化学刻蚀法等几个方面对高表面能晶面裸露的金属氧化物微纳米晶体的制备进行了系统的总结．     

金粗糙表面原子水平的STM研究

至今为止所报道的对固体表面原子水平的研究几乎毫无例外的局限在单晶表面。其主要原因之一是存在着在多晶或粗糙表面上获得原子分辨ＳＴＭ图象的困难性。尽管如此，由于多晶材料是更为普遍、更切实际的进行各种物理和化学过程的场所，若能实现多晶或粗糙表面的原子水平的观察，其研究意义和前景将大为拓宽。本文报道在含氯化钾的电化学体系中极端条件下金（１１１）面和多晶金表面结构的原子水平的ＳＴＭ观察。图一为Ａｕ（１１１）面在不同条件下的电化学现场ＳＴＭ图。在４００～－４００ｍＶ电位区间内Ａｕ（１１１）保持稳定的（１ｘ１）结构，未观察到来自于Ａｕ表面的重构或Ｃｌ－吸附层结构。当电位负移至－６００以内，尽管此时金电极仍处于双电层区，Ａｕ表面已出现一定程度的粗糙。有趣的是，当电位经过１．０Ｖ后返回至０Ｖ时，大范围的ＳＴＭ图象显示了由原子台阶构成的孔洞和原子平整的晶面共成的情形。图二为空气下得到的金多晶的表面形貌（Ａ）和原子分辨表面结构（Ｂ）的ＳＴＭ图。分析图二（Ｂ）和（Ｃ）可以得知，图中两亮点之间的平均距离为０．４ｎｍ，可以排除原子簇结构的可能。可以确定这些具有一定取向的亮点为原子阵列，而较大的原子间距正反应了多晶表面与本体结构的不同之     

C60离子束撞击固体表面的坍塌与沉积(II)扫描隧道显微研究

Mass-selected C60 beam produced by laser ablation was accelerated and bombarded the (0001) surface of highly oriented pyrolitic graphite and (111) surface of gold single crystal. The samples were characterized by STM. The STM images showed that, the deposited species collapsed and formed planar structure on the solid surface, but the collapsed species were not dissociated and well oriented on the surface. Both positive and negative C60 ions were observed in the desorption mass spectra, confirming that the species collapsed on the solid surface are still the C60 clusters.     

L-B膜内银超微粒子的电化学制备及表征

在8～14层硬脂酸银L-B膜内,用电化学还原法制备了纳米尺度的银超微粒子,实验表明,银超微粒子的形成是观察多层L-B膜高分辨STM图象的必要条件,利用STM技术不仅观察到8层L-B膜的六方排列的硬脂酸脂链结构,还直接观察到2～3nm直径的球形银超微粒子结构;首次报道L-B膜亲水层原子尺度的网状STM图象,该图象显示了脂链六方的(2×1)结构,是羧基之间由氢键自组织的结果;银超微粒子有很强的表面增强Raman散射效应,由此测得了两层L-B膜在1100～1200cm ~1范围的Raman光谱,为从分子水平认识两层L-B膜的有序性提供了实验基础。     

铜在HOPG上电沉积过程的现场ECSTM研究

用自制的电化学扫描隧道显微镜（ＥＣＳＴＭ）现场研究Ｃｕ在ＨＯＰＧ上的电沉积过程．结果表明Ｃｕ在ＨＯＰＧ上的电沉积为三维成核的过程．当电位较低或Ｃｕ２＋离子浓度较低时，铜在本体金属生长主要沿着台阶方向．过电位较高时，铜的成核数目增加，沉积层的晶粒有所细化．同时，非现场ＥＣＳＴＭ比较研究表明，ＳＴＭ针尖对针尖局部区域的电沉积起屏蔽作用，针尖所在区域Ｃｕ的沉积速度比其它区域明显减小     

具特定晶面且大比表面积贵金属纳米晶催化基元的构筑

贵金属纳米晶在电催化等领域具有广泛应用. 其催化活性往往与纳米晶体的表面结构直接相关,而催化剂的贵金属原子利用率与比表面积密切相关. 因小尺寸纳米晶难以保留特定的晶面,而具有特定表面的纳米晶通常结晶成尺寸较大、比表面积比较小的晶体,调控纳米晶的尺寸和表面结构两种策略似乎相互矛盾. 如何可控合成同时具有特定表面结构和大比表面积的贵金属纳米晶具有重要的意义. 本综述从形貌调控角度详细介绍提高贵金属纳米晶原子利用率的方法策略;总结调控单贵金属及其合金同时具有特定晶面和大比表面积的研究现状;最后,对纳米晶的形貌调控领域未来的发展趋势提出展望.