金单原子催化剂上一氧化碳低温氧化

CO低温氧化对于基础研究和实际应用均具有重要意义.自上世纪八十年代日本的 Haruta教授发现氧化物负载金催化剂对 CO氧化的超高活性以来,负载金催化剂受到了广泛关注与深入研究,被认为是目前活性最高的 CO氧化催化剂.在诸多影响 CO氧化活性的因素中,纳米金的粒子尺寸是最重要因素之一.目前主流观点认为对于 CO氧化,纳米金有一个最优尺寸范围,在0.5–5 nm,而 Au原子/离子(Au3+, Au+)的活性则低一到两个数量级.因此,一般认为负载金单原子催
　　化剂对于 CO氧化反应的活性要比金纳米粒子和团簇低很多.然而,最近几年的理论与实验研究均表明,金单原子负载于合适的载体上可以显示出与金纳米粒子和团簇相当的活性.本文对这些新进展进行综述,阐述金单原子催化剂对 CO氧化的独特反应性能. Gates教授研究组进行了大量关于正价金对 CO氧化影响的研究,其中包括孤立的金原子(Au+).他们的研究发现, CO氧化活性随价态降低而降低,表明正价金对 CO氧化至关重要.此外,他们的研究也表明,孤立金原子对 CO氧化的活性(TOF)比金纳米粒子低一到两个数量级.然而,在他们的研究中,有几个因素可能导致催化剂的低活性.首先,他们一般采用非或弱还原性的载体.而载体的还原性对金催化剂上 CO氧化活性影响非常巨大.另外,他们所用的金原子前驱体为配合物,在催化剂制备与反应过程中配体并没有去除,可能也是导致催化剂活性低的原因之一.与此相反,张涛课题组近期采用氯金酸为前驱体,通过简单的吸附浸渍法制备了一系列负载金单原子催化剂.同时用相同的载体制备了负载金纳米粒子催化剂进行对比,可以排除载体等其它影响因素.对比结果显示,单原子催化剂均显示出与纳米粒子相当的 TOF(单位表面 Au原子)和更高的反应速率(单位重量金).首先制备了氧化铁负载金单原子催化剂,该催化剂在室温即展现出可观活性, TOF值与2–3 nm金粒子 TOF值相当(~0.5 s–1).更有趣也更重要的是,该催化剂在高温(200oC以上)展现出非常高的反应稳定性,在200oC反应100 h无失活.在300和400oC反应50 h也无失活发生,为开发高温稳定的金催化剂提供了新途径.其次制备了氧化钴负载金单原子催化剂,该催化剂以0.05%金负载量即可实现室温全转化,其 TOF值高达1.4 s–1.然而该催化剂在达到高活性之前必须首先在反应气氛中进行高温处理,这限制了其实用性.此外,催化剂需经反应气氛活化的原因尚待进一步研究.随之又制备了氧化铈负载金单原子催化剂,对富氢条件下 CO选择氧化不仅具有高活性,而且具有极高的 CO选择性.进一步研究结合理论计算表明,高选择性来自氧化铈负载的金单原子不能解离活化氢,对于氢气氧化活性极低,从而导致 CO氧化的高选择性.理论研究方面也有进展. Camellone等计算发现金原子可以取代 CeO2(111)面上的 Ce原子形成 Au+并促进 CO氧化.然而该金原子会扩散至氧空位形成带负电荷的 Auδ-,阻止 CO和 O2吸附,因而使催化剂失活.李隽课题组利用从头算分子动力学模拟首次发现氧化铈和氧化钛负载的 Au纳米粒子在 CO氧化过程中可以形成单原子的现象,并将之称为动态单原子催化剂. Yang等则计算了二维材料 BN负载 Au单原子催化 CO氧化并发现反应优先通过三原子 E-R机理进行.     

新型3-氧-3-芳基-2-芳基腙-丙腈衍生物的合成及其抗癌活性

以取代苯甲酸、乙腈和取代苯胺为原料,经4步反应合成了31个3-氧-3-芳基-2-芳基腙-丙腈衍生物(5a~5z和5Ⅰ~5Ⅴ),其中5a~5z为新化合物,其结构经1H NMR,13C NMR和MS表征。以STAT3抑制剂姜黄素和Stattic为对照,测试了5对人肝癌细胞、人前列腺癌细胞、人乳腺癌细胞(三株STAT3相关细胞)及小鼠胚胎细胞(STAT3低表达细胞)的抑制活性。结果表明:3-氧-3-(4'-氯苯基)-2-(4″-乙酰苯腙)-丙腈(5e)对受试细胞均有较好的抑制活性,IC50分别为6.01μmol·L-1,7.10μmol·L-1,9.00μmol·L-1和9.89μmol·L-1。     

化学师范生对“课堂体态语”认识的调查与思考

旨在为改善化学师范生对课堂体态语认识提供参考的调查显示:多数师范生对体态语的作用与用法有正确的认识,但不清楚对"手势"、"表情"的规范使用;不少师范生不懂得教师的衣着服饰也属于课堂体态语。原因是领导与教师缺少对体态语的重视,学生学习与训练机会少。教学学院应对体态语教学有要求、有安排,教育学或化学教学论教师应组织有关体态语教材,在课堂上引领学生学习与训练。     

载体焙烧温度对Ru/MgAl2O4催化剂液相苯部分加氢性能的影响

采用水热合成法制备了镁铝尖晶石(MgAl2O4)材料,制备了其负载的Ru催化剂,研究了MgAl2O4焙烧温度对Ru/MgAl2O4催化剂上液相苯部分加氢催化性能的影响.采用X射线粉末衍射、27A1固体核磁共振、傅里叶变换红外光谱、H2-程序升温还原、H2-程序升温脱附、N2物理吸附、透射电子显微镜和X射线光电子能谱等手...     

核苷酸锆固定化脂肪酶的制备及其催化性能

开发了以核苷酸锆纳米颗粒为载体固定化脂肪酶的方法,考察了固定化时间、缓冲液pH值及浓度和酶载量等因素对固定化酶在有机相中催化烯丙醇酮酯交换反应性能的影响.结果表明,一元尿苷酸锆(粒径30～50nm)是较佳的载体,在磷酸缓冲液pH=8.0和浓度为0.03mol/L时,酶与载体质量比为4,固定化6h制得的固定化酶效果最佳....     

超分子聚合物增强增韧的羧基丁腈橡胶

通过1,12-二氨基十二烷(DDA)和丙烯酸(AA)之间的反应合成了一系列通过氢键连接的具有不同结构的超分子聚合物，并将其与羧基丁腈橡胶(XNBR)和加工助剂共混，样品硫化后在橡胶基体中原位构筑超分子聚合物，制备了兼具高的强度和韧性的硫磺硫化的XNBR。结果表明：加入不同的超分子聚合物，材料的拉伸强度、模量和韧性较空白样品均有所提高。当DDA与AA的摩尔比为1∶3时合成的超分子聚合物添加到XNBR中时，材料的拉伸强度和断裂能分别是空白样品的2.1和2.7倍。这是由于在材料受力拉伸时，超分子聚合物自身的氢键以及超分子聚合物与羧基丁腈橡胶中的羧基间的氢键作为弱键会优先于共价键断裂，在此过程中耗散了大量的能量，避免材料因应力集中过早地被破坏，从而显著提高了材料的拉伸强度和韧性。另外，通过循环拉伸测试和变速拉伸实验，进一步揭示了能量耗散的机理。     

基于问题串培养学生技术核心素养的教学设计——以吹气模式下“吸附”不同形状物体为例

本文通过对项目任务“吹气模式下‘吸附’不同形状物体”教学设计的案例呈现，详细阐述立足伯努利原理这一根基，基于问题推动教学任务的项目实践活动教学设计。层层递进的问题使得教学方式由传授式转为探究式教学，更有益于学生深度学习，培养高中生技术学科核心素养。     

海底控制点水声定位测距误差的近似数学表达式

针对水声定位声线跟踪法计算换能器到应答器斜距值测距误差规律难以把握的问题，研究了测距误差的近似数学表达式。首先分析了控制点定位声速不确定性引起的测距误差机理；其次基于声速剖面和传播时间的线性理论（ST定理）推导了测距误差的近似数学表达式，并分析了使用harmonic平均声速代替有效声速对测距误差数学表达式结果的影响。仿真试验结果表明，该数学表达式对测距误差估值的绝对误差随斜距值（或初始入射角）的增大而增大，在水深为3000 m，初始入射角在80°以内时，估值的绝对误差在1 cm以内，当初始入射角达到86°左右时，估值的绝对误差约7 cm，为水下静态目标定位以及水下载体动态导航定位中的声速误差修正问题提供了新的解决思路。