氧化亚铜微/纳米结构的形貌可控制备及光催化和防污性能

利用简便易行的液相法,采用葡萄糖为还原剂,通过调整加料方式、反应温度、NaOH用量等条件,实现具有{110}截面八面体、八面体和短足形等形貌的Cu2O微/纳米结构的可控制备,运用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计等对产物进行组成、结构、形貌和光响应的表征,对Cu2O的形貌结构和生长机理进行研究。对比和优化了具有不同形貌的Cu2O微/纳米结构对甲基橙染料的光催化性能。将不同形貌的微/纳米Cu2O作为防污剂复配的自抛光防污涂料,涂层磨蚀率、接触角与实海挂板实验证明该涂料具有良好的防污性能。     

纳米Cu的高分散制备及其对Cu/TiO2光催化分解水制氢性能的影响

利用光沉积法及浸渍法在P25上负载了纳米Cu颗粒,通过XRD、TEM、BET、TPx等手段对Cu在TiO2上的负载状态进行表征,并考察了光催化分解水制氢活性.结果表明:光沉积法比浸渍法负载的Cu具有更好的分散性,组成不同的Cu源的阴离子会导致负载在TiO2表面的Cu分散度不同并影响其光催化活性.以Cu(OAc)2为Cu源通过光沉积法制备的Cu/P25光催化活性最好,其中2%Cu/P25的产氢速率为782.2μmol/h,接近于Pt/P25的活性.     

不同晶面Cu2O光催化还原Cr（VI）的性能

Cr(VI)具有高毒性和强诱变致癌性,且能稳定存在于自然界中,对人类和自然环境危害极大.而容易沉淀和吸附在固体上的Cr(III)毒性较小,约为Cr(VI)的千分之一.因此,将Cr(VI)还原为Cr(III)是处理含铬废水的有效途径.光催化还原是一种环境友好的新型技术,基于可见光的催化还原处理含Cr(VI)废水能够在常温常压下进行,具有经济、高效、清洁和无二次污染等特点而受到广泛关注.采用适宜的晶面生长控制剂,调变不同晶面的相对生长速率,可制得暴露不同晶面、具有多种形貌的Cu2O.将这些具有不同晶面的Cu2O用于光催化氧化降解有机污染物的研究表明, Cu2O的光催化氧化性能与其所暴露的晶面密切相关,其表面残留的用作晶面生长控制剂的表面活性剂对其催化性能有重要影响.相对而言,将Cu2O用于光催化还原Cr(VI)的研究较少,关于晶面导向剂油酸对其光催化还原Cr(VI)性能的影响尚未见报道.
　　本文采用液相法,首先合成了仅暴露Cu2O{100}晶面的立方体(Cub),进而通过控制晶面导向剂油酸的用量,制得仅外露Cu2O{111}晶面的八面体(OctO)和仅暴露Cu2O{110}晶面的十二面体(RhdO),继而再将OctO和RhdO在C3H6-O2等混合气中于215 oC处理30 min,通过此温和氧化除去表面油酸,获得了具有洁净表面的八面体(Oct)和十二面体(Rhd)的Cu2O.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对其物性特征进行了表征.在LED可见光辐照下,对比评价了具有不同晶面的Cu2O光催化还原Cr(VI)的性能,研究了暴露晶面及晶面导向剂油酸等对Cu2O光催化还原Cr(VI)的影响.
　　XRD研究表明,采用液相法及温和氧化处理可制得纯相的Cu2O,其XRD图中无Cu及CuO等杂峰出现. SEM观测结果表明,所得Cu2O样品形貌均一性较好,采用丙烯选择氧化去除表面油酸后, Cu2O的形貌无明显改变,仅其外表面略有粗化. FT-IR分析进一步说明,去除表面油酸后,其物相仍为Cu2O,没有出现CuO的红外特征吸收.
　　动力学研究结果显示, Cu2O光催化还原Cr(VI)具有准一级反应动力学特征,晶面导向剂油酸的存在能够在一定程度上减缓光腐蚀和酸腐蚀,有助于较长时间内保持Cu2O光催化还原活性,而对Cu2O光催化速率没有影响.以单位比表面积速率常数为比活性指标,不同晶面Cu2O光催化还原Cr(VI)的活性次序为{111}>{110}>{100}. Cu2O不同晶面的原子配位情况差异明显,且{100}晶面的表面能较低,由此可较好解释具有不同晶面Cu2O光催化还原Cr(VI)活性的不同.八面体Cu2O的{111}面上同时存在配位饱和与配位不饱和Cu,而菱形十二面体Cu2O的{110}面上只有配位饱和Cu,立方体Cu2O的{100}面上只有配位不饱和O.相对于Cu2O的{100}晶面,具有更高表面自由能的{111}和{110}晶面易于产生光生电子-空穴对,从而表现出较{100}晶面更高的光催化活性.而Cu2O{111}晶面表现出更高光催化活性的原因可能是： Cu2O{111}晶面上存在的不饱和Cu可作为活性位点,在某种程度上有利于光生电子-空穴对分离,减少光生电子-空穴对复合,从而提高光催化还原速率.     

Cu(I)-Ce(IV)-Y吸附剂的制备及其脱硫性能研究

采用液相离子交换Cu、Ce离子制备了Cu(I)-Y、Ce(IV)-Y和Cu(I)-Ce(IV)-Y吸附剂,利用XRD、BET等技术对吸附剂进行了表征。通过静态实验考察了制备条件对Cu(I)-Ce(IV)-Y吸附剂脱硫性能的影响,通过固定床实验研究了吸附剂的穿透硫容,同时,在含噻吩与苯并噻吩的正辛烷模拟油中,分别加入甲苯、环己烯、吡啶配成新的模拟油,探究了吸附剂的脱硫选择性。结果表明,离子交换时间48 h,焙烧温度550℃,Cu/Ce物质的量比1∶1下制备的Cu(I)-Ce(IV)-Y吸附剂具有适宜的脱硫活性。在含甲苯、环己烯模拟油中,Cu(I)-Ce(IV)-Y吸附剂具有最好的脱硫性能,相同浓度的甲苯、环己烯和吡啶对各吸附剂脱硫性能的影响顺序为吡啶环己烯甲苯。引入Cu+可改善吸附剂的脱硫活性,引入Ce4+可改善吸附剂对硫化物的选择性,Cu+和Ce4+的协同作用使Cu(I)-Ce(IV)-Y兼具有高的硫容和抗芳烃、烯烃能力。     

电解法制备纳米Cu2O及其光催化性能的研究

以紫铜板为阳极,钛网为阴极,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为添加剂,采用离子膜电解法制备纳米Cu2O晶须。由X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM和HRTEM)、比表面积(BET)等手段对产物进行了表征。结果表明,所制备的纳米Cu2O直径约10~30nm,长度约500nm,且Cu2O的生长趋势具有〈111〉面择优取向。还发现纳米Cu2O晶须的晶面上有许多孔洞,使所制备的Cu2O具有良好的光吸收能力和一定的光催化活性。此Cu2O样品降解有机染料活性艳红(X_3B)的光催化性能的结果表明,其在1h内降解活性艳红的效率达到96.4%。     

铜Ⅱ与α,β-不饱和酸根和安替比林三元配合物的合成、表征、晶体结构和磁性

合成了铜 与丙烯酸根和安替比林及铜 与α 甲基丙烯酸根和安替比林两种三元配合物 ,进行了元素分析、红外光谱、电子反射光谱、ESR谱和变温磁化率等研究 ,确定配合物的组成为Cu2 A4 (C11H12 N2 O) 2 ,其中A =CH2 =CH COO- 、CH2 =C(CH3) COO- ,C11H12 N2 O =安替比林。测定了Cu2 [CH2 =C(CH3) COO]4 (C11H12 N2 O) 2 的晶体结构。晶体属单斜晶系 ;P2 1/n群 ;晶胞参数 :a =1.2 0 2 6 4 (8)nm ,b =0 .876 0 4 (10 )nm ,c=1.882 4 6 (14)nm ,β =10 0 .80 2 (5)° ;Z =2 ;最终偏离因子R =0 .0 30 4。Cu 具有畸变的四角锥形配位环境 ,两个Cu 由四个α 甲基丙烯酸根桥联 ,在Cu 的端位各有一个安替比林分子以O原子配位。Cu Cu 间具有一对称中心 ,Cu Cu 间距离为 0 .2 6 6 15(3)nm。变温磁化率研究表明两种配合物中Cu Cu 间具有强烈的反铁磁性偶合作用     

不同晶面Cu_2O光催化还原Cr(VI)的性能（英文）

Cr(VI)具有高毒性和强诱变致癌性,且能稳定存在于自然界中,对人类和自然环境危害极大.而容易沉淀和吸附在固体上的Cr(III)毒性较小,约为Cr(VI)的千分之一.因此,将Cr(VI)还原为Cr(III)是处理含铬废水的有效途径.光催化还原是一种环境友好的新型技术,基于可见光的催化还原处理含Cr(VI)废水能够在常温常压下进行,具有经济、高效、清洁和无二次污染等特点而受到广泛关注.采用适宜的晶面生长控制剂,调变不同晶面的相对生长速率,可制得暴露不同晶面、具有多种形貌的Cu2O.将这些具有不同晶面的Cu2O用于光催化氧化降解有机污染物的研究表明,Cu2O的光催化氧化性能与其所暴露的晶面密切相关,其表面残留的用作晶面生长控制剂的表面活性剂对其催化性能有重要影响.相对而言,将Cu2O用于光催化还原Cr(VI)的研究较少,关于晶面导向剂油酸对其光催化还原Cr(VI)性能的影响尚未见报道.本文采用液相法,首先合成了仅暴露Cu2O{100}晶面的立方体(Cub),进而通过控制晶面导向剂油酸的用量,制得仅外露Cu2O{111}晶面的八面体(OctO)和仅暴露Cu2O{110}晶面的十二面体(Rhd O),继而再将OctO和Rhd O在C3H6-O2等混合气中于215o C处理30 min,通过此温和氧化除去表面油酸,获得了具有洁净表面的八面体(Oct)和十二面体(Rhd)的Cu2O.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对其物性特征进行了表征.在LED可见光辐照下,对比评价了具有不同晶面的Cu2O光催化还原Cr(VI)的性能,研究了暴露晶面及晶面导向剂油酸等对Cu2O光催化还原Cr(VI)的影响.XRD研究表明,采用液相法及温和氧化处理可制得纯相的Cu2O,其XRD图中无Cu及Cu O等杂峰出现.SEM观测结果表明,所得Cu2O样品形貌均一性较好,采用丙烯选择氧化去除表面油酸后,Cu2O的形貌无明显改变,仅其外表面略有粗化.FT-IR分析进一步说明,去除表面油酸后,其物相仍为Cu2O,没有出现CuO的红外特征吸收.动力学研究结果显示,Cu2O光催化还原Cr(VI)具有准一级反应动力学特征,晶面导向剂油酸的存在能够在一定程度上减缓光腐蚀和酸腐蚀,有助于较长时间内保持Cu2O光催化还原活性,而对Cu2O光催化速率没有影响.以单位比表面积速率常数为比活性指标,不同晶面Cu2O光催化还原Cr(VI)的活性次序为{111}{110}{100}.Cu2O不同晶面的原子配位情况差异明显,且{100}晶面的表面能较低,由此可较好解释具有不同晶面Cu2O光催化还原Cr(VI)活性的不同.八面体Cu2O的{111}面上同时存在配位饱和与配位不饱和Cu,而菱形十二面体Cu2O的{110}面上只有配位饱和Cu,立方体Cu2O的{100}面上只有配位不饱和O.相对于Cu2O的{100}晶面,具有更高表面自由能的{111}和{110}晶面易于产生光生电子-空穴对,从而表现出较{100}晶面更高的光催化活性.而Cu2O{111}晶面表现出更高光催化活性的原因可能是:Cu2O{111}晶面上存在的不饱和Cu可作为活性位点,在某种程度上有利于光生电子-空穴对分离,减少光生电子-空穴对复合,从而提高光催化还原速率.     

Cu-Co/SBA-15催化剂的结构特征及其催化甲苯燃烧性能

 以介孔 SBA-15 分子筛为载体, 用等体积共浸渍法制备了不同 Cu/Co 比和不同 Cu-Co 含量的 Cu-Co/SBA-15 催化剂, 采用 N2 吸附-脱附、高分辨透射电镜、X 射线衍射、X 射线光电子能谱和程序升温还原等手段对催化剂进行了表征, 并在微型固定床反应器上评价了催化剂催化甲苯燃烧性能. 结果表明, 所有催化剂仍具有 SBA-15 分子筛的介孔结构, Cu 含量较低时催化剂中存在 Cu-Co-O 固溶体, Cu 含量较高时会形成 CuO. 催化剂表面的 Co 对甲苯催化燃烧有重要的作用, 催化剂中的 Cu 可以降低 Co 的还原温度, 从而有利于催化剂活性的提高. 40%(Cu0.25Co0.75)/SBA-15 催化剂具有最高的活性, 在 285 oC 时可完全催化燃烧消除甲苯.     

高分子模板作用下的正八面体微/纳米Cu2O晶体制备

探讨了羟乙基纤维素、壳聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、不同分子晕的聚乙二醇等高分子模板,存水合肼还原法制备微/纳米Cu2O晶体中的应用特性.通过X射线衍射、扫描电镜等埘Cu2O晶体进行了表征.本工作制得了粒径在300～500 nm的正八体微/纳米Cu2O晶体.结果显示,化学沉积法制备微/纳米Cu2O时,宜选用易形成单个均一胶团、不易形成空间网络结构、具有良好空间位阻效应且分子量适中的高分子化合物作为模板.本工作获得的水合肼还原法制备Cu2O的最佳条件为:反应温度55℃,nOH-:nCu2+=2∶1.     

硒芳香杂环-铜配合物的固相合成与表征

硒是人体内唯一受基因调控的必需微量元素。硒杂环化合物是有机硒化合物中的一个大家族,它在新型功能材料、高效的分析试剂和新型药物等方面均具有巨大开发潜力[1-3]。Cu也是人体内必须的微量元素之一,且Cu属亲硫亲硒元素,在生物体内的代谢过程中Cu与S、Se将产生一系列复杂的相     

Cu－HMS分子筛的合成条件及其催化性能

 以十二胺（DDA）为模板剂，正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，在中性介质中于室温条件下合成了含Cu的中孔杂原子分子筛Cu－HMS．在85℃及常压下，以异丙苯氧化（O2为氧化剂）为探针反应考察了Cu源、Cu／Si摩尔比、DDA／TEOS摩尔比和晶化时间等合成条件对分子筛催化氧化性能的影响．实验结果发现，在Cu／Si摩尔比为0．02～0．03，DDA／TEOS摩尔比为0．1～0．3，晶化时间为1h以上，Cu源为Cu（NO3）2的条件下得到的Cu－HMS分子筛催化活性最高．用XRD，29SiMASNMR，FT－IR，低温N2吸附和原子发射光谱（ICP）等手段对催化活性最高的分子筛样品的结构及表面性质进行了表征，证明该分子筛具有典型的HMS结构，同时发现Cu元素已进入分子筛骨架结构．     

超细Cu-ZnO-ZrO2催化剂的制备及其催化CO2加氢合成甲醇的性能

 采用溶胶－凝胶法、共沉淀法和共沸蒸馏法制备了一系列不同粒度范围的超细Cu－ZnO－ZrO2催化剂,并应用BET,XRD,TEM和TPR等物理化学方法对催化剂的结构和物化性质进行了表征,同时考察了催化剂上CO2加氢合成甲醇的反应性能．结果表明,超细Cu－ZnO－ZrO2催化剂具有粒度小、颗粒分布均匀和稳定性好的特点,并发现超细Cu－ZnO－ZrO2催化剂比大颗粒的工业Cu－ZnO－Al2O3催化剂具有更高的催化活性,而且随着催化剂粒度的减小,甲醇合成活性进一步增大．研究还发现,ZrO2具有稳定反应活性中心的作用．     

Cu-Mg-Al类水滑石的制备及其对二苯醚合成的催化性能研究

采用水热-尿素水解法制备了系列含Cu的类水滑石化合物CuxMg3-xAl1-LDHs,并考察了这些催化剂对苯酚和碘苯合成二苯醚反应的催化性能。利用X射线粉末衍射(XRD)、差热热重(TG-DTA）、H2程序升温还原(H2-TPR)和扫描电镜(SEM)等方法对催化剂进行了表征。结果表明,Cu2 含量较低时,类水滑石催化剂具有较好的结晶度和热稳定性,随Cu2 含量的增加,层板间距加大,热稳定性也随之降低。催化活性测试结果表明,适量Cu2 的掺入可使催化剂的催化活性提高,其中催化剂Cu2Mg1Al1-LDHs具有较好的催化活性,在80℃条件下二苯醚收率达到55%。     

新型重金属离子捕集剂的合成及其对废水中铜离子的捕集作用

以活化硅胶为载体,γ-氯丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,由乙二胺和二硫化碳合成了新型的具有螫合功能的氨基硫代甲酸聚合物(EPCR).研究了EPCR用量、pH值、反应时间、温度等对乙二胺四乙酸(EDTA)配合Cu2+溶液中Cu2+去除率的影响,确定了最佳去除条件.结果表明,EPCR对Cu2+的最大吸附量为34.10mmol/g...     

槲皮素、山萘酚与Cu2+配位特性的计算化学解析

在分离介质中添加配位剂可提高分离效率。利用MVD2007软件中的Grid计算程序包,应用分子力场的计算模型模拟了Cu2+与处于 最低能量构象的山萘酚、槲皮素等黄酮类化合物的配位相互作用,得到了Cu2+与山萘酚、槲皮素等分子间的作用力场势能曲面和相对 结合能。通过对山萘酚、槲皮素与Cu2+相对结合能的比较,并与高效液相色谱实验结果进行对照分析,得到的研究结果为Cu2+与山萘酚 的配位结合要优于其与槲皮素的配位结合。模拟计算与实验结果具有很好的相关性。     

酸-碱交替沉淀法铜基甲醇合成催化剂的优化制备与表征

采用酸-碱交替沉淀法制备了Cu基甲醇合成催化剂放大样(500 g), 并用X射线衍射、低温N2吸附和扫描电子显微镜等对催化剂进行了表征,系统考察了制备条件(搅拌速度、溶液滴加速度、盐和碱溶液浓度等)对催化剂性能的影响. 结果表明,采用酸-碱交替沉淀法制备的Cu基甲醇合成催化剂中, Cu和Zn组分以无定形的CuO-ZnO固溶体存在,使得CuO和ZnO的晶粒减小,导致催化剂的晶粒度较小,粒径尺寸分布较均匀,结晶度相对较低,有利于提高催化剂的比表面积. 采用酸-碱交替沉淀法制备的Cu基甲醇合成催化剂具有较高的Cu分散度和较大的Cu比表面积. 在优化条件下制备的催化剂的活性和耐热性均比国内外工业催化剂高.     

基于层状氢氧化物衍生复合氧载体的生物质化学链气化实验研究

通过低饱和共沉淀法合成了类水滑石结构的层状氢氧化物(Layered Double Hydroxide,LDH)前驱体,经煅烧获得衍生Cu/Al/Zn、Cu/Al/Ni、Cu/Al/Ni/Zn高分散复合氧载体。采用XRD、XRF、H2-TPR、SEM及BET等分析手段对氧载体的结构及反应性能进行了表征,并通过固定床反应器开展了氧载体与生物质化学链气化实验。结果表明,合成的三种前驱体都具有典型的水滑石特征衍射峰,且层板稳定。Cu/Al/Zn前驱体层间厚度为0.264 2 nm,Ni2+引入后,层间距减小。前驱体煅烧后形成的复合氧载体中元素含量与制备试剂基本一致。氧载体中Zn、Ni元素的引入可提升Cu O的反应活性,降低H2还原的反应温度,Zn元素与Cu具有更好的协同作用。Cu/Al/Ni/Zn氧载体在固定床化学链气化中具有较好的碳转化率和气体产率,其碳转化率为82.03%。反应后氧载体比表面积为5.995 m2/g,具有较好的可再生性与抗烧结性,是生物质化学链气化反应较为理想的氧载体。     

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。     

预处理气氛对CuO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂表面性质及“NO+CO”反应性能的影响(英文)

用不同的预处理气氛制备了CeO2/γ-Al2O3载体以调节表面Ce的价态,并以Cu(CH3COO)2为前驱体制备了CuCeAl催化剂。XRD和H2-TPR的结果表明在还原气氛下处理的CeO2/γ-Al2O3载体具有更多的活性氧原子,因此相应的CuCeAl催化剂表面有更多分散态的Cu2+/Cu+物种。NO+CO反应的结果表明分散态的Cu2+/Cu+是NO转化的活性物质,而Cu0在低温下具有较好的N2选择性。因此,同时含有分散态Cu2+/Cu+和少量晶相Cu0的催化剂具有最好的催化性能。     

原子吸收法测定妇科恶性肿瘤组织中的铜和锌

探讨了用原于吸收法测定妇科恶性肿瘤组织中Cu、Zn的条件，并对样品处理和基体元素的干扰进行了研究，结果表明，本法具有灵敏度高、分析速度快和准确度高等优点。适用于妇科恶性肿瘤病因研究工作中肿瘤组织中Cu、Zn等元素的测定。