聚焦变革中的催化——始终基于解决重大经济社会需求的催化工程问题（英文）

催化是化学工业中最重要和最普遍的跨学科技术,也是具有重要社会影响的学科之一,是一门基于应用、注重实践、与化学工程息息相关的学科.应用、实践是催化的根本,也是其生命力所在,其发展轨迹与人类的历史进程密不可分.从20世纪初Mittasch贡献的高效Fe基催化剂为氮基化肥的大规模推广奠定了基础,到60年代,分子筛裂化催化剂使汽油收率和辛烷值大幅提升,为交通运输业的大力发展奠定了能源基础,推动了交通运输业的革命.从齐格勒和纳塔TiCl_4-AlEt_3体系催化乙烯、丙烯、丁烯等在低压下高收率地聚合,生成分子结构高度规整的立体定向聚合物——聚烯烃,到汽车排气管中的Pt-Rh-Pd三效催化剂,可以通过氧化和还原反应,把废气中的烃类物质和CO转化为水和CO_2,同时把环境危害大的NO_x分解成无害的N_2和O_2,等等.这些催化的印记推动了产业变革和社会进步.可以说,无处不在的催化支撑了人类社会的发展.近年有些突破也发生在我国,使我们更加感受到催化的力量.催化科学与技术是极其复杂的.一方面表现在表面科学的知识和催化反应的物理化学现象建模,材料科学和无机化学以制备合适的纳米结构催化剂;另一方面表现在催化剂成型、反应动力学评价和催化过程建模.这两个方面均涉及原料多样性、催化材料多变性、化工工艺适应性、宏量制备放大效应,以及本征与表观性能关联等复杂问题.但是这些复杂性问题与催化发展的根本相比,或者说,与催化发展的核心驱动力相比,很显然,催化解决重大经济社会问题更应引起关注,这是催化的使命所在.目前,我国催化基础研究走在了世界前列,已经取得了重大突破,李灿等成功组织举办了第16届国际催化大会,包信和、孙予罕等科学家的一系列重大催化基础研究成果在Science、Nature等期刊上发表,李灿、包信和等多名科学家被国际催化相关学术组织颁发荣誉称号,张涛等人一系列重大成果被评为重要进展.与此同时,我国在煤制烃、油品质量升级以及绿色化工等能源化工催化方面取得了重大的工业化成果.这些走在世界前列的重大催化工业化成果驱动了我国经济社会发展.本文试图总结这些重大工业化催化成果,并基于经济社会发展提炼相关催化问题,探讨发展方向、路径与对策.     

有机硅试剂参与过渡金属催化的C-H官能团化反应形成C-C键的研究进展

作为一类重要的有机金属试剂,有机硅试剂在有机合成化学的C—C键形成中得到了广泛应用.综述了近年来有机硅试剂参与的过渡金属催化下C—H官能团化反应形成C—C键的研究进展,重点介绍了Pd催化下C—H官能团化的Hiyama偶联反应.     

两个基于氮、膦混合配体的银(Ⅰ)配合物的合成、表征和荧光性质

在甲醇和二氯甲烷的混合溶液中合成了2个新的银(Ⅰ)配合物,[Ag_2(dppp)_2(phen)_2](CF_3SO_3)_2(1)和[Ag_2(dppm)_2(dpq)_2](CF_3SO_3)_2·3CH_3OH (2)(dppp=1,2-双(二苯膦)丙烷,dppm=1,2-双(二苯膦)甲烷,phen=1,10-菲咯啉,dpq=[2,3-f]吡嗪并[1,10]菲咯啉),通过红外光谱、X射线单晶衍射、核磁共振氢谱、荧光光谱和太赫兹时域光谱进行了分析和表征。1是由AgCF_3SO_3,dppp和phen以1∶1∶1的比例混合得到的双核化合物。中心原子Ag(Ⅰ)通过双膦配体(dppp)桥联和含氮配体(phen)的螯合作用形成环。与1相似,2是由AgCF_3SO_3和dppm,dpq以1∶1∶1的比例反应得到的相似的双核化合物。荧光光谱表明所有的发射峰均源于配体中的π-π*跃迁。     

以有机溶剂热生长技术制备金属硫族化合物 [Mn(en)~3]PdSe~2及其晶体结构分 析

以有机溶剂热生长技术(solvothermaltechnique),即在180℃乙二胺(en)溶液中,以MnCl~3,PdCl~2,K~2Se在密闭容器中反应7d,制备出新的硫族化合物[Mn(en)~3]PdSe~2,其阴离子基团为[PdSe~2]^2^-,阳离子基团为过渡金属Mn与乙二胺(en)的配合物：[Mn(en)~3]^2^+。以单晶X射线衍射技术解得该晶体结构属正交晶系,空间群为Pbcn,[Mn(en)~3]PdSe~2(Ⅰ)的晶胞数据：a=1.1484(2),b=1.5057(3),c=0.93622(19)nm,Z=4。     

氧同位素交换及其在多相催化氧化反应研究中的应用

简单介绍了氧同位素交换技术及其在多相催化氧化反应机理研究中的应用     

轰击离子能量对CNx薄膜中sp3型C-N键含量的影响

对磁控溅射生长在单晶Si(001)衬底上的CNx薄膜样品的化学键合及结构进行了研究,利用不同的衬底负偏压(Vh)来控制轰击衬底表面的入射离子能量,从而影响膜中的化学键合的状态.样品的FTIR,Ra-man和XPS分析结果表明,CNx薄膜中N原子分别与sp,sp2和sp3杂化状态的C原子结合,其中sp3型C-N键含量先随着衬底偏压(Vb)的升高而增加,并在偏压Vb=-50V时达到最大值,但随着Vb继续升高,sp3型C-N键含量减少,这表明CNx薄膜中,sp3型C-N键的含量与轰击离子的能量变化密切相关.     

四元配合物[Nd(C_4H_3OCOO)_2·NO_3·C_(10)H_8N_2]_2的合成与晶体结构

稀土羧酸配合物在萃取分离、杀菌、催化和发光材料等方面有广泛的应用[1]。将氮杂环双齿配位体引入到这类配合物中可增强配合物的共轭作用,提高稳定性并增强其杀菌能力和发光性质[2]。虽然氮杂环双齿配位体邻菲咯啉的稀土羧酸配合物报道较多,但含2,2′联吡啶配位的稀土羧酸配合物的研究相对较少,尤其是含2,2′联吡啶的四元稀土羧酸混配配合物的研究更为少见[3]。2呋喃甲酸是糠醛在人体中的代谢产物,可做为防腐剂、熏蒸剂等,本文报道[Nd(C4H3OCOO)2·NO3·C10H8N2]2配合物的合成和单晶X射线衍射分析结果。2呋喃甲酸(分析纯)、2,2′联吡…     

新型CuI-亚磷酸胺酯催化剂催化芳卤胺化反应的研究

芳胺类化合物是一类重要的有机化合物,它们广泛应用于生物学、药物学及材料学等领域[1-4].Buchwald[5,6]及Ma[7]等分别报道了N,N及N,O配体用于CuI催化的芳卤胺化反应,得到了较好的结果.对于亚磷酸胺酯N,P配体用于CuI催化的芳卤胺化反应至今未见文献报道.本工作采用新的合成方法,通过两步反应,很方便地合成了一系列的新型亚磷酸胺酯N,P配体,并用于CuI催化的芳卤胺化反应.     

原位反应法制备丙烯酸钐/丁腈橡胶复合材料及其荧光性能研究

通过两种不同的原位反应制备了丙烯酸钐/丁腈橡胶[Sm(AA)₃/NBR]复合材料.SEM和TEM结果表明,原位反应使稀土配合物的粒径减小,且均匀地分散在基体聚合物中.荧光分析表明,以260nm作为激发波长时,两种复合材料在379nm(⁴D_1/2,⁶P_7/2→⁶H_5/2)和418nm(⁴L_15/2,⁴G_1/2→⁶H_5/2)处出现了与自由离子基本相同的发射峰(374和390nm),属于受配体微扰的中心离子发光.原位反应制备的复合材料在不同激发波长下的荧光强度均比非原位反应体系的荧光强度高.随着稀土含量的增加,其荧光强度增加,至稀土质量分数为30%时出现荧光猝灭.     

乙肝解毒胶囊中5种有效成分的胶束电动色谱-质谱联用法测定

建立了胶束电动色谱-电喷雾电离质谱联用法同时测定乙肝解毒胶囊中的小檗碱、巴马汀、药根碱、黄芩苷、大黄素5种药效成分含量的分析方法。使用未涂层石英毛细管,以30 mmol/L月桂酸-70mmol/L氨水溶液(含20%乙腈,pH10.0)为缓冲液、70%异丙醇(含3 mmol/L乙酸)为鞘液。结果表明,在18 min内各组分达到基线分离,小檗碱、巴马汀、药根碱、黄芩苷、大黄素的线性范围分别为0.02~20、0.05~15、0.05~10、2.0~500、0.02~15 mg/L,检出限分别为0.007、0.02、0.02、0.60、0.006 mg/L。样品的加标回收率为95%~104%,相对标准偏差均小于3.9%。方法简便、快速、灵敏,已成功用于乙肝解毒胶囊中小檗碱、巴马汀、药根碱、黄芩苷、大黄素含量的同时测定。