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《催化学报》2017,(4)
合成了纳米尺度氧化石墨烯(NGO)层,用作碳催化剂高效催化苄醇与芳香醛的氧化反应.对于醇氧化反应,当80℃时H_2O_2存在下,NGOs(20 wt%)可高效催化醇选择性生成醛,其反应速率和产率取决于醇上取代基的性质.对于4-硝基苄醇,反应24 h后,只有10%可转换为相应羧酸.相反,4-甲氧基苄醇和二苯基甲醇分别反应仅9和3h则可完全转化为对应的羧酸和酮.NGO碳催化剂上芳香醛氧化速率高于醇氧化速率.对于所有的醛,采用7 wt%NGO作催化剂,在70℃反应2-3h后,就可完全转化为相应羧酸.我们讨论了NGO催化剂结构对苄醇和芳香醛氧化反应影响的可能机理. 相似文献
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综述了用于燃料电池中氧还原反应(ORR)的石墨烯衍生物负载的各种纳米催化剂的最新进展。介绍了用于表征石墨烯基电催化剂的常规电化学技术以及石墨烯基电催化剂最新的研究进展。负载于还原氧化石墨烯(RGO)上的Pt催化剂的电化学活性和稳定性均得到显著提高。其它贵金属催化剂,如Pd, Au和Ag也表现出较高的催化活性。当以RGO或少层石墨烯为载体时, Pd催化剂的稳定性提高。讨论了氧化石墨烯负载Au或Ag催化剂的合成方法。另外,以N4螯合络合物形式存在的非贵过渡金属可降低氧的电化学性能。 Fe和Co是可替代的廉价ORR催化剂。在大多数情况下,这些催化剂稳定性和耐受性的问题均可得到解决,但其整体性能还很难超越Pt/C催化剂。 相似文献
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SnO2是一种具有丰富表面缺位氧的n型半导体,其晶格氧亦可还原.另外其熔点高达1630oC,具有较高的热稳定性能.在过去的几十年中, SnO2主要用作气敏材料.而其作为催化材料的性能,特别是用于大气污染治理则鲜见报道.在过去的几年中,本课题组系统研究了SnO2的催化化学,发现利用传统共沉淀法制备的SnO2纳米粉末,在焙烧温度高于500 oC时,其比表面积通常低于20 m2/g,因而限制了其氧化活性.在SnO2晶格中掺杂Fe、Cr、Mn、Ce和Ta等形成固溶体可有效提高其比表面积并产生更多的活性氧物种,因而其对CO和CH4的氧化活性及稳定性大幅度提高.本课题组近期研究结果表明,采用熔盐法制备的高纯SnO2纳米棒单晶比SnO2纳米颗粒和纳米微球等具有更优异的CO氧化活性,260 oC即可完全氧化CO.且在240–260 oC狭窄温度区间发生转化率突跃,表现出类似贵金属的催化行为.值得指出的是, SnO2纳米棒的比表面积(1 m2/g)远低于其他几种形貌的材料,且无活泼氧存在.但研究表明SnO2纳米棒具有优先暴露的(110)活泼晶面,是导致其活性优良的主要原因.另外,我们采用简单共沉淀法成功制备了高比表面介孔Cu-Sn复合氧化物纳米片(196 m2/g),其在140 oC即可将CO完全氧化,且具有优良的抗水失活性能.因此, SnO2的形貌是影响其催化活性的主要因素之一,但迄今未见较系统深入的研究.在上述工作基础上,本文通过水热法,不添加任何有机模板剂,成功制备了厚度约10 nm的介孔SnO2纳米片和纳米棒及纳米颗粒混合物样品;采用常规共沉淀法制备了SnO2纳米颗粒.并将以上三种不同形貌的SnO2纳米材料用于CO氧化.利用SEM、XRD、N2吸附-脱附、H2-TPR和XPS探讨了不同形貌SnO2催化剂的体相结构和表面性质及其对催化性能的影响.与SnO2纳米颗粒相比,介孔SnO2纳米片具有高的比表面积、孔体积及更活泼的氧中心,因此后者CO氧化活性远高于前者.在空速18000 mL/(g·h)时, SnO2纳米片在260 oC即可完全氧化CO.而SnO2纳米颗粒的CO完全氧化温度高于360 oC. SnO2纳米棒和纳米颗粒的混合样品虽然其比表面积和孔体积及表面活性氧的活性仅略高于SnO2纳米颗粒,但XRD定量结果表明,其具有更多的暴露(110)活泼晶面,因而活性也高于SnO2纳米颗粒. SnO2纳米片催化剂的寿命及抗水性能测试结果表明,该催化剂具有良好的稳定性,且水蒸气仅对其活性产生可恢复的影响.进一步优化其性能, SnO2纳米片有可能用于实际汽车尾气状况下的CO催化清除. 相似文献
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还原态氧化石墨烯载Pd纳米催化剂对甲酸氧化的电催化性能 总被引:1,自引:0,他引:1
采用改进的Hummers法氧化石墨后,对其超声剥离成氧化石墨烯水溶液,继之通过乙二醇还原Pd金属离子和氧化石墨烯,得到了还原态氧化石墨烯(RGO)负载Pd纳米催化剂,并用于甲酸的电催化氧化.透射电子显微镜和X射线衍射结果显示:负载于RGO上的Pd粒子平均粒径为3.8nm,其优先在RGO的褶皱和边缘处生长.电化学测试表明:RGO上残存的含氧基团降低了Pd催化剂受CO毒化的程度,Pd/RGO催化剂表现出了较商业化Pd/C更高的电催化活性和更好的稳定性. 相似文献
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高性能低成本的担载型铂基催化剂是直接甲醇燃料电池(DMFC)实用化过程中的一大挑战.利用高比表面积、高稳定性、容易负载金属的载体实现 Pt颗粒的高度分散,既可提高催化剂的催化性能,又可提高 Pt的利用率以降低成本,是担载型 Pt基催化剂实用化的有效途径.碳材料是一种常用的催化剂载体,近年来我们课题组发展了一种高性能的碳纳米笼材料,并可通过异原子掺杂调变其表面性能,提高其活性和负载能力.我们采用原位氧化镁模板法制备氮掺杂碳纳米笼:以具有多级结构的碱式碳酸镁作为氧化镁模板的前体,吡啶为碳源和氮源,经高温热解沉积,在原位形成的氧化镁模板表面形成氮掺杂的石墨化碳纳米薄层;经稀盐酸浸泡并洗涤,获得高纯度的氮掺杂碳纳米笼.氮掺杂碳纳米笼具有分等级的微纳米结构、高导电性、高比表面积和可调变的孔结构,结合表面氮原子的锚钉作用,氮掺杂碳纳米笼有望成为电化学催化剂 Pt的优良载体.
在前期研究基础上,本文探索多级结构氮掺杂碳纳米笼(hNCNC)作为新型载体负载 Pt的能力,并评价所构建的负载型催化剂 Pt/hNCNC的电催化性能.通过简便的微波辅助多元醇还原法,将氯铂酸还原成 Pt纳米粒子负载于 hNCNC的表面.为了揭示氮掺杂的效应,我们对比研究了具有相似分级结构但无掺杂的碳纳米笼(hCNC)以及商业化活性炭(Val-can XC-72)作为载体的情况.经热重(TG)和 X射线光电子能谱(XPS)分析,三种催化剂 Pt/hNCNC、Pt/hCNC和 Pt/XC-72的负载量均接近理论负载量(23.1 wt%),都主要以金属态存在.然而,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果表明, Pt/hNCNC的 Pt分散状态优于 Pt/hCNC,更远优于 Pt/XC-72. Pt/hNCNC的平均 Pt粒径最小,仅约3.3 nm.这种良好的分散状态主要得益于氮原子掺杂,高负电性的氮原子改变了局域的表面极性,有利于 Pt颗粒的成核,也有利于固定 Pt颗粒.
由于 hNCNC对 Pt的优异分散能力, Pt/hNCNC表现出高的电化学活性面积.氢吸附和一氧化碳溶出伏安曲线表明, Pt/hNCNC的电化学活性面积高于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72,这与显微观察和 X射线衍射(XRD)结果相吻合. Pt/hNCNC展现出优异的甲醇电催化氧化活性和高稳定性,其催化电流明显高于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72,电流衰减亦慢于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72. hNCNC的分级微纳米结构有利于孔内传质和电子输运,从而提高反应速度. hNCNC的氮掺杂有利于 Pt在载体表面的分散,增强了载体-金属相互作用,提高了电化学活性面积和催化活性.为了进一步考察 hNCNC对 Pt的负载能力,本文还考察了高负载量 Pt/hNCNC的性能.在负载量高达60 wt%时, Pt/hNCNC中的 Pt颗粒仍无明显聚集,其甲醇氧化电流增加了30%,可以有效提高 DMFC的输出电流密度.
综上可见, hNCNC可以有效分散并稳定 Pt颗粒,从而提高电化学活性面积和甲醇电催化氧化活性,优于未掺杂的碳纳米笼和传统碳材料,展示了 hNCNC高分散 Pt颗粒用作 DMFC的高效阳极催化剂的重要前景,也表明 hNCNC有望成为应用广泛的新型载体. 相似文献
在前期研究基础上,本文探索多级结构氮掺杂碳纳米笼(hNCNC)作为新型载体负载 Pt的能力,并评价所构建的负载型催化剂 Pt/hNCNC的电催化性能.通过简便的微波辅助多元醇还原法,将氯铂酸还原成 Pt纳米粒子负载于 hNCNC的表面.为了揭示氮掺杂的效应,我们对比研究了具有相似分级结构但无掺杂的碳纳米笼(hCNC)以及商业化活性炭(Val-can XC-72)作为载体的情况.经热重(TG)和 X射线光电子能谱(XPS)分析,三种催化剂 Pt/hNCNC、Pt/hCNC和 Pt/XC-72的负载量均接近理论负载量(23.1 wt%),都主要以金属态存在.然而,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果表明, Pt/hNCNC的 Pt分散状态优于 Pt/hCNC,更远优于 Pt/XC-72. Pt/hNCNC的平均 Pt粒径最小,仅约3.3 nm.这种良好的分散状态主要得益于氮原子掺杂,高负电性的氮原子改变了局域的表面极性,有利于 Pt颗粒的成核,也有利于固定 Pt颗粒.
由于 hNCNC对 Pt的优异分散能力, Pt/hNCNC表现出高的电化学活性面积.氢吸附和一氧化碳溶出伏安曲线表明, Pt/hNCNC的电化学活性面积高于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72,这与显微观察和 X射线衍射(XRD)结果相吻合. Pt/hNCNC展现出优异的甲醇电催化氧化活性和高稳定性,其催化电流明显高于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72,电流衰减亦慢于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72. hNCNC的分级微纳米结构有利于孔内传质和电子输运,从而提高反应速度. hNCNC的氮掺杂有利于 Pt在载体表面的分散,增强了载体-金属相互作用,提高了电化学活性面积和催化活性.为了进一步考察 hNCNC对 Pt的负载能力,本文还考察了高负载量 Pt/hNCNC的性能.在负载量高达60 wt%时, Pt/hNCNC中的 Pt颗粒仍无明显聚集,其甲醇氧化电流增加了30%,可以有效提高 DMFC的输出电流密度.
综上可见, hNCNC可以有效分散并稳定 Pt颗粒,从而提高电化学活性面积和甲醇电催化氧化活性,优于未掺杂的碳纳米笼和传统碳材料,展示了 hNCNC高分散 Pt颗粒用作 DMFC的高效阳极催化剂的重要前景,也表明 hNCNC有望成为应用广泛的新型载体. 相似文献
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摘要用混合的浓硝酸和浓硫酸在不同温度下氧化处理催化生长的碳纳米纤维. 利用X射线衍射、 N2物理吸附、 FTIR和离子交换研究了氧化处理对碳纳米纤维织构性质和表面含氧基团生成的影响. 采用等体积浸渍法制备碳纳米纤维负载Pd-Pt催化剂, 并利用高分辨电镜和脉冲H2化学吸附对Pd-Pt金属颗粒的分散状况进行了研究. 结果表明, 经过氧化处理的碳纳米纤维表面生成了含氧基团, 生成量随着处理温度的升高而升高, 负载的Pd-Pt催化剂的分散程度也随着表面含氧基团浓度的增大而提高, 同时对后者的作用机理进行了讨论. 相似文献
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We describe an efficient synthesis of an ionic liquid-supported TEMPO which was used for the oxidation of alcohols to aldehydes and ketones. The predictable solubility of ionic liquids allows an easy separation of the oxidation products from reagents. Furthermore, the oxidation can be carried out using an ionic liquid as the solvent instead of dichloromethane; and the IL-supported TEMPO can be recycled and used several times without the loss of efficiency. 相似文献
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Kuniaki Marui Yuuki Higashiura Shintaro Kodama Suguru Hashidate Akihiro Nomoto Shigenobu Yano Michio Ueshima Akiya Ogawa 《Tetrahedron》2014
The oxidation of alcohols using catalytic amounts of metal complexes is highly attractive from the viewpoint of green chemistry principles. However, examples of metal complex-catalyzed oxidations of alcohols with O2 using water as the solvent are still rare, and precious metals, high-pressure O2 or air, and a stoichiometric amount of base are often required. In this study, it was found that an oxovanadium-4,4′-t-Bubpy (4,4′-di-tert-butyl-2,2′-bipyridyl) complex exhibited high catalytic activity in the oxidation of benzhydrols under an atmosphere of O2 in water as the sole solvent. Interestingly, this catalytic oxidation method could be applied to the gram-scale aerobic oxidation of alcohols in water under the atmosphere. 相似文献
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Raju S. Thombal 《Journal of carbohydrate chemistry》2016,35(1):57-68
Heterogeneous sulfonated graphene oxide for the first time has been used as a green and efficient catalyst for atom-economic glycosylation of unprotected, unactivated glycosyl donors or 2,3,4,6-tetra-O-acetylglycosyltrichloroacetimidate with various acceptors basically in the absence of solvent. The unprotected, unactivated glycosyl donors afforded mixtures of α- and β-glycosides, while the 2,3,4,6-tetra-O-acetylglycosyltrichloroacetimidate afforded β-glycosylated products with high yields and selectivity. The main advantages of this methodology are easy catalyst preparation, no need for dry reagents and reaction conditions, easy catalyst separation and recycling, and high product yields. 相似文献
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硼掺杂还原态氧化石墨烯催化剂的制备及其蒽催化加氢性能的研究 《燃料化学学报》2003,48(8):1004-1014
制备了一系列硼掺杂的还原氧化态石墨烯催化剂并应用于蒽加氢反应。结果表明,随着催化剂处理温度的升高,催化剂中有序碳结构会发生变化,硼会取代材料骨架中的碳,进而影响蒽和氢气的吸附活化。经硼改性后,催化剂对蒽加氢反应表现出了很高的加氢活性,蒽的最高转化率可达97%,深度加氢产物八氢蒽的最高选择性可达19%。 相似文献
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Ankush V. Biradar 《Tetrahedron letters》2009,50(24):2885-67
Selective oxidation of various aromatic alcohols to aldehydes has been carried out with very high conversion (90%) and selectivity (90%) for aldehydes using cyclopentadienyl molybdenum acetylide complex, CpMo(CO)3(CCPh) (1) as catalyst and hydrogen peroxide as environmentally benign oxidant. Water-soluble Mo acetylide oxo-peroxo species is formed in situ after reaction of 1 with aqueous hydrogen peroxide during the course of reaction as catalytically active species. Interestingly even though the catalyst is homogeneous it could be recycled very easily by separating the products in organic phase and catalyst in aqueous phase using separating funnel. Even after five recycles no appreciable loss in alcohol conversion and aldehyde selectivity was observed. 相似文献
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Reduced graphene oxide served as a reusable and efficient carbocatalyst for aerobic oxidative dehydrogenation of hydrazo compounds. Azo compounds were obtained in high yields under mild reaction conditions. 相似文献
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Fariba Saadati Babak Kaboudin Rana Hasanloei Zeinab Namazifar Xavier Marset Gabriela Guillena 《应用有机金属化学》2020,34(10):e5838
The easy synthesis of graphene oxide (GO)-supported manganese dioxide (MnO2) nanoparticles as a stable heterogeneous nanocatalyst (MnO2@GO) is described. This catalyst was investigated in the synthesis of 1,2,4-oxadiazoles from amidoximes and aldehydes via a cyclization and oxidation process. The nanocomposite was prepared and characterized using various techniques. The catalytic application of the nanocomposite was examined in the reaction of a variety of aldehydes with aliphatic and aromatic amidoximes. The stable and robust catalyst was recycled for seven consecutive runs without a significant decrease in the catalytic activity. 相似文献
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Graphite oxide (GO) was used as an effective oxidizing agent for the synthesis of aldehydes and ketones from various alcohols under ultrasonic irradiation. Under optimized conditions, quantitative yields of the products were obtained. Compared to other reagents used for the same chemical transformation, GO displays several advantages, including low cost, ease of synthesis, and high stability to ambient conditions. 相似文献
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Thasan Raju Sankar Manivasagan Balachandran Revathy Kumarasamy Kulangiappar Arunachalam Muthukumaran 《Tetrahedron letters》2007,48(21):3681-3684
Electrochemical oxidation of benzylic and substituted benzylic alcohols by two-phase electrolysis yields the corresponding aldehydes as products. The reaction was carried out in a single compartment cell with platinum electrodes at room temperature in chloroform using an aqueous sodium bromide solution (25%) containing a catalytic amount of HBr. The two-phase electrolysis resulted in high yields (74-96%) of benzaldehyde from primary alcohols and secondary alcohols were oxidized to the corresponding ketone but only in low yields under these conditions. 相似文献
20.
《Journal of Coordination Chemistry》2012,65(9):1466-1479
AbstractIn this research, oxidation of various sulfides with urea hydrogen peroxide (UHP) in the presence of manganese porphyrin grafted onto graphene oxide ([Mn(THPP)OAc@GO]) in ethanol was studied. The heterogenized catalyst was characterized by powder X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier-transform infrared (FT-IR), and UV–Vis spectroscopy. The amount of Mn-porphyrin loaded on the GO nano-sheets was determined by atomic absorption spectroscopy (AAS) and the thermal stability of the heterogenized catalyst was investigated by thermo-gravimetric analysis (TGA). [Mn(THPP)OAc@GO] was applied for the green oxidation of different sulfides and the solid catalyst can be simply reused several times without losing its catalytic efficiency. 相似文献