p区金属基电催化还原二氧化碳制甲酸催化剂研究进展

以清洁可再生电能为驱动力,常温常压下将二氧化碳(CO₂)选择性还原转化生成高附加值化学品或燃料,是解决目前能源和环境问题、实现CO₂资源化利用、促进碳循环回归平衡的有效手段之一。由于生成不同产物的还原电位和反应历程不同,单位产物的生产成本各有差异。最近研究表明,HCOOH是所有电化学CO₂还原产物中最具有经济效益和实用价值的产物之一。本文从电催化还原CO₂制HCOOH生成机理出发,综述了p区金属(如Sn、Bi、In)基催化剂在电催化还原CO₂制HCOOH领域取得的重要研究进展,其中以典型催化剂为例分析了CO₂还原生成HCOOH活性提高策略如氧化物还原转化、形貌调控、掺杂和合金化等,重点探讨了活性位点种类、数量以及催化剂电子结构在关键中间体*CO₂^.-、*OCHO的形成和吸附中的作用,最后总结了目前该领域面临的挑战以及未来发展方向。     

钾改性氧化铝基羰基硫水解催化剂及其失活机理

天然气、油田伴生气、高炉煤气等化工生产过程中伴生COS气体,不仅会腐蚀管道和毒害催化剂,还会严重污染环境并危害人类健康。COS催化水解反应可在温和条件下高效的将COS脱除,是最具应用前景的COS脱除技术之一。碱金属元素因其具有独特的电子供体性质、表面碱性和静电吸附等特性,常被用作助催化剂以提高Al₂O₃的COS催化水解性能。近年来,以钾为助剂改性的Al₂O₃催化剂(K₂CO₃/Al₂O₃)在COS催化水解反应中得到广泛的应用,但由于负载在Al₂O₃上的K物种的组成复杂,目前研究者对K₂CO₃/Al₂O₃催化剂上COS水解机理的理解仍存在一定的困惑和争议。本论文通过湿法浸渍法合成出一系列钾盐和钠盐改性的Al₂O₃催化剂,并利用各类先进的表征技术对这些催化剂进行分析。活性测试表明,以K₂CO₃、K₂C₂O₄、NaHCO₃、Na₂CO₃和NaC₂O₄改性Al₂O₃催化剂均有助于COS的水解。其中K₂CO₃/Al₂O₃拥有最佳的COS水解性能,连续运行20 h后其COS转化率仍高于~93%,远远优于未改性的Al₂O₃ (~58%)。我们利用原位红外光谱和X射线光电子能谱探明了反应过程中催化剂的化学结构特征,阐明了H₂O分子在K₂CO₃/Al₂O₃上的水解作用机制。原位红外表明COS在K₂CO₃/Al₂O₃上的水解过程中形成了硫代碳酸氢盐中间产物。X射线光电子能谱表征证明催化剂的失活主要是因为催化剂表面积累了硫酸盐和单质硫。此外,我们还研究了水蒸气含量对COS水解性能的影响,研究发现,由于H₂O和COS分子在催化剂表面存在竞争吸附,过量的H₂O会引起催化活性的下降。上述研究表明,K₂CO₃/Al₂O₃催化剂上COS水解性能的提高主要是形成了HO-Al-O-K界面活性位。更为重要的是,所制备的催化剂都是在模拟工业工况条件下进行的,这为后续的工业应用提供了宝贵理论指导。本工作为理解助剂钾在Al₂O₃催化剂上COS水解活性的增强提供了新的见解,这为未来设计稳定高效的COS水解催化剂打开了新的发展方向。     

KCl对Cu-K-La/γ-Al2O3催化剂上HCl氧化反应性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Cu-K-La/γ-Al₂O₃催化剂,考察了KCl对该催化剂催化HCl氧化制Cl₂反应性能的影响. 当KCl的负载量为5 wt%时,Cu-K-La/γ-Al₂O₃催化剂表现出较好的催化活性和稳定性,可在较大的原料气空速变化范围内使用. 在0.1 MPa,360 ℃,空速450 L/（kg-cat·h）和HCl/O₂摩尔比为2：1的反应条件下,Cu-K-La/γ-Al₂O₃催化剂上HCl转化率在100 h内保持85%以上. 表征结果表明,Cu,K和La物种均高度分散于γ-Al₂O₃载体表面;一定量KCl的加入可降低Cu²⁺ → Cu⁺的还原温度,从而提高Cu²⁺活性中心的催化活性.     

防覆冰涂层构建机理及制备

航空、通信、电力和运输设备的覆冰现象给人们的生产、生活带来许多不便,甚至引起重大经济损失,防覆冰涂层主要通过材料表面特殊物理化学性能与微相形貌来实现抗冰目的,这类材料需要兼具防结冰性和疏冰性,从延长结冰时间和降低冰的附着力两方面来减轻甚至消除冰雪积聚,是目前研究的热点。本文从防覆冰机理入手,深入探讨了防结冰性和疏冰性的影响因素,阐述了防覆冰涂层材料的设计与制备方面的最新进展,并对防覆冰涂层目前存在的问题与发展方向进行了分析和展望。     

聚电解质型正渗透汲取液

聚电解质作为正渗透汲取液具有渗透压高、溶质反向渗透、易于回收等特点,符合理想正渗透汲取液的要求。此外,多种分离方法诸如纳滤、超滤和热处理可用于其回收,使得聚电解质型汲取液成为诸如氯化钠等的传统无机汲取液的理想代替物。近年来关于聚电解质型汲取液的研究日益增加,而聚电解质型汲取液较无机型汲取液有许多独特的性质,应对相关研究进展予以总结。本文以聚电解质的化学结构分类对其研究进展进行了概述。重点总结了不同种类聚电解质的分子量、渗透压、黏度等性质,以及正渗透过程的水通量及溶质反向渗透情况,同时还介绍了相应的正渗透机理。最后,探讨和总结了各类汲取液的特点,并展望了未来的研究方向。     

离子交换法制备Pt-Sn_E/Mg(Al)O催化剂及其烷烃催化脱氢性能

以水滑石为载体,采用离子交换法制备了Pt-Sn_E/Mg(Al)O催化剂,并对其进行了X射线衍射、N2物理吸附、透射电镜等技术表征;考察了该离子交换法制备的Pt-SnE/Mg(Al)O催化剂对乙烷和丙烷脱氢的催化性能,并与浸渍法制备的Pt-SnI/Mg(Al)O催化剂进行了比较。结果表明,利用离子交换法制备的Pt-SnE/Mg(Al)O催化剂其反应活性和稳定性明显优于浸渍法制备Pt-SnI/Mg(Al)O催化剂的。在相同条件下反应2 h后,Pt-SnE/Mg(Al)O催化剂和Pt-SnI/Mg(Al)O催化剂的乙烷催化脱氢转化率分别为12.2%和3.1%,丙烷催化脱氢转化率分别为38.7%和26.4%。     

两个三维柔性功能化双苯并咪唑金属N-杂环卡宾的合成和结构

由1,1'-双苄基-3,3'-氧双(亚乙基-2,1)-二苯并咪唑六氟磷酸盐(L1)和1,1'-双(吡啶-2-甲基)-3,3'-氧双(亚乙基-2,1)-二苯并咪唑六氟磷酸盐(L2)为配体合成了[Hg(C₃₂H₂₈N₄O)](CH₃COO)(PF₆)₂(1)和[NiCl(C₃₀H₂₈N₆O)](PF₆)₂(2),并对其进行了结构表征。配合物1是一个罕见的三价态Hg配合物,为单斜晶系P2₁/c空间群,配合物2为单斜晶系P2₁/n的配合物。1和2中存在O-H…F,C-H…F,C-H…Cl,C-H…π,P-F…π氢键作用和π-π堆积作用,并以此分别形成了3D超分子结构。     

白酒中二元酸二乙酯的固相微萃取与气相色谱联用快速测定

应用固相微萃取 (SPME)和气相色谱联用 ,以十四醇为内标 ,建立了快速测定豉香型白酒中庚二酸二乙酯、辛二酸二乙酯和壬二酸二乙酯 (统称二元酸二乙酯 )的方法;采用正交设计研究了萃取时间、解吸时间、盐效应等对萃取的影响 ,优化了分析条件 ;该法在0.05～10mg·L -1范围内有良好的线性范围和重复性 ,符合生产控制的要求     

电解液对LiCr0.1Mn1.9O4电化学性能的影响

容量;循环特性;自放电;电解液对LiCr0.1Mn1.9O4电化学性能的影响     

Modulation of Multifunctional N,O,P Ligands for Enantioselective Copper‐Catalyzed Conjugate Addition of Diethylzinc and Trapping of the Zinc Enolate

In this work, we have successfully synthesized a new family of chiral Schiff base–phosphine ligands derived from chiral binaphthol (BINOL) and chiral primary amine. The controllable synthesis of a novel hexadentate and tetradentate N,O,P ligand that contains both axial and sp³‐central chirality from axial BINOL and sp³‐central primary amine led to the establishment of an efficient multifunctional N,O,P ligand for copper‐catalyzed conjugate addition of an organozinc reagent. In the asymmetric conjugate reaction of organozinc reagents to enones, the polymer‐like bimetallic multinuclear Cu? Zn complex constructed in situ was found to be substrate‐selective and a highly excellent catalyst for diethylzinc reagents in terms of enantioselectivity (up to >99 % ee). More importantly, the chirality matching between different chiral sources, C₂‐axial binaphthol and sp³‐central chiral phosphine, was crucial to the enantioselective induction in this reaction. The experimental results indicated that our chiral ligand (R,S,S)‐ L1 ‐ and (R,S)‐ L4 ‐based bimetallic complex catalyst system exhibited the highest catalytic performance to date in terms of enantioselectivity and conversion even in the presence of 0.005 mol % of catalyst (S/C=20 000, turnover number (TON)=17 600). We also studied the tandem silylation or acylation of enantiomerically enriched zinc enolates that formed in situ from copper‐ L4 ‐complex‐catalyzed conjugate addition, which resulted in the high‐yield synthesis of chiral silyl enol ethers and enoacetates, respectively. Furthermore, the specialized structure of the present multifunctional N,O,P ligand L1 or L4 , and the corresponding mechanistic study of the copper catalyst system were investigated by ³¹P NMR spectroscopy, circular dichroism (CD), and UV/Vis absorption.