纳米钒铬复合氧化物的溶剂热合成、表征及催化2,6-二氯甲苯氨氧化反应（英文）

甲基芳烃气相氨氧化反应制备对应的芳香腈被认为是丙烯氨氧化制备丙烯腈之后化工领域又一重大进展,芳香腈是重要的精细化学品,广泛应用于医药、农药、颜料、染料、橡胶、光电材料等领域.其中2,6-二氯甲苯氨氧化反应制备2,6-二氯苯腈是特别重要的反应,2,6-二氯苯腈工业上可用于制备高效除草剂、杀菌剂及各种特种工程塑料;然而相较于其它的甲基芳烃,2,6-二氯甲苯由于甲基邻位有两个较大位阻且较强吸电子的氯原子影响,甲基活性较低,较难发生氨氧化反应,原料转化率和产品收率均较低.本课题组一直致力于发展高活性和选择性的氨氧化催化剂以及有效的策略实现甲基芳烃高效转化为芳香腈,我们曾以硅胶负载的钒磷氧化物(VPO/SiO_2)和钒铬氧化物(VCrO/SiO_2)为催化剂,成功实现了2,6-二氯甲苯氨氧化反应制备2,6-二氯苯腈.钒铬复合氧化物(VCrO)具有广泛的应用,可用于多相催化、气体传感、能量储存等领域.VCrO通常通过高温固相反应制备,然而一般得到的是混合相,产品形态和颗粒大小也不能很好控制;当用于氧化或氨氧化反应时,需要较高的反应温度,原料也容易发生过度氧化,导致积碳及活性降低.我们以V_2O_5和CrO_3为原料,在醇或者醇水溶液中于180℃进行溶剂热反应制备了无定形的VCrO前驱体,然后将前驱体在不同温度下氮气气氛中煅烧,产品通过粉末X射线衍射、透射电镜和X射线光电子能谱等进行表征.当以甲醇或甲醇水溶液为溶剂热反应介质,并且前驱体700℃进行煅烧后,产品为纯的正交晶系CrVO4纳米晶相;当以甲醇为溶剂时,CrVO_4晶相的尺寸大约为500 nm;而改为甲醇水溶液为溶剂时,产品尺寸急剧减小到50 nm以下,而且通过改变甲醇和水的体积比分别为10:1,5:1,1:1和1:5时,CrVO_4纳米晶相的尺寸从50 nm逐渐减小到30,20和10 nm,能够进行有效调控.据我们所知,这是首次合成纯的CrVO_4纳米晶相.我们以该纳米CrVO4为催化剂催化2,6-二氯甲苯氨氧化反应制备2,6-二氯苯腈,在335℃的相对较低温度下反应,原料转化率为84%,产品收率为75%;进一步升高温度到390℃,原料转化率为99%,产品收率可达81%.在所有已报道的二元复合氧化物催化剂中,纳米CrVO_4显示了最高的催化活性,主要归功于它较小的粒子尺寸、较大的表面积和更多暴露的活性中心     

La1-xSrxCoO3(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)钙钛矿型氧化物的催化性能及改性

通过溶胶-凝胶法制备出A位Sr掺杂的钙钛矿型氧化物La_(1-x)Sr_xCoO_3(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8),并将其作为催化剂应用于双功能氧电极中。测试结果表明,A位Sr的掺杂的La_(1-x)Sr_xCoO_3比LaCoO_3具有更高的电催化活性,并且La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3在氧还原和氧析出反应中均表现出最优的催化性能,最大电流密度分别达到0.244 A·cm~(-2)(-0.6 V vs Hg/HgO)和0.303 A·cm~(-2)(1 V vs Hg/HgO)。为进一步提高催化剂的催化活性,将水热法制备的α-MnO_2纳米管与La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3复合作为双功能催化剂。当α-MnO_2的质量分数为40%时,比起单一的α-MnO_2或钙钛矿氧化物,α-MnO_2/La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3复合材料表现出协同效应,有更好的双功能电催化活性,使双效氧电极具有更好的电化学性能及稳定性。     

LaSrCo0.9B’0.1O4复合氧化物制备、氧化性能及表征

采用聚丙烯酰胺法制备了类钙钛矿LaSrCo_0.9B’_0.1O₄系列复合氧化物(B’= Mn、Fe、Ni、Cu)和LaSrCoO₄,并考察了对CO和C₃H₈催化氧化反应的活性,运用XRD、BET、TEM、TPD等方法对LaSrCo_0.9Ni_0.1O₄、LaSrCoO₄进行了表征.结果表明, LaSrCo_0.9Ni_0.1O₄和LaSrCoO₄都为四方K₂NiF₄型纳米材料. Ni的掺入提高了LaSrCoO₄的催化活性、O₂的吸附量和晶格畸变率,降低了平均晶粒度.     

La2-xKxCuO4类钙钛矿复合氧化物对柴油车排放碳颗粒物催化燃烧性能的研究

使用溶胶-凝胶法制备了纳米级不同K取代量的La2-xKxCuO4催化剂，通过H2-TPR，XRD，FT-IR和SEM等多种分析方法对催化剂进行了表征，利用程序升温氧化反应（TPO）就催化剂对碳颗粒物燃烧的催化活性进行了评价。结果表明：以K^＋部分取代La2CuO4中的La^3＋，La2-XKXuO4催化剂对soot催化燃烧的活性明显提高，其中K^＋的取代量对La2CuO4的晶形和活性都产生不同的影响；当x=0．2时，La1.8K0.2CuO4催化剂上呈四方晶相，soot的起燃温度下降到320℃。     

几种尖晶石型氧化物纳米粉体的制备及气敏性

采用化学共沉淀法合成了４种尖晶石型复合氧化物ＭＦｅ２Ｏ４（Ｍ＝Ｃｕ＾２＋，Ｚｎ＾２＋，Ｃｄ＾２＋，Ｍｇ＾２＋），Ｘ射线粉末衍射分析，透射电镜及比表面测定等表征结果表明它们均具较大比表面积的纳米粉体，平均粒径〈５０ｎｍ，将样品做成厚膜型气敏元件，测定了其对乙炔，液化石油气，一氧化碳、氢气和乙醇等还原（可燃）性气体的气敏特性。     

La0．67Ca0．33Mn1-xCrxO3（0．0≤x≤0．15）中的异常CMR效应

研究了Mn位掺Cr体系La0．67Ca0．33Mn1-xCrxO3(0．0≤x≤0．15)的磁性和磁电阻性质，发现Cr掺杂对居里温度Tc影响不明显，但是导致了反常的电输运和磁电阻行为，随着Cr含量的增加，起始电阻率峰向低温移动，同时电阻率出现一个附加峰。在磁场作用下，两个电阻率峰被强烈压缩，导致CMR效应中出现双峰，并且CMR效应的温区被极大地拓宽了，从低温直到接近室温。这个结果表明：Mn位元素替代是调节CMR效应的有效方法。     

富勒吡咯及其N-氧化物对双卟啉荧光的萃灭研究

本文合成了新型的亚苯基桥连双卟啉化合物（1~4）和富勒吡咯化合物(C₆₀-m, C₆₀-h) 以及它们的N-氧化物(C₆₀-mo, C₆₀-ho)。通过稳态荧光光谱研究了在甲苯溶液中富勒吡咯及其N-氧化物对双卟啉化合物的荧光萃灭作用。通过稳态荧光光谱滴定法测定了双卟啉化合物和富勒烯衍生物之间的荧光萃灭常数并发现：富勒吡咯化合物的荧光萃灭能力随引入富勒烯表面功能基团数目的减少而降低: C₆₀-h>C₆₀-m > C₆₀，并且发现富勒吡咯烷-N-氧化物对双卟啉的荧光萃灭能力比相应的富勒吡咯化合物增长了大约1.3~7.4倍。这些结果都说明通过改变富勒烯表面的功能基团可以调控双卟啉和富勒烯衍生物之间的光电子转移效率。     

[η^5-Bz~5C~5(CO)~nM]~2的合成

本文通过η^5-Bz~5C~5MNa与氧化偶联试剂Fe~2(SO~4)~3/HOAC/H~2O的反应合成了含η^5-五苄基环戊二烯基配体的两个金属-金属单键化合物[η^5-Bz~5C~5(CO)~3M]~2 (1: M=Mo; 2: M=W) , 产率分别为45%和19% . 1 在沸腾的甲苯中可进一步脱碳而以98%的产率生成金属-金属叁键化合物[η^5-Bz~5C~5(CO)~2Mo]~2 (3).1～3的结构均经碳氢分析, IR, ^1H NMR 和MS鉴定. 3的结构尚被单晶X射线衍射分析确证 .     

稀土A-Ce-O催化剂的合成及性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法合成出了几种含铈稀土复合氧化物催化剂,运用XRD,IR等不同测试手段对复合氧化物催化剂进行了表征,测试了甲烷催化燃烧活性.XRD分析结果表明:经1200 ℃焙烧3 h后4种催化剂中Ba-Ce-O,Sr-Ce-O主要以单一相钙钛矿结构BaCeO3和SrCeO3的形式存在,La-Ce-O体系催化剂呈现面心立方晶体结构特征衍射峰,与立方结构CeO2的衍射峰相似,只是峰的位置偏向低角度;Mg-Ce-O主要以简单氧化物CeO2的相存在,在甲烷催化燃烧反应中La-Ce-O显示出了良好的催化活性,T10为510 ℃,T90为670 ℃;主相为SrCeO3的Sr-Ce-O体系催化剂的甲烷催化活性最差,T10为570 ℃,T90为743 ℃.     

三取代钨硅杂多配合物的导电性和磁性

合成了α－ＮａｍＨｎ［ＳｉＷ９Ｍ３（Ｈ２Ｏ）３Ｏ３７］·１６Ｈ２Ｏ（Ｍ＝Ｃｏ（Ⅱ），Ｎｉ（Ⅱ），Ｖ（Ⅴ）杂多配合物），通过ＩＣＰ，ＩＲ，ＵＶ，ＴＧ－ＤＴＡ，ＸＰＳ，ＥＰＲ，极谱等手段进行了表征．配合物在室温下的电导率σ值达１×１０－３Ｓ·ｃｍ－１，３４３Ｋ时可达１×１０－２Ｓ·ｃｍ－１，是有实用化前景的新型固体电解质．变温磁化率结果表明α－Ｎａ１０［ＳｉＷ９Ｃｏ３（Ｈ２Ｏ）３Ｏ３７］·１６Ｈ２Ｏ和α－Ｎａ１０［ＳｉＷ９Ｎｉ３（Ｈ２Ｏ）３Ｏ３７］·１６Ｈ２Ｏ具有反铁磁性．