三维有序大孔二氧化钛表面超细钯纳米颗粒的构筑及其增强柴油炭烟催化燃烧性能（英文）

柴油机排放颗粒物(主要成分是炭烟)是城市大气PM2.5中一次颗粒物的主要来源和二次颗粒物形成的重要组分,严重危害大气环境和人类健康.利用颗粒物捕集器与催化剂相结合的连续过滤再生技术是满足柴油车国VI炭烟颗粒物排放标准的最有效技术,目前该技术所面临的挑战是研发在排气温度的柴油炭烟颗粒物催化氧化催化剂.柴油炭烟催化燃烧反应的本质是典型的气(氧气)-固(炭烟颗粒)-固(催化剂)三相深度氧化反应,因此我们研究组提出了高活性柴油炭烟燃烧催化剂设计应该遵循优化固-固接触与强化活化分子氧能力二者相结合的研究思路.为满足此设计思路的要求,本课题组前期采用孔径大于200 nm的三维有序大孔(3DOM)结构氧化物作为载体,利用大孔效应来实现PM在催化剂内部的有效扩散,从而提高催化剂与PM的接触效率.采用具有强活化分子氧能力的负载型贵金属(Au,Pt)纳米颗粒或贵金属-氧化物复合纳米颗粒作为活性位来提高催化剂对分子氧的活化能力,进而设计了多个系列高活性催化剂,并形成了担载贵金属纳米颗粒的可控制备方法与装置.然而,Au和Pt昂贵的价格限制了其广泛应用.价格相对便宜的Pd具有与Pt相似的催化性能,是其良好替代品.但是,目前关于3DOM氧化物表面负载型Pd纳米颗粒结构和尺寸与柴油炭烟催化燃烧性能之间的相关研究仍然较少.基于此,本文采用气泡辅助膜还原法制备了3DOM二氧化钛(TiO_2)担载超细Pd纳米颗粒催化剂.利用XRD,Raman,BET,SEM,TEM,ICP,XPS和H2-TPR等技术手段对催化剂进行表征,并以模拟柴油炭烟为研究对象,利用程序升温氧化反应(TPO)对催化剂的活性进行评价,深入探讨了催化剂的制备、结构及物化性质与炭烟催化燃烧反应性能之间的关系.XRD和Raman结果表明,TiO_2载体由锐钛矿(主)和金红石(次)两种物相组成.SEM照片显示,所制催化剂为规整的有序大孔结构,球形孔互相贯通,孔径均一,大孔腔平均尺寸为280 nm,孔窗尺寸为109 nm,这种三维有序大孔TiO_2的结构能够增强炭烟颗粒与催化剂之间的接触效率.TEM表征显示,平均粒径为1.1 nm的超细半球型Pd纳米颗粒高度分散于TiO_2载体的内壁上,两者间的优化界面面积有利于增加活化O2的活性位密度,这些活性位源于Pd与TiO_2间强相互作用.H2-TPR和XPS表征印证了上述观点,具有1.1 nm超细Pd颗粒的Pd/3DOM-TiO_2催化剂表现出强的低温氧化还原特性和丰富的表面吸附氧物种.在TPO测试中,相对于担载5.0 nm Pd颗粒的催化剂,具有1.1 nm尺寸超细Pd颗粒的Pd/3DOM-TiO_2催化剂展示了高的催化炭烟燃烧活性,T10,T50和T90分别为295,370和415 oC,且在5次TPO测试过程中表现出良好的催化和结构稳定性.这种具有3DOM结构和超细Pd纳米颗粒的纳米催化剂能够有效降低Pd的使用量,在催化炭烟燃烧的实际应用中大有潜力.     

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.     

Comparative study on Artemisia halodendron Turcz. and its two related plants by GC-MS analysis and protective effect against carbon tetrachloride-induced hepatotoxicity in mice

A rapid method had been used for comparative study on Artemisia halodendron Turcz. and its two related plants by gas phase-mass spectrometry (GC-MS). The comparison of the volatile oils obtained in three plants by GC-MS were similar in 20 compositions. However, n-Hexadecanoic acid (10.40%), Biphenyl (7.867%) and 9,12-Octadecadienoic acid (7.25%) were the predominant in the volatile oils of A. halodendron Turcz., whereas these constituents did not exist in the other two plants. And the study investigated the effect of three plants against CCl₄-induced hepatotoxicity in mice. 70% ethanol extracts of A. halodendron Turcz. showed weaker protective effect than the other two plants. It suggested that they provide a basis for the identification of the A. halodendron Turcz. from the other two plants and the ethanol extract from three plants exerted a protecting effect against hepatotoxicity.     

N1923从碱性氰化液中萃取金(Ⅰ)的研究

采用放射性同位素１９８Ａｕ示踪法研究了伯胺Ｎ１９２３和ＴＢＰ从碱性氰化液中萃取金（Ⅰ）,考察了酸化率、水相ｐＨ值、萃取剂浓度等对萃取率的影响,以及ＮａＯＨ对载金有机相的反萃作用。结果表明,ＴＢＰ含量大于２０％,酸化的Ｎ１９２３与ＫＡｕ（ＣＮ）２摩尔比值在１：１时,金能够完全被萃取。载金有机相可采用０．ｌｍｏｌ·Ｌ－１的Ｎａ０Ｈ溶液定量反萃。机理研究表明,伯胺和ＴＢＰ萃取Ａｕ（ＣＮ）２－,符合ＢＣ类协同萃取机理。当金浓度大于１０ｇ·Ｌ－１时,在萃取有机相中形成纳米级的聚集体。     

二元合金Ag_(50)Rh_(50)从液态到非晶的分子动力学计算

本文对贵重金属银铑合金Ag50Rh50的液态结构和激冷过程进行了分子动力学模拟研究原子间作用势采用紧束缚势模拟在施加了周期性边界条件的常压状态下进行。采用了偶关联函数、键对分析技术和键取向序参数以分子动力学模拟计算方法揭示了Ag50Rh50的液态结构存在原子偏聚特征以及在快速凝固过程形成原子偏聚的不均匀非晶并与同族过渡金属进行了非晶形成能力的比较。     

Preparation and Defluorination Performance of Activated Cerium(IV) Oxide/SiMCM-41 Adsorbent in Water

By using the wetness impregnation-coprecipitation method, a new adsorbent, cerium(IV) oxide coated on SiMCM-41 ((Ce)SiMCM-41), was prepared for removal of fluoride ions from water. Factors investigated were number of impregnations, Ce/Si ratios, concentrations of F(-) ions, pH values, and calcination temperatures. The dynamics, isotherms, and mechanism of adsorption of F(-) ions were discussed. Copyright 2001 Academic Press.     

多糖凝胶的孔径和化学结构对单壁碳纳米管流动性和选择性分离的影响

基于凝胶柱色谱分离技术研究了单分散的单壁碳纳米管（SWCNTs）在不同化学结构多孔多糖凝胶中的流动特性以及对金属型（m-）/半导体型（s-）SWCNTs 分离的影响. 通过比较SWCNTs 在一系列不同孔径的葡聚糖Sephacryl 凝胶中的流动行为,发现减小孔径尺寸能够增强s-SWCNTs 与凝胶之间的吸附作用力,使大直径的m-SWCNTs 快速地流过凝胶颗粒,而选择性地保留了小直径的s-SWCNTs. 进一步发现多糖凝胶化学结构比孔径尺寸在SWCNTs 的m/s 分离中起着更重要的作用. 当基于葡聚糖结构的Sephacryl 凝胶中的氨基结构被琼脂糖结构所取代时,如Superdex 200 和Sepharose 2B凝胶会增强它们与SWCNTs 之间的作用力,使SWCNTs 的保留时间延长,降低了s-SWCNTs 的选择性和纯度. 此外,即使拥有与Sephacryl S100类似的孔径范围,当Sephacryl 凝胶中的氨基被疏水环氧丙烷基团取代时,葡聚糖凝胶Sephadex G100 与SWCNTs 的作用力很弱,导致所有SWCNTs 快速流动,无法实现SWCNTs 的m/s 分离. 因而,我们认为凝胶孔径和化学结构共同影响并调控了SWCNTs的m/s分离的选择性、纯度以及分离效率.     

Bis(2,2‐bi­pyridine‐N,N′)tetra‐μ‐chloro‐tetracopper(I)

A novel centrosymmetric chair‐like dimer, bis(2,2′‐bi­pyridine)‐1κ²N,N′;3κ²N,N′‐tetra‐μ‐chloro‐1:2κ²Cl;­2:3κ²Cl;­3:4κ²Cl;1:4κ²Cl‐tetra­copper(I), [Cu₄Cl₄­(C₁₀­H₈­N₂)₂], has been solvothermally synthesized and structurally characterized. The complex self‐assembles into a three‐dimensional network via C—H?Cl hydrogen bonds, π–π stacking and weak Cu?Cl electrostatic interactions.