催化还原降解Cr(Ⅵ)

工业化的快速发展导致含有六价铬(Cr(Ⅵ))的废水排放量日益增加,Cr(Ⅵ)的毒性和高流动性造成极大的环境污染问题。将Cr(Ⅵ)还原成低毒性和低流动性三价铬(Cr(Ⅲ))是当前的有效处理方式之一。与传统方法相比,利用太阳光、电和微波等驱动氧化还原反应进行Cr(Ⅵ)降解,无催化剂消耗,还原剂用量少,且不会造成二次污染和有限资源损耗,成为处理Cr(Ⅵ)污染的有效解决方案。基于此,本文综述了光催化剂、电催化剂及微波催化剂等在还原Cr(Ⅵ)领域的应用现状,在总结分析前人研究成果的基础上,对今后Cr(Ⅵ) 催化还原技术的研究方向和重点进行了展望。     

Gadolinium Photocatalysis: Dearomative [2+2] Cycloaddition/Ring‐Expansion Sequence with Indoles

Lanthanide photocatalysts are much less investigated in synthetic chemistry than rare and expensive late transition metals. We herein introduce Gd^III photocatalysis of a highly regioselective, intermolecular [2+2] photocycloaddition/ring‐expansion sequence with indoles, which could provide divergent access to cyclopenta[b]indoles and indolines. A simple and commercially available Gd(OTf)₃ salt is sufficient for this visible‐violet‐light‐induced transformation. The reaction proceeds either through a transient or start‐to‐end dearomatization cascade and shows excellent regioselectivity (usually >95:5 r.r.), broad scope (59 examples), good functional group tolerance and facile scale‐up under mild, direct visible‐light‐excitation conditions. Mechanistic investigations reveal that direct excitation of the Gd(OTf)₃/indole mixture gives an excited state intermediate, which undergoes the subsequent [2+2] cycloaddition and cyclobutane‐expansion cascade.     

H2O2络合凝胶法制备纳米TiO2/SiO2复合催化剂及其光催化性能

采用H2O2络合凝胶法获得钛的络合物[TiO(H2O2)]2 水溶胶,并与SiO2水溶胶包覆复合,制备了纳米TiO2/SiO2复合半导体催化剂,其结构经XRD和BET表征。以含阳离子艳红染料模拟废水降解为模型反应,考察了复合催化剂的光催化性能。实验结果表明:经650℃焙烧后的复合催化剂中TiO2粒径为9.8 nm,光催化活性最好,SiO2的最佳掺杂量为25%。     

磷钨酸/SiO2负载化光催化剂的制备与表征

以溶胶–凝胶法合成的SiO2作载体,固载磷钨酸制得负载化磷钨酸光催化剂,用XRD、FT-IR、UV-Vis-DRS等方法表征了催化剂的理化性能。结果表明,所制备的负载化磷钨酸催化剂对甲基橙的光催化降解反应具有较好的催化性能。     

大规模合成具有氧空位的多孔Bi2O3用于有效降解亚甲基蓝

光催化降解有机污染物由于其具有低能耗和绿色环保的特点,已经成为研究的热点. 氧化铋纳米晶体的带隙在2.0∽2.8 eV之间,利用它催化可见光降解有机污染物具有较高的活性,从而引起了越来越多的关注. 尽管近年来已经开发了几种制备Bi₂O₃基半导体材料的方法,但是仍然难以用简单的方法大规模地制备高活性的Bi₂O₃催化剂. 因此,开发简单可行的大规模制备Bi₂O₃纳米晶体的方法对于工业废水处理的潜在应用具有重要意义. 本文通过蚀刻商用BiSn粉末,然后进行热处理,成功地大规模制备了多孔Bi₂O₃. 获得的多孔Bi₂O₃在亚甲基蓝(MB)的光催化降解中表现出优异的活性和稳定性. 对该机理的进一步研究表明,多孔Bi₂O₃合适的能带结构允许生成活性氧物种,例如O₂^-·和·OH,可有效降解MB.     

水热法制备纳米ZnS的光催化性能研究

采用水热法制备了结晶良好的ZnS纳米粒子,通过XRD、FT-IR、TEM、UV-Vis DRS等手段对所合成的ZnS粉体的结构、粒度和理化性能进行表征,并以亚甲基蓝为目标降解物,评价了ZnS粉体在紫外光和可见光下的光催化性能。研究结果表明,水热法制备的纳米ZnS为典型的六方晶系,粒径大致为10～20 nm,不论是在紫外光或可见光下对亚甲基蓝均具有优异的脱色率,呈现出良好的光催化性能。     

Preparation of the TiO2 Thin Film Photocatalyst by the Dip-Coating Process

Titanium dioxide (TiO2) coated glass-plate thin film photocatalysts for elimination of air pollutants, were prepared by the dip-coating process with titanium alkoxide including polyethylene glycol (PEG). The surface structure of these thin films changed drastically with the size of the PEG. They were either transparent or opaque. Nitrogen oxides (NOx), one of the most hazardous of air pollutants, were found to be efficiently eliminated by the thin film photocatalyst. The photocatalytic activities of the transparent and opaque thin films were found to be almost equal. This may be due to the two films having the same surface area. The highest activity was obtained for thin films around 1 m.     

可见光催化烯烃砜基化启动的远程醛基碳-氢键直接硫化反应

有机硫化合物广泛应用于医药、农药、新材料等领域, 因此, 发展新的碳-硫键形成方法非常重要. 近年来, 烯烃的自由基砜基化反应作为一种温和、有效的有机硫化合物合成策略得到了快速发展, 其中, 烯烃的硫砜基化反应因为能够同时构建两种不同的碳-硫键成了一种非常有吸引力的碳-硫键形成方法. 以硫代磺酸酯同时作砜基化和硫化试剂, 实现了一个可见光催化烯烃砜基化启动的远程醛基碳-氢键直接硫化反应, 一步合成了6-或7-砜基取代的硫酯类化合物. 反应具有优秀的原子经济性, 产率中等到良好, 能兼容各种不同的官能团. 相比传统的烯烃1,2-或1,1-硫砜基化反应, 首次实现了官能团化烯烃的远程硫砜基化反应, 拓展了现有硫砜基化反应方法学. 初步的机理研究表明, 该反应可能经历一个可见光催化的自由基反应历程.     

Z型光催化剂Sb2WO6/g-C3N4的制备及光催化性能

通过水热反应合成了Sb₂WO₆改性的g-C₃N₄复合材料(Sb₂WO₆ /g-C₃N₄). 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 紫外-可见漫散射反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)等表征了样品的性质. 结果表明, Sb₂WO₆在g-C₃N₄的表面上生长, 并且复合材料光吸收能力有一定的增强, 光生电子-空穴的重组率降低. 通过罗丹明B(RhB)的光降解评价了Sb₂WO₆/g-C₃N₄复合材料的光催化性能. 结果表明, 模拟日光下Sb₂WO₆质量分数为10%的Sb₂WO₆/g-C₃N₄复合材料在60 min内对RhB的降解率为99.3%, 高于纯g-C₃N₄和Sb₂WO₆. Sb₂WO₆/g-C₃N₄复合材料的这种高度增强的光催化活性主要归因于强的界面相互作用促进了光生电子-空穴分离和迁移. 添加自由基清除剂的实验结果表明, ·O^2-和h⁺是光催化反应中的主要活性物质. Sb₂WO₆/g-C₃N₄复合材料在几个反应周期内表现出优异的稳定性. 根据实验结果提出了一种可能的Z型光催化机理.     

可见光催化烷基磺酰自由基启动芳酰肼的烷基磺酰化反应

鉴于磺酰基在有机分子中的重要意义,磺酰基的引入与磺酰化合物的合成被广泛报道.其中,磺酰肼化合物因在抗肿瘤、抗菌等方面表现出的生物活性,其相关合成备受关注,本工作发展了可见光照射下烷基三氟硼酸钾、DABCO·(SO2)2(1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octane,DABCO)和芳酰肼的有机光反应,一锅法...