B-TS-1分子筛的合成及其催化氧化性能

通过将杂原子B引入钛硅-1（TS-1）分子筛对其进行改性,并研究其催化氧化性能。结果发现,B-TS-1明显延长了环己酮氨肟化反应运行寿命。结合氨肟化体系催化剂失活主要原因以及反应体系H₂O₂反应路径,分析表明,H₂O₂是控制TS-1/H₂O₂氨肟化体系副反应发生的关键,并且有机副产物是导致催化剂堵孔失活的重要原因。本文提出B-TS-1能有效控制体系H₂O₂残留,从而进一步抑制副反应发生与积碳生成以延长催化剂寿命。结合Al-TS-1的催化特性,发现同时引入适量B、Al的B/Al-TS-1具有进一步提高环己酮肟化反应稳定性的作用。     

SnCl4催化丙酮与过氧化氢反应制取大环过氧化物

H₂O₂与过渡金属构成的催化体系可选择性地氧化烃类化合物,如芳烃的羟基化和烯烃的环氧化等^[1～3],且H₂O₂在应用中无环境污染,是一种颇有前途的氧化剂.有关金属催化H₂O₂与酮类化合物反应的报道很少.     

工况表征方法揭示燃料电池催化层中过氧化氢浓度（英文）

在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中,阴极氧还原反应(ORR)所产生的副产物(H₂O₂及其衍生物种)会进攻催化剂,造成性能衰减.该进攻被认为是M/N/C(M=Fe,Co,Ni等)型非贵金属氧还原电催化剂性能衰减的主要原因.因此,M/N/C催化剂的H₂O₂耐受性以及相关的衰减机制值得深入研究.为了准确评估M/N/C催化剂的H2O2耐受性及研究相关衰减机制,前提条件是选取合适的H₂O₂浓度.但是,由于缺乏相应的燃料电池工况表征方法,因而无法得知催化层中H₂O₂的真实浓度.本文发展了一种在燃料电池运行过程中检测催化层中H₂O₂浓度的工况探针方法.采用Pt网作为电化学探针,一面用纤维膜覆盖,另一面贴合质子交换膜,通过热压方法制备膜电极,保证探针位于膜和阴极催化层之间.在燃料电池运行过程中,在Pt探针上施加一个高的氧化电位,氧化转移到探针电极上的H₂O     

氧化镧催化甲烷氧化偶联反应的晶粒尺寸效应的研究

采用水热合成法,制备了不同晶粒尺寸的La₂O₃催化剂。运用XRD、原位拉曼光谱、原位红外漫反射光谱、H₂-TPR和O₂-TPD等表征手段研究了不同晶粒尺寸La₂O₃催化剂的OCM反应性能和催化剂之间的构效关系。结果表明,La₂O₃催化剂的La-O键会随着温度的升高出现明显的伸长,从而影响La₂O₃对O₂的吸附和动态储存。当晶粒尺寸增大至57.4 nm时,La₂O₃催化剂的储氧能力开始下降,同时伴随着表面氧物种,特别是超氧物种在催化剂表面富集,导致CH₄和产物的过度氧化,降低OCM反应的选择性。晶粒尺寸为52.3 nm的L-La₂O₃催化剂在750℃时,表面氧物种含量适宜,储氧能力强。在CH₄/O₂...     

基于碳量子点过氧化物模拟酶的肌氨酸比色测定

以果皮为原料制备了水溶性碳量子点(CQDs), 透射电子显微镜分析表明其平均粒径为2.4 nm; 红外光谱分析证实CQDs表面富含含氧官能团. 所得CQDs可催化H₂O₂氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)生成蓝色氧化产物(ox-TMB). 基于上述反应, 建立了测定H₂O₂的分析方法, 在pH=3.5, 温度40 ℃, TMB浓度为1.0 mmol/L及孵育时间15 min的条件下, 当H₂O₂浓度在5.0~100 μmol/L范围时, ox-TMB的吸光度随H₂O₂浓度的升高而线 性增强, 方法的检出限为3.0 μmol/L. 鉴于H₂O₂是肌氨酸氧化酶催化肌氨酸氧化的产物之一, 建立了CQDs催化H₂O₂氧化TMB间接测定肌氨酸的分析方法. 结果表明, 当肌氨酸浓度在0.5~350 μmol/L范围内时, 吸光度 与其浓度呈良好的线性关系, 方法的检出限为0.3 μmol/L; 将该方法应用于人体尿样的测定, 回收率为94%~99%.     

双氧水对于单核铜分子筛催化甲烷直接氧化制甲醇反应性能的利弊（英文）

直接催化甲烷(CH₄)氧化转化制备甲醇(DMTM)是具有较高绿色化学原子经济性的反应过程,且可在常温下进行,是潜在的实现CH₄转化升级的重要过程.作为“圣杯反应”, DMTM性能通常显著受氧化剂影响,使用氧气(O₂)作为氧化剂一步实现DMTM仍然极具挑战性.至今,双氧水(H₂O₂)仍是被报道最多的具有较高CH₄转化速率和甲醇(CH₃OH)选择性的绿色氧化剂.为了深入理解氧化剂如何影响DMTM反应性能,本文基于密度泛函理论计算和微观动力学分析研究了在Cu-ZSM-5, Cu-MOR和Cu-SSZ-13三种具有不同微孔尺寸的单核铜分子筛上DMTM反应机理,以确定H₂O₂作为氧化剂在DMTM反应中的优势和局限性.通过理论计算对比在反应条件下O2和H₂O₂的O–O键活化以及CH₄的C–H键活化过程,发现在单核Cu分子筛中, H     

Pt/Al2O3催化剂用于丙烯选择性还原NO

分别采用浸渍法(IM)和溶胶-凝胶法(SG)制备了一系列不同铂负载量的催化剂,在固定床反应器上用C3H6作还原剂,测试了选择性还原NO_x的活性,结果发现,在IM法和SG法制备的催化剂中,活性组分铂最佳负载质量分数分别为0.5%和2%.针对两种催化剂,分别考察了氧浓度、丙烯浓度及反应气流量对选择性催化还原NO_x性能的影响,催化活性随丙烯浓度的增大而上升.2%Pt/Al₂O₃(SG)催化剂的抗SO₂性能好于0.5%Pt/Al₂O₃(IM)催化剂,H₂O的存在可明显拓宽活性温度范围,并向高温区间移动,在200～400℃范围内可有效净化NO_x.     

纳米SnO2高效催化烯烃与H2O2环氧化反应研究

构建了用于催化烯烃与过氧化氢环氧化反应的高效、 绿色催化反应体系. 首先, 通过水热合成法制备了纳米SnO₂, 并在320 ℃下煅烧. 随后, 对所有催化剂进行X射线衍射(XRD)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征. 进一步将催化剂用于以H₂O₂水溶液为氧化剂环氧化各种官能化烯烃(包括环烯烃, 苯乙烯和直链烯烃)的反应, 以高转化率和高选择性得到了环氧化物. 在相似的反应条件下, 发现合成的纳米SnO₂-170催化剂在催化1-甲基环己烯与H₂O₂的环氧化反应中的活性最佳, 在2 h内1-甲基环己烯的转化率达到100%, 环氧化物选择性达到100%.     

Pt/Al2O3和Pt/CeO2/Al2O3催化甲烷部分氧化制合成气反应

研究了Pt/Al₂O₃和Pt/CeO₂/Al₂O₃对甲烷部分氧化制合成气反应的催化活性,发现Pt/CeO₂/Al₂O₃显示了更高的甲烷转化率和合成气选择性.用H₂-TPR、H₂-TPD、SEM-EDX和XRD等技术对催化剂进行了表征.CeO₂和Pt相互作用促进Pt在催化剂表面的分散,抑制Pt在催化剂表面的迁移;降低了催化剂的燃烧活性,提高了催化剂的部分氧化活性和选择性,可避免因催化剂床层局部温度过高而导致催化剂活性下降或失活,提高了催化剂的稳定性.同时,CeO₂通过促进水汽变换反应使反应体系迅速达到平衡,提高了催化剂对H₂的选择性.     

过氧化氢调控藜芦醇介导木素过氧化物酶催化氧化邻苯三酚红研究

木素过氧化物酶(LiP)催化H₂O₂氧化邻苯三酚红(PR)反应的氧化产物受H₂O₂与PR的摩尔比控制, H₂O₂与PR的摩尔比不同, 所得降解产物不一样. 分析表明, H₂O₂在LiP催化氧化PR过程中的双重作用(即低浓度的H₂O₂是LiP的激活剂, 高浓度的H₂O₂是LiP的抑制剂)是导致上述现象的根本原因. 藜芦醇(VA)对LiP催化氧化PR的反应有促进作用, 尤其是当H₂O₂与PR的摩尔比较高时这种促进作用更为明显; 然而PR对LiP催化氧化VA的反应却有抑制作用. 后者可以用来解释为什么在用白腐菌降解染料时在培养液中常常检测不到LiP的藜芦醇活力. 分析表明, VA的存在不但促进了LiP酶中间体LiP(II)和/或LiP(III)向LiP的转化, 使LiP的催化循环加速, VA生成的VA^＋·也间接氧化了染料PR, 从而使PR的氧化速率提高.     

溶解有机质对光照自然水体生物膜体系中H2O2生成的影响

通过模拟实验研究了生物膜胞外聚合物(EPS)和乙二胺四乙酸(EDTA) 2种典型溶解有机质(DOM)成分对自然水体生物膜体系中过氧化氢(H₂O₂)生成特征的影响, 并研究了体系初始pH值、 DOM浓度、 溶解氧(DO)等因素的影响. 结果表明, DOM的存在对自然水体生物膜体系中H₂O₂的生成有明显影响. 光照能促使EPS产生H₂O₂, 而EPS的存在对生物膜产生H₂O₂的直接影响不显著, EPS与生物膜共存体系中的H₂O₂由二者共同产生; EDTA本身不产生H₂O₂, 且对H₂O₂分解影响很小, 但会显著抑制生物膜产生H₂O₂, 且浓度越高抑制作用越明显. 体系pH值、 DOM浓度和DO均能不同程度影响EPS产生H₂O₂及EDTA抑制生物膜产生H₂O₂的作用.     

GOx@Fe3O4-HNTs微囊反应器的构筑及多酶级联催化性能

细胞内或细胞间的微空间使得生物体内的各种酶促反应能够高效有序地进行.基于此,本文结合天然酶-纳米酶二者的优势,构筑了一种模拟体内酶促级联反应的微囊反应器.首先,以天然硅铝酸盐矿物埃洛石纳米管(HNTs)为载体,在其表面原位生成具有类辣根过氧化物酶活性的四氧化三铁(Fe₃O₄);随后,将其作为囊壁材料封装天然葡萄糖氧化酶(GOx),构筑GOx@Fe₃O₄-HNTs微囊反应器.当向体系中加入葡萄糖时,微囊反应器内的GOx先将葡萄糖转化为葡萄糖酸和过氧化氢(H₂O₂),之后H₂O₂继续被囊壁中的Fe₃O₄催化转化为羟基自由基,触发底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)显色.其中,Fe₃O₄-HNTs作为囊壁材料不仅使囊内GOx免受外界环境干扰,还可与GOx构建级联催化反应体系,这种酶-纳米酶微囊化级联体系具有比天然酶系统更优...     

过渡金属盐及络合物在乙苯液相氧化中的催化作用

有机化合物中的C-H键选择性官能团化是有机合成中具有挑战性的课题之一。在不同的氧源(如H₂O₂、NaOCl、TBHP、RCOOOH、O₂等)作用下,许多过渡金属络合物可以选择性氧化有机物[1]。显然,由于分子氧廉价易得并且在氧化过程中对环境没有污染,所以分子氧是氧化反应的最理想的氧源。由于分子氧较难活化以及选择性方面的原因,在温和条件下过渡金属催化的分子氧选择性氧化过程受到了广泛的关注[2]。有关乙苯的液相催化氧化已有一些报道,比较有代表性的有以[W₁₀O₃₂]^4-和 CoC₁₂·6H₂O为催化剂的光催化氧化过程[3,4]、负载型的Ru络合物催化剂[5]以及在己醛存在下以Fe盐或Ru盐为催化剂的氧化过程[6]。本文在温和条件下(常压、110℃), 考察了不同过渡金属盐及络合物在乙苯液相氧化中的催化作用,着重考察了催化反应机理。     

具有过氧化物酶活性的Imm-Fe3+-IL的制备及用于比色法测定H2O2和葡萄糖

通过溶胶-凝胶法制备的Imm-Fe³⁺-IL纳米材料具有类过氧化物酶的活性,能够催化过氧化氢(H₂O₂)快速氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)产生相应的颜色变化。 稳态动力学分析表明,Imm-Fe³⁺-IL纳米材料遵循典型的Michaelis-Menten模型和乒乓机理。 辣根过氧化物酶(HRP)相比,Imm-Fe³⁺-IL纳米材料纳米材料具有更强的亲和性。 联合葡萄糖氧化酶建立了H₂O₂和葡萄糖的比色检测方法。 结果显示:H₂O₂和葡萄糖的浓度与反应体系的吸光度呈良好的线性关系,H₂O₂的线性范围为1~200 μmol/L,葡萄糖的线性范围为10~200 μmol/L,最低检出限(LOD)分别为0.35和3.31 μmol/L。     

基于二硫化钼纳米片类过氧化物酶活性比色法测定尿酸

采用一步水热法制备具有类过氧化物酶活性的MoS₂纳米片,并基于MoS₂纳米片可催化H₂O₂氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)生成蓝色氧化产物(ox-TMB)的原理,建立了测定H₂O₂浓度的分析方法。在pH 3.7、温度35℃、MoS₂浓度1.0μg/mL及孵育时间40 min的条件下, ox-TMB的吸光度随H₂O₂浓度的升高而增大。基于H₂O₂是尿酸氧化酶催化尿酸氧化的产物之一,建立了MoS₂纳米片催化H₂O₂氧化TMB间接测定尿酸的分析方法。在2.5～40μmol/L和40～100μmol/L范围内,检测体系的吸光度与尿酸浓度呈良好的分段线性关系,方法在低浓度区间的检出限为0.093μmol/L,应用于血清和尿样中尿酸的测定,回收率为92.6%～102.0%。     

还原氧化石墨烯修饰泡沫镍原位负载MnO2对H2O2电还原反应催化性能的研究

采用两步易操作的水热法制备了还原氧化石墨烯（rGO）修饰泡沫镍（Ni foam）基体原位负载MnO₂纳米片（MnO₂/rGO@Ni foam）催化剂电极.通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对电极的微观形貌和组成进行了表征.利用循环伏安法和计时电流法对电极对H₂O₂电还原反应的催化性能进行了系统的测试.根据测试结果得知,电极在3 mol/L NaOH和1 mol/L H₂O₂溶液中表现出最佳的催化性能.在该溶液中,当电位为－0.8V时,H₂O₂电还原反应的电流密度可以达到240 mA/cm²,高于同等条件下MnO₂直接生长在Ni foam上的电流密度180mA/cm².通过不同温度下的极化曲线计算出了在该电极上H₂O₂电还原反应所需的活化能大小为21.53 kJ/mol,明显低于文献中报道的数值.对比实验结果表明rGO的加入显著地改善了MnO₂催化剂的催化性能与稳定性.     

借助手持技术探究外界条件对三价铁离子催化过氧化氢分解的影响*

针对FeCl₃溶液催化分解 H₂O₂实验中出现的异常现象,借助手持技术并运用控制变量方法分别探究了反应物及催化剂浓度、溶液pH、Cl^-效应等因素对Fe³⁺催化H₂O₂分解速率的影响,探寻FeCl₃溶液催化分解 H₂O₂溶液的最佳实验条件。     

沉积于含硼金属有机框架的Pt(Ⅱ)通过抑制分解来增强光催化H2O2的产生(英文)

H₂O₂作为一种重要的化工资源越来越受到关注,它不仅是环境友好的氧化剂,而且是很有应用前景的新型液体燃料.目前生产H₂O₂主要采用蒽醌法,该方法存在能耗高、副产物有毒等缺点.光催化合成H₂O₂因对环境友好而受到广泛关注,该合成反应中同时发生H₂O₂的生成和分解.目前光催化合成H₂O₂相关研究主要集中在H₂O₂的生成,而有关H₂O₂分解的研究较少.研究发现Pt作为助催化剂在提高光催化活性方面发挥着重要作用,但Pt价态对光催化活性的影响,特别是对H₂O₂的生成和分解的影响,尚未进行详细研究.本文将不同价态的Pt沉积在含硼金属有机骨架(UiO-67-B)上,详细研究了Pt(0),Pt(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)在光催化产H₂O     

光照下自然水体生物膜产生H2O2及其对十二烷基苯磺酸钠降解的影响

通过模拟实验研究了不同活性的自然水体生物膜在光照条件下生成过氧化氢(H₂O₂)的反应. 并研究了光照对自然水体生物膜体系中十二烷基苯磺酸钠(SDBS)降解的影响, 结合无生物膜H₂O₂溶液中SDBS的降解实验, 验证了H₂O₂对SDBS降解的作用. 结果表明, 具有生物活性的生物膜可以生成H₂O₂, 而无活性和光合作用受到抑制的生物膜则不能生成H₂O₂; 光照条件下, 生物膜体系中SDBS的降解量明显高于无光照条件下的; 光照和Fe²⁺对H₂O₂降解SDBS有促进作用.     

活性炭催化过氧化物高级氧化技术降解水中有机污染物*

活性炭（AC）能够催化过氧化氢(H₂O₂）释放出强氧化性的羟基自由基•OH。过二硫酸盐（PS）与H₂O₂结构上相似,因此PS也有可能被AC催化产生强氧化性的硫酸根自由基SO4−•。AC催化无机过氧化物（H₂O₂或PS）将发展成为一类新型高级氧化技术。AC催化H₂O₂联合体系包括AC/H2O2,AC/Fenton,AC/H₂O₂/紫外光,,AC/H₂O₂/微波,AC/湿式H₂O₂氧化;AC催化AC/PS联合体系包括 AC/PS,AC/PS/金属离子, AC/PS/ 微波。AC过氧化联合体均可高效降解水中有机污染物。本文在首次综述AC/过氧化物联合体系处理有机污染物研究现状的基础上,分析了AC和过氧化物的相互作用,并对该类高级氧化技术的发展前景进行了展望。