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.     

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....     

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...     

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。     

聚3-羟基丁酸酯从熔体薄膜及溶液中形成的球晶结构及生长机理

研究了聚3-羟基丁酸酯（PHB）分别从熔体薄膜和溶液中结晶时的球晶结构和形态,提出了在两种不同结晶条件下环带球晶的形成机理．当PHB从熔体薄膜中结晶时,由于二维生长的限制,晶体的不连续生长是球晶形成环带结构的主要原因,而当PHB从溶液中结晶时,片晶生长的扭曲取向导致了球晶环带结构的形成．     

有机催化原子转移自由基聚合

过渡金属催化的原子转移自由基聚合(ATRP)是合成结构可控聚合物的重要方法之一,尽管一系列改进ATRP方法可将催化剂的浓度降至ppm级,但不可避免的金属残留仍然是制约ATRP应用的主要瓶颈。近年来,科学家提出并发展了有机催化原子转移自由基聚合(O-ATRP),从根本上规避了金属催化剂的使用与残留。本文对有机催化原子转移自由基聚合的概念、催化体系和聚合机理进行了介绍,同时综述了该新聚合方法在高分子合成与材料制备方面的应用。     

刚性双(三氮唑)和羧酸混合配体构建的两种金属有机骨架材料及其在CO2环加成反应中的催化性质

通过酸碱混合配体策略合成了 2 例含刚性双三氮唑配体的金属有机骨架(MOF)材料：{[Zn₂(L)(TP)₂(H₂O)·H₂O]}_n (1)和[Zn(L)(HTMA)]_n (2),其中L=4,4''-(3,3''-dimethyl-(1,1''-biphenyl)-4,4''-diyl)bis(4H-1,2,4-triazole),H₂TP=对苯二甲酸,H₃TMA=1,3,5-均苯三甲酸。用单晶 X 射线衍射表征其结构。结构分析表明,MOF 1显示出 3,6-双节点的二维结构,其拓扑符号为(4²·6)₂(4⁸·6⁶·8),MOF 2呈现为经典的 sql二维拓扑结构。在温和条件下,2对 CO₂与环氧化物的环加成反应具有优异的催化活性,且重复使用至少3次后仍然保持其催化性能。     

Mo对猝冷Ni-Mo骨架催化剂结构和催化性能的影响

采用猝冷法制备了不同Mo含量的Ni-Mo-Al合金,经碱处理活化后得到猝冷Ni-Mo骨架催化剂．以ICP,N2物理吸附,XRD,H2-TPD等手段对合金及催化剂的物化性质进行了表征．结果表明,随着Mo含量的增加,合金中依次出现Ni16Mo10Al74,MoAl3物相,同时NiAl3相减少,Ni2Al3相增加．Mo的存在使合金中更多的铝被抽提,减少了催化剂中残留的Ni2Al3物相,催化剂的比表面积、平均孔径、孔容和晶粒尺寸均随Mo含量增加而减小．将催化剂用于2-乙基蒽醌加氢反应,发现Mo加快了反应速率,同时抑制了降解产物的产生．在催化剂中Mo含量达到2．47wt％时,双氧水的得率可达到100％．结合M晶粒大小、表面吸附氢状态、Mo的化学态,进一步讨论了Mo对猝冷Ni-Mo骨架催化件能的修饰作用．     

阿伏加德罗常数规范应用刍议

自1995年7月1日起,所有出版物按照《国际单位制及其应用》的强制性系列国家标准执行以来,各刊物、教材等全面实施,特别是人民教育出版社1997年高中化学试验本的推出,国家标准落实到了教学中,对全社会执行国家标准起到了积极推动作用。但某些方面,还受到旧的传统观念和应用习惯影响,在使用国家     

微穿孔板消声器在大型厨房通风机上的应用研究

本文探讨了微穿孔板吸声结构的吸声机理。在此基础上,针对大型厨房通风机噪声特性研制的微穿孔板消声器,克服了传统阻性消声器不能用于需要超洁净环境的缺点,取得了良好的消声效果,消声量大于18dB(A)。