单分散g-C3N4量子点修饰一维棒状BiPO4微晶的合成及其对光催化活性增强机理

利用水热法合成了一维棒状BiPO₄微晶,在此基础上采用浸渍-被烧法进行g-C₃N₄量子点表面修饰获得新颖的g-C₃N₄/BiPO₄异质结。借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(HRTEM)、能谱(EDS)、紫外-可见漫反射(UV-Vis-DRS)等测试手段对所得样品的相组成、形貌和谱学特征进行了表征。选择罗丹明B(RhB)和苯酚作为模型污染物研究了所得在可见光下的催化活性。结果表明,样品16%(w/w) g-C₃N₄/BiPO₄对RhB降解的速率常数分别是纯和的g-C₃N₄和BiPO₄的16倍和4.6倍。g-C₃N₄量子点与BiPO₄之间形成异质结,抑制了光生电子-空穴对的复合,从而提高了催化剂的活性。自由基捕获实验进一步表明,超氧负离子自由基(·O₂-)是催化降解RhB和苯酚的主要活性物种。     

水热脱铝ZSM-5/Y复合分子筛的表征和催化裂化性能

ZSM-5/Y是一种通过原位合成方法制备的新型复合分子筛材料,用XRD、IR光谱、N2吸附／脱附等手段,研究了水热处理对ZSM-5/Y物化性质的影响,并以正己烷为原料考察了样品的催化裂化性能.结果表明,与机械混合样品相比,在550 ℃和700 ℃水热处理条件下,复合分子筛中的Y型沸石相具有更好的结晶保留度.复合分子筛的中孔孔径分布范围大于机械混合分子筛,但复合分子筛样品所表现出的中、大孔体积小于相应的机械混合分子筛.吡啶吸附定量IR研究表明,550 ℃水热处理使复合分子筛的B酸量和L酸量减少;而机械混合样品则是B酸量和L酸量变化很小.进一步700 ℃水热处理则使B和L酸量都大量减少.与氢型样品相比,550 ℃脱铝样品的正己烷裂化活性显著增加,700 ℃脱铝后活性明显降低.产物分布的分析表明活性的提高与反应机理的改变有关.     

晶相调控对金属纳米粒子催化性能的影响

尺寸在1–10 nm的金属纳米催化剂广泛地应用于石油化工,精细化学品合成,能源与环境保护等领域。大量研究表明,金属纳米粒子的催化性能与其微观结构,即尺寸、形貌和晶相等密切相关。近年来,对金属纳米粒子的尺寸和形貌效应已经有了较为系统深入的研究,但对晶相效应的研究则较少涉及。这主要是由于介稳晶相的金属纳米粒子在合成过程中或反应条件下极易转化为热力学稳定的晶相结构。根据金属原子密堆积形式,金属纳米粒子的晶相结构主要有立方面心(fcc)、立方体心(bcc)和六方密堆积(hcp)三种晶相;而金属合金由于d带电子存在着多种杂化方式,因而其晶相结构呈现出多样性且与单一金属有很大的不同。金属和合金纳米粒子晶相结构的调控,不仅会改变金属原子的配位环境,调控了其电子分布状态,还可影响反应物和产物的吸附、活化和脱附,进而调变催化性能。首先,我们简要总结了液相合成和固相转变调控金属纳米粒子晶相的原理和方法。纳米粒子的液相合成一般包括前驱体还原成核和晶核生长两个阶段,通过对液相合成条件的优化,尤其是表面活性剂的选择,可有效调控合成过程中的热力学和动力学因素,从而实现金属晶相的可控合成。固相转变则主要是对具有一定晶相结构的纳米粒子于一定气氛和温度条件下进行加热处理,利用金属粒子与活性气体之间(H2, CO等)的化学作用来实现晶相转变。利用上述方法,可以合成出fcc-Co、fcc-Ru、L10-AuCu等热力学介稳的金属或合金纳米粒子。在此基础之上,我们分别以Co纳米粒子(fcc和hcp晶相)催化FT合成, Fe模型催化剂(fcc和bcc晶相)活化N2和CO, Ru纳米粒子(fcc和hcp晶相)催化CO氧化和氨硼烷水解制氢, Pd纳米粒子(PdHx物种)催化加氢等为例分析了晶相对金属纳米粒子催化性能的影响;在合金催化剂方面,以Pt3Co(无序的fcc和有序的L12), AuPdCo(P3–m、Fm3–m和R3–m混合晶相)和FePt纳米粒子(fcc和fct相)催化O2电化学还原、PtRhSn (碲铂矿晶相和fcc晶相)和ZrPt3纳米粒子(hcp和fcc晶相)催化乙醇电氧化、Ag3In合金(无序的Fm3–m相和有序的Pm3–m晶相)催化对硝基苯酚加氢、PdRu纳米粒子(fcc和hcp混合晶相)催化CO氧化等为例分析了合金催化剂的晶相对催化性能的影响。上述研究进展表明,金属纳米粒子的晶相也是影响制备剂高效金属催化剂的主要因素。最后,我们结合纳米催化的发展现状,提出了金属纳米粒子的晶相调控在纳米催化和纳米材料领域可能的发展态势。第一,通过对金属纳米粒子溶液相合成机理的深入研究,有助于发展出尺寸、形貌和晶相同时可控的新合成方法。第二,金属纳米粒子在晶相转化过程中往往伴随着烧结及组分的偏析等难题。利用氧化物包覆的核壳型或蛋壳型纳米结构以及碳纳米管的空间限域效应,或许有助于解决上述难题。第三,具有亚稳晶相结构的金属纳米粒子在反应条件下极易转变为热力学稳定的结构,因此,利用原位、动态、实时的表征技术对催化剂在真实工作状态下的微观结构进行细致的分析是阐明晶相效应的前提。     

有机溶剂中微量水分的测定

绕丹宁与水在有机溶剂中发生诱导荷移反应,产生吸收光谱移动且吸收峰增大。基于此,优化了实验条件,建立了一种快速、简便、灵敏的测定有机溶剂中微量水分的新方法。甲醇、醋酸溶剂中的水分含量分别在3％-10％（φ）、0～4％（φ）范围及乙醇、1-丙醇、丙酮、乙酸乙酯溶剂中水分含量在0～5％（φ）范围内与吸光度（A）呈线性关系。其相关系数分别是0．9992、0．9996、0．9992、0．9982、0．9990和0．9995。使用本方法测定了灯用酒精中水分含量,结果令人满意。     

水汽和空气焙烧制备LaY沸石的SiCl4气相超稳研究

为了考察不同焙烧条件制备的LaY沸石在SiCl₄气相超稳后性能的差异,采用离子交换和氨水沉淀相结合的方法将La离子负载到NaY沸石上,经水蒸汽焙烧或空气焙烧得到不同La负载量的LaYS和LaYB沸石,再经过SiCl₄气相超稳改性得到DLaYS和DLaYB沸石.XRD数据表明水蒸汽焙烧能使沸石发生更为明显的骨架脱铝;不同La负载量的LaY沸石经SiCl₄气相超稳改性都能顺利实现晶胞收缩.XRF数据表明气相超稳和洗涤过程伴随着稀土La的大量流失,DLaYB沸石中的La流失量相对较小.NH₃-TPD和Py-IR数据表明La负载量相同时,DLaYS沸石的总酸量少于DLaYB沸石的总酸量.固定流化床重油催化裂化评价结果显示,与参比催化剂相比,DLaYS催化剂和DLaYB催化剂都具有汽油收率高、柴油收率低,及总轻质油收率高的特点.La负载量相同时,DLaYS催化剂的汽油收率低于DLaYB催化剂.     

Synthesis and Crystal Structure of a New [Mn_2Ni_2] Cubane Complex

A new Mn2Ni2 cubane complex has been synthesized and characterized by single-crystal X-ray diffraction,FT IR spectra and elemental analysis.The title compound [MnIII2NiII2(hmp)4(N3)4(O2CR)2](hmp-is the anion of 2-pyridinemethanol and O2CR-is α-na-phthaleneacetate)crystallizes in the monoclinic system,space group P21/c with a = 10.519(5),b = 22.109(10),c = 23.235(9),β = 106.096(17)o,C48H42Mn2N16Ni2O8,Mr = 1198.28,V = 5192(4)3,Dc = 1.533 g/cm3,F(000)= 2448,μ = 1.258 cm1,Z = 4,the final R = 0.0875 and wR = 0.2020 for 3398 reflections with I > 2σ(I).X-ray diffraction analysis reveals that each Mn(III)center is octahedrally coordinated by two nitrogen atoms of azide anions and three oxygen atoms from three 2-pyridinemethanol anion ligands together with one oxygen atom from naphthaleneacetate.Each Ni(II)is octahedrally coordinated by two nitrogen atoms of 2-pyridinemethanol anion ligands as well as three oxygen atoms from three 2-pyridinemethanol anion ligands and one oxygen atom from naphthaleneacetate.     

纳米八面体形FeP@PC的制备及催化析氢性能

以UIO-66为载体, 经过FeCl₃化学气相沉积、 原位碳化和磷化及HF刻蚀等步骤制备了多孔FeP@PC催化剂. 利用X射线衍射仪、 场发射透射电子显微镜、 X射线光电子能谱仪和气体吸附仪等对催化剂的结构、 形貌和比表面积等进行了表征; 同时采用线性扫描伏安法和电化学阻抗谱等对其电化学性质进行了考察. 结果表明, FeP@PC保持了原UIO-66的八面体多孔结构, 比表面积为83 m ²/g; 仅需要过电位156 mV即可驱动电流密度10 mA/cm ², 塔菲尔斜率为84 mV/dec, 电荷转移电阻为44 Ω, 电化学活性表面积为13.9 mF/cm ²; 在持续电解12 h和循环1000次后, 催化剂的活性几乎没有衰减.     

碱改性ZSM-11分子筛及其催化裂化增产烯烃性能

通过晶种辅助法合成ZSM-11分子筛,并对其进行碱处理从而制备了改性样品ZSM-11-AT.采用XRD、 N₂吸附和脱附、 XRF、 TEM、 NH₃-TPD和Py-IR等表征手段对样品ZSM-5、 ZSM-11和ZSM-11-AT的物化性质进行了表征和对比分析,发现改性样品ZSM-11-AT的比表面积、孔隙结构和酸性质均得到了改善.采用固定床反应装置对样品的催化裂化性能进行了评价,对样品ZSM-5、 ZSM-11和ZSM-11-AT的反应物转化率和产物分布进行了对比研究.结果表明, ZSM-11和ZSM-11-AT在烯烃乙烯和丙烯产率方面优于ZSM-5.与ZSM-11相比, ZSM-11-AT的催化性能得到了进一步的提高.     

三苯基咪唑衍生物的聚集诱导发光性质及其细胞成像应用

聚集诱导发光(AIE)材料在生物医学领域有很大优势,尤其为生物成像研究开启了新局面.通过2,4,5-三苯基咪唑衍生物与1,4-二溴丁烷/1-溴丁烷亲核取代反应,合成了2个丁烷桥联的双咪唑衍生物及2个1-位丁基取代的单咪唑衍生物. 4个产物都表现出优异的AIE性质,其中含有甲氧基助色团的衍生物具有更长的发射波长.机理研究表明限制扭曲的分子内电荷转移是这类结构具有AIE活性的原因,因此, 2-位强吸电子芳基是它们具有AIE活性的决定因素.此外,咪唑环1-位取代基的空间效应对AIE也非常重要,因为较大体积的1-位取代基使分子呈扭曲构象,从而限制聚集态π-π堆积作用.最后,研究了1-位丁基取代的单咪唑衍生物的细胞染色和成像性能,结果显示二者在蓝色、绿色及红色通道都表现出不错的荧光成像能力,但在不同颜色通道观察到的细胞被染色区域不完全相同.     

基于氧化铈双重纳米酶活性的比率型比色传感器检测对氧磷

基于氧化铈(CeO₂)的类有机磷水解酶和类氧化酶活性发展了一种比率型比色传感方法,实现了对氧磷的灵敏、准确检测。具有类有机磷水解酶活性的CeO₂纳米粒子(CeO₂ NPs)可催化对氧磷水解为对硝基苯酚,其在400 nm处有明显吸收峰,溶液体系由无色变为黄色;Ce O₂还具有类氧化酶活性,催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)氧化为氧化态TMB,在653 nm处有明显吸收峰,溶液由无色变为蓝色。当目标物对氧磷存在时,400 nm处吸光度(A₄₀₀)增高;同时对氧磷抑制其类氧化酶活性,653 nm处吸光度(A653)降低。基于对氧磷加入前后体系A₄₀₀/A653比值的变化,实现了对氧磷的灵敏、准确检测,检出限为0.03μmol/L(S/N=3)。利用本方法检测了韭菜样品中对氧磷的含量,加标回收率在92.0%～99.2%之间。本研究发展了一种基于CeO₂纳米酶双重活性的比率型比色传感检测方法,为食品中对氧磷残留的灵敏检测提供了新策略...