1,3-丁二烯选择性加氢催化剂的设计策略以及构效关系

催化裂化是石油化工的核心单元之一.从催化裂化尾气中分离出来的碳四馏分富含许多的不饱和烯烃,如1-丁烯、顺、反式-2-丁烯以及少量的1,3-丁二烯,这些不饱和烯烃可以通过后续聚合反应,生成合成橡胶和工程塑料的重要原料,具有重要的应用价值.上述工艺过程对原料中1,3-丁二烯的含量(<100~200 ppm)有严苛的要求.采用选择性加氢技术对碳四馏分中的1,3-丁二烯进行选择性加氢,将其转化为更高附加值的单烯烃是一个理想的解决方案.然而,1,3-丁二烯加氢反应得到的单烯烃可能发生深度加氢得到副产物丁烷.因此,开发高效选择性加氢催化剂对碳四资源的利用具有重要的现实意义.另一方面,1,3-丁二烯加氢反应可以作为模型反应,用来考察选择性加氢催化剂的性能.基于此,该反应无论在工业界还是学术界均受到广泛关注.尽管如此,有关1,3-丁二烯加氢催化剂研究进展方面的综述极少.仅有关于1,3-丁二烯加氢作为模型反应的综述报道.本文对过去半个世纪以来1,3-丁二烯加氢反应中不同催化剂的发展历程进行系统综述,特别是包括Pd,Pt和Au等的单一贵金属催化剂.重点介绍以下内容:(1)固体催化剂构效关系,包括活性金属尺寸效应、晶面和形貌效应以及载体效应(晶相、孔道和酸碱性);(2)高性能催化剂的设计新策略,如单原子催化剂、核壳结构催化剂、金属-离子液复合催化体系以及载体的形貌调控;(3)催化剂的反应机理和失活机理.提出了1,3-丁二烯选择性加氢高性能催化剂开发面临的挑战,并对潜在的发展方向进行了展望.本文认为随着纳米技术和金属纳米材料合成方法的快速发展,对贵金属活性组分进行原子层面上的调控(包括形貌、尺寸以及单原子配位环境等)已成为可能.这将有助于研制出一类新型高性能选择性加氢催化材料,从而实现高转化率条件下高附加值单烯烃的定向转化.此外,载体的酸碱性和孔道结构的调控有助于进一步调节催化剂的抗积炭性能,也是未来发展的一个重要方向.     

M/C3N4/AC (M=Au,Pt,Ru)催化乙炔与二氯乙烷耦合反应:双功能催化剂性能如何?

聚氯乙烯是世界上产量最大的通用塑料,在日常生活的诸多领域具有广泛应用.按照原料来源划分,聚氯乙烯的工业生产方法主要有基于煤炭的电石法和基于石油的"平衡法".我国有丰富的煤炭资源,因此,电石乙炔法是合成聚氯乙烯的主要途径.该方法采用乙炔与氯化氢在活性炭担载氯化汞催化剂上进行氢氯化反应得到聚氯乙烯的单体氯乙烯.然而,由于汞...     

Post-treatment by an ionic tetrabutylammonium hexafluorophosphate for improved efficiency and stability of perovskite solar cells

Interface engineering is an effective way to improve efficiency and long-term stability of perovskite solar cells(PSCs).Herein,an ionic compound tetrabutylammonium hexafluorophosphate(TP6)is adopted to passivate surface defects of the perovskite film.It is found that TP6 effectively reduced the surface defects,especially at the grain boundaries where the defects are abundant.Meanwhile,the exposed long alkyl chains and fluorine atoms in the TP6 enhanced the moisture stability of the perovskite film due to its strong hydrophobicity.In addition,the driving force of charge carrier separation and transport is increased by enlarged built-in potential.Consequently,the power conversion efficiency(PCE)of PSCs is significantly improved from 20.59% to 22.41%by increased open-circuit voltage(V_oc)and fill factor(FF).The unencapsulated device with TP6 treatment exhibits better stability than the control device,and the PCE retains-80%of its initial PCE after 30 days under 15%-25%relative humidity in storage,while the PCE of the control device declines by more than 50%.     

热重分析技术及其在高分子表征中的应用

热重分析技术(TGA)是在程序控制温度和设定气氛下表征材料受热过程中的质量随温度或时间变化的高精度研究工具,具有重复性好、灵敏度高和热过程控制精准等优点.近年来,TGA技术在高分子材料领域得到了广泛应用,促进了高分子材料热稳定性、组成分析以及热分解机理等材料细观热响应特性的深入研究.本文分别从热重分析基本原理、仪器校准...     

无机与有机混合物的含量分析——以探究鼻可乐成分为例

在化学实验课堂上,以生活中常见药品作为实验对象更能激发起学生对化学学习的兴趣。鼻可乐是一种常见的市售洗鼻剂,主要成分为氯化钠、柠檬酸与柠檬酸钠,是一种典型的无机物与有机物的混合体系。本文设计了对鼻可乐的组成进行定量分析的方法,并且通过实验验证其合理性,以期为鼻可乐成分分析实验进入高校分析化学实验课堂提供指导方法。学生通过该实验不仅能掌握恒重坩埚、沉淀滴定等实验基本操作方法,而且能更好地理解定量分析数据的方法。     

金属衬底在石墨烯化学气相沉积生长中的作用

以过渡金属为催化衬底的化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)已经可以制备与机械剥离样品相媲美的石墨烯,是实现石墨烯工业应用的关键技术之一。原子尺度理论研究能够帮助我们深刻理解石墨烯生长机理,为实验现象提供合理的解释,并有可能成为将来实验设计的理论指导。本文从理论计算的角度,总结了各种金属衬底在石墨烯CVD生长过程中的各种作用与相应的机理,包括在催化碳源裂解、降低石墨烯成核密度等,催化加快石墨烯快速生长,修复石墨烯生长过程中产生的缺陷,控制外延生长石墨烯的晶格取向,以及在降温过程中石墨烯褶皱与金属表面台阶束的形成过程等。在本文最后,我们对当前石墨烯生长领域中亟需解决的理论问题进行了深入探讨与展望。     

壳聚糖及其衍生物递送miRNA/siRNA的研究进展

微小RNA(microRNA,miRNA)和短链干扰RNA (small interfering RNA,siRNA)是两类具有调节基因表达功能的内源性非编码性小RNA分子.它们已成为多种疾病的潜在治疗药物,逐渐被应用于基因治疗中,而将小RNA应用于基因治疗亟需一种安全高效的递送载体.壳聚糖及其衍生物作为一种可降解、低...     

基于元素指纹的白术产地溯源及其与土壤的相关性研究

本研究主要采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)等手段测定5个产地白术41种矿质元素含量和土壤41种化学成分指标, 结合聚类分析法、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)法和Pearson相关性分析研究了不同产区白术矿质元素特征以及不同产区土壤因子的差异, 并对它们的相关性进行了探讨. 结果表明, 采用无监督的聚类分析和有监督的PLS-DA均能正确判别不同产地的白术和土壤, 其中稀土元素在浙江白术与土壤间呈正相关. 另外, Li、V、Mn、Co、Cu、Rb、Cd、Cs、Ba等微量元素是白术产地溯源的关键因素. 研究发现在白术生产实践中可以通过适量控制种植地的土壤湿度、增施特定肥料等措施调控白术矿质元素含量. 本研究将为解释道地白术的品质形成机制, 保证白术药效质量的有效性提供一定帮助.     

N-[(2,2–propinyldiferrocenyl)methinyl]benzoyl hydrazone and its bivalent transition metal complexes

Transition Metal Chemistry -     

Simultaneous Removal of Antibiotics and Heavy Metals with Poly(Aspartic Acid)-Based Fenton Micromotors

The discharge of diverse pollutants has led to a complex water environment and posed a huge health threat to humans and animals. Self-propelled micromotors have recently attracted considerable attention for efficient water remediation due to their strong localized mass transfer effect. However, a single functionalized component is difficult to tackle with multiple contaminants and requires to combine different decontamination effects together. Here, we introduced a multifunctional micromotor to implement the adsorption and degradation roles simultaneously by integrating the poly(aspartic acid) (PASP) adsorbent with a MnO₂-based catalyst. The as-prepared micromotors are well propelled in contaminated waters by MnO₂ catalyzing hydrogen peroxide. In addition, the catalytic ramsdellite MnO₂(R-MnO₂) inner layer is decorated with Fe₂O₃ nanoparticles to improve their catalytic performance, contributing to an excellent degradation ability with 90% tetracycline (TC) removal in 50 minutes by enhanced Fenton-like reactions. Combining the attractive adsorption capability of poly (aspartic acid) (PASP), the composite micromotors offer an efficient removal of heavy metal ions in short time. Moreover, the designed micromotors are able to simultaneously remove antibiotic and heavy metals in mixed contaminants circumstance just in single treatment. This multifunctional micromotor with distinctive decontamination ability exhibits a promising prospective in treating multiple pollutants in the future.