钯铂核壳纳米催化剂颗粒中的原子扩散

铂原子单层的核壳结构催化剂因其高效的铂原子利用率和优异铂质量活性而广泛应用于燃料电池领域.在该系列材料中,钯@铂核壳催化剂具有更优于纯铂的氧还原(ORR)催化活性,因而拥有较好的应用前景.但由于钯原子在热力学上更倾向于富集到材料表面,钯@铂核壳催化剂的催化稳定性及原子扩散的途径需要更深入的研究.本文探究了热处理条件对钯@铂核壳结构稳定性的破坏,并确定了原子扩散对催化活性的影响.原位扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱(STEM-EELS)证明了在250 oC的氩气氛围中,钯@铂纳米颗粒中原本清晰可见的1–2原子铂壳层已经消失,并伴随着颗粒表面钯铂合金化的形成.因钯金属可以吸收氢气而导致晶格间距的展宽,钯@铂核壳结构的破坏也可以通过氢气氛围中的原位X射线衍射谱中(111)衍射峰的展宽和位移进行判断.对钯@铂核壳纳米催化剂进行一系列温度的热处理结果显示,核壳结构的破坏在200 oC左右开始,并于200–300 oC之间急剧发生.一氧化碳电化学氧化脱附实验表明,热处理之后的核壳催化剂表面的一氧化碳氧化峰位置发生了明显的正移,也证明了热处理之后催化剂表面电子结构的变化.核壳结构改变对催化活性的影响也通过旋转圆盘电极进行了测量.相比于未经处理的样品, 200 oC处理之后的钯@铂核壳催化剂在0.9 V电位处的质量活性损失了约37%.进一步提高热处理温度至300 oC之后,钯@铂核壳催化剂的质量活性只有初始状态的44%.本文揭示核壳结构中因热处理而导致的原子扩散现象,并为燃料电池中核壳催化剂的应用及膜电极的制备工艺条件提供了参考.     

《催化学报》庆祝何鸣元院士八十华诞专刊

《催化学报》以本期专刊的出版庆祝何鸣元院士八十华诞,表达对何先生五十多年来为我国催化及相关领域发展所作出的卓越贡献的崇高敬意!何鸣元先生1940年2月8日出生于上海,1961年毕业于华东纺织工学院(现东华大学)应用化学专业,同年进入石油化工科学研究院工作至今.1980-1984年作为访问学者赴美国西北大学化学系和美国得克萨斯大学奥斯汀分校化工系进行合作研究.2000年以来,应邀兼任华东师范大学教授,2003年领导建立上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室.何鸣元先生担任过许多学术职务.曾任石油化工科学研究院总工程师、学术委员会副主任,中国科学院学部主席团成员、化学部副主任,中国化学会常务理事、绿色化学专业委员会主任,国际催化理事会理事,国际沸石分子筛协会副主席等.何鸣元先生长期从事催化材料、炼油化工催化剂与工艺研究.发明了一系列沸石分子筛合成新方法与炼油催化剂,开发了双反应区催化裂化增产汽油异构烷烃MIP工艺(Maximum Isoparaffin Process)等多个具有自主知识产权的新工艺,为发展我国重油裂化技术、提高催化裂化汽油辛烷值、开发新标准汽油生产技术等作出了突出贡献.何鸣元先生是我国绿色化学的奠基人之一,他以国民经济可持续增长为目标,大力倡导和推动绿色化学与化工学术研究与技术开发.2001年担任科技部国家基础研究重大项目(2001-2005)'石油炼制与基本有机化学品加工的绿色化学'首席科学家,推动了多项绿色炼油与化工新技术的突破和工业应用.针对碳资源利用过程中所面临的效率低、污染物排放严重等问题,2011年,何先生和合作者从碳资源加工、利用和循环等全周期考虑,提出了'绿色碳科学'的概念,对碳资源的高效、清洁、循环利用具有重要的指导作用.近年来,发起并主持了以'可持续发展能源化工的科学基础:绿色碳科学与绿色氢科学'沸石分子筛:等级特性、选择催化与分子工程'绿色生态环境与化学化工'等为主题的香山科学会议以及其它高水平学术会议,为相关学科指出了发展方向.何鸣元先生获得了许多学术奖励和荣誉.他于1995年当选为中国科学院院士,曾获得国家发明二等奖(1995)、何梁何利科学技术进步奖(2001)、中国催化成就奖(2012)、法国教育部棕榈叶骑士勋章(2012)、法国里昂高师荣誉博士学位(2016)、中国分子筛终身成就奖(2019)等,在国内外催化与石油化工界享有崇高的声誉.本期专刊收录了15篇学术论文,内容涉及新型分子筛催化剂的合成、单原子催化、光催化、电催化以及甲烷、二氧化碳、生物质等碳资源的催化转化等,一定程度上反映了何先生过去五十多年的研究兴趣,并展现了当前国际催化科学与技术研究的前沿和进展.在此,我们衷心感谢论文作者、审稿专家和《催化学报》编辑部等相关人员所给予的大力支持.     

REAL‐t1, an Effective Approach for t1‐Noise Suppression in NMR Spectroscopy Based on Resampling Algorithm

Summaryof main observation and conclusionIn multidimensional(nD)NMR spectroscopy,t1noise usually appears as ridges along indirect dimen-sions,and affects observation of weak signals.The main source of t1noise is instrumental instability,which causes random variation of FID amplitude during data acquisitions and introduces random noise-like peaks into spectrum after Fourier transformation.A number of efforts have been devoted,in order to develop new method or to improve existing approaches for suppressing t1noise.Herein,we propose a novel t1noise suppression method based on resampling algorithm for data processing,shortenedas REAL-t1.The method was verified using simulated 2D spectra,and NOESY spectra of sucrose and protein GB1,showing that the spectral quality was improved in all cases.The performance of REAL-t1was also compared with another recently pro-posed method,which showed that these two methods provided similar performance while REAL-t1cost much shorter experimental time.     

Synthesis of CF2H‐Containing Oxime Ethers Derivatives from ClCF2H,tert‐Butyl Nitrile and Indoles

Summaryof main observation and conclusion A new and intriguing methodology to access various O-difluoromethylation oxime compounds from CICF2H,TBN and indoles is developed under mild reaction conditions.This strategy can suppress N-difluoromethylation of indoles successfully,in which there are two different active species(:CF2and·NO)while indoles are unprotected,featuringsimple operation and radical involvement.     

Expedient Synthesis of Ketones via N‐Heterocyclic Carbene/Nickel‐Catalyzed Redox‐Economical Coupling of Alcohols and Alkynes†

An N‐heterocyclic carbene/nickel‐catalyzed direct coupling of alcohols and internal alkynes to form α‐branched ketones has been developed. This methodology provides a new approach to afford branched ketones, which are difficult to access through the hydroacylation of simple internal alkenes with aldehydes. This redox‐neutral and redox‐economical coupling is free from any oxidative or reductive additives as well as stoichiometric byproducts. These reactions convert both benzylic and aliphatic alcohols and alkynes, two basic feedstock chemicals, into various α‐branched ketones in a single chemical step.     

Oxidative Dehydrogenative Silylation‐Alkenation Reaction of Alkyl Aromatics with Silanes

A Cu(OAc)₂/DDQ/DTBP/Py system catalyzed oxidative dehydrogenative silylation‐alkenation tandem reaction of readily available alkyl aromatic compounds with silanes was established. A variety of functionalized alkenyl organosilicon compounds were provided in good to high yields with a total β‐(E) selectivity. The control experiments revealed that the transformation might proceed through a radical pathway.     

Enhanced TE properties of Cu@Ag/Bi2Te3 nanocomposites by decoupling electrical and thermal properties

Cu@Ag/Bi2Te3 nanocomposites were prepared for the first time by ultrasonic dispersion-rapid freezedrying method combined with spark plasma sintering(SPS).By changing the content of Cu@Ag nanoparticle,we could modulate the temperature dependent thermoelectric properties.The highest ZT value can be obtained at 450 K for 1 vol%Cu@Ag/Bi2Te3,which is benefited from the decoupling of electrical and thermal properties.With the increase of electrical conductivity,the absolute value of Seebeck coefficient lifts while the thermal conductivity declines.Meanwhile,the average ZT value between 300 K and 475 K was 0.61 for 1 vol%Cu@Ag/Bi2Te3,which is much higher than that of pristine Bi2 Te3.Therefore,the decoupling effect of Cu@Ag nanoparticles incorporation could be a promising method to broaden the application of Bi2Te3 based thermoelectric materials.     

石墨相氮化碳/蒙脱石复合材料的制备及其可见光催化性能

为提高石墨相氮化碳(g-C₃N₄)对可见光的利用率及光催化效率,采用热聚合与直接负载等方法,将g-C₃N₄负载于蒙脱石表面,制备了g-C₃N₄/蒙脱石复合光催化材料,其结构经SEM, FT-IR及XRD表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究了不同负载量g-C₃N₄/蒙脱石复合光催化剂的可见光催化性能。并分别以对苯醌、碘化钾和异丙醇为自由基捕获剂,研究了复合材料的光催化机理。结果表明：当g-C₃N₄的质量分数为83%(CN/M-83%)时,RhB经可见光照射1 h后,降解率达到99.2%。光催化速率常数为纯g-C₃N₄光催化速率常数的3.2倍。     

液质联用中接口离子化新技术

液相色谱-质谱联用(简称液质联用,LC-MS)将色谱的高分离效能与质谱强大的结构测定功能结合,不仅实现了对复杂混合物更准确的定性定量分析,而且简化了样品的前处理过程,使样品分析更简便,在药物分析、食品与环境分析以及生物样品检测等众多领域得到了广泛的应用。作为LC-MS的核心组成部分,液质接口的作用是将LC的液体引入,发生电离,并将生成的离子传输进MS。因此,接口离子化技术的改进直接影响了LC-MS的发展和应用。为了获得更高的灵敏度和更广泛的适用性,研究人员一直致力于离子化技术的研究,以促进分析物的解吸,提高其电离和传输效率,减少基质效应的干扰。本文针对近年来LC-MS接口离子化技术的改进和发展,从离子化原理出发,对接口离子源的构造、影响电离的因素、以及相关的应用进行综述,探讨其优缺点,并对LC-MS接口离子化技术的发展趋势进行了展望。     

废旧锂离子电池正极材料资源化回收与再生

随着电子设备的普及和电动汽车行业的迅速崛起,作为提供能量来源的锂离子电池发挥着重要的作用。以钴酸锂、磷酸铁锂以及三元正极材料为代表的锂离子电池产销量不断增加;与此同时,为了提供更长的续航时间以及续航稳定性,新型锂离子电池材料的研究工作也在不断推进。在此背景下,锂离子电池正极材料的失效、废弃以及资源化回收再生的过程就显得愈发重要,如何在下游解决报废锂离子电池处理的问题也逐渐提上日程。基于此,本文分别从湿法和火法再生两个角度对废旧锂离子电池正极材料的回收和再生过程进行了介绍,包括回收条件优化的方法、较为新颖的回收再生方法以及再生材料的性能等,并总结了回收再生过程的杂质元素,包括铝、铜等元素对再生材料结构和性能的影响以及工业上常用的回收废旧锂离子电池的方法和环境影响。最后对锂离子电池回收的方法进行总结并进行展望。