含环氧基团的聚合物微球固载2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基催化剂的制备及其催化分子氧氧化苯甲醇

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体, 以乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂, 采用悬浮聚合法制得交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(CPGMA)微球, 然后以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(4-OH-TEMPO)为试剂, 使CPGMA微球表面的环氧基团发生开环反应, 从而制得了TEMPO固载化微球TEMPO/CPGMA, 考察了制备条件对固载化反应的影响, 并采用多种方法对微球TEMPO/CPGMA进行了表征. 将微球TEMPO/CPGMA与CuCl组成共催化体系, 用于分子氧氧化苯甲醇, 考察了反应条件对催化体系性能的影响. 结果表明, 以含环氧基团的聚合物微球CPGMA为载体, 通过开环反应, 可成功地实现TEMPO的固载化, 开环反应属S_N2亲核取代反应, 适宜采用溶剂N,N''-二甲基甲酰胺和反应温度85℃. 非均相催化剂TEMPO/CPGMA与助催化剂CuCl构成共催化体系, 在室温、常压O₂条件下可高效地将苯甲醇氧化为苯甲醛, 产物选择性和产率分别为100%和90%. 主催化剂TEMPO与助催化剂CuCl适宜的摩尔比为1:1.2; 主催化剂适宜用量为0.90 g. 此外, TEMPO/CPGMA固体催化剂具有良好的循环使用性能.     

EDTA对活性炭的功能化处理及其对炭载Pd催化剂电催化性能的影响

采用乙二胺四乙酸(EDTA)对活性炭进行功能化处理, 研究了其对表面基团、炭载Pd 纳米粒子结构及Pd催化剂电催化性能的影响. 傅里叶变换红外(FTIR)光谱和X射线光电子能谱(XPS)表征表明, EDTA处理在炭表面引入了含氮基团. X射线粉末衍射(XRD)光谱、透射电镜(TEM)和电化学测试结果显示, 活性炭经EDTA处理后, 负载的Pd粒子粒径虽有所增大, 但由于炭载体与Pd粒子相互作用的增强, Pd利用率增加, 催化剂对甲酸氧化的活性和稳定性均显著提高. 电化学阻抗谱(EIS)分析进一步揭示, 甲酸在该催化剂电极上的电氧化反应具有较低的电荷传递电阻.     

基于POD方法的高超声速边界层转捩判定方法

高超声速边界层转捩是高超声速飞行器设计的关键基础问题之一.为了研究高超声速边界层转捩, 在风洞中, 对平板模型进行了M=5的实验, 在模型中心沿流动方向使用PCB脉动压力传感器对脉动压力时间序列进行采集.文章将本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法引入高超声速脉动压力数据处理中, 发展了单点POD分析方法.经验证, 使用该方法重构数据的均方根(root mean square, RMS)峰值位置可表征转捩位置, 实用性强.      

通过"双离子键"固载于季鏻盐聚合物的[Rh(CO)I3]2–物种在多相乙醇羰基化中的应用

贵金属物种(Rh或Ir络合物)在均相羰基化和氢甲酰化催化过程得到了广泛的应用,但始终存在分离繁琐等问题,其均相多相化可很大程度上简化分离操作,故一直广受重视.单位点催化剂因其具有可与均相相比拟的较高金属利用率和选择性而成为均相多相化的重要研究方向之一.研究发现,在碘物种存在的情况下用于固载金属物种的配位键容易断裂,进而导致金属物种的流失,而通过离子键固载的[Rh(CO)₂I₂]^–物种更加稳定,比如著名的甲醇羰基化“Acetica^TM”工艺中,[Rh(CO)₂I₂]^–负一价阴离子物种是以离子键的方式固定在带有阳离子骨架的甲基化聚乙烯吡啶树脂上.与甲醇羰基化过程类似的乙醇羰基化过程是生产重要化工中间体丙酸的主要途径之一,但该过程的均相多相化始终存在着稳定性差这一关键问题.为了解决这一问题,基于之前将固载于季鏻盐聚合物的[Rh(CO)I₃]^2–应用于甲醇羰基化的工作,我们将类似的季鏻盐聚合物固载Rh基催化剂Rh-TPISP用于多相乙醇羰基化过程,通过多种表征进一步证明了Rh物种和P物种结构,并提出了“双离子键”模型.P的K边XANES证明了聚合物TPISP的季鏻化阳离子骨架特征.HAADF-STEM测试表明Rh-TPISP中的Rh呈现单位点分散的状态.Rh的XPS和XANES结果证明了Rh-TPISP中Rh物种的价态介于0~+1.通过EXAFS的拟合解析给出了[Rh(CO)I₃]^2–活性中心结构.由于[Rh(CO)₂I₂]^–为经典的羰基化活性中心,为了进一步证明该结构的正确性,我们将Rh-TPISP的EXAFS和IR谱图与标样[PPh3Et]⁺[Rh(CO)₂I₂]^–对比发现:在EXAFS谱图中,Rh-TPISP中的Rh-C峰高低于[PPh3Et]+[Rh(CO)₂I₂]^–的Rh-C峰高,而Rh-TPISP中的Rh-I峰高高于[PPh3Et]+[Rh(CO)₂I₂]^–的Rh-I峰高,这就说明Rh-TPISP中Rh物种的Rh-C配位数小于2,而Rh-I配位数大于2;在IR谱图中,标样[PPh3Et]+[Rh(CO)₂I₂]^–中有两个羰基振动峰,与该物种的两个Rh-C配位键相符,而Rh-TPISP中的只有一个羰基振动峰,说明Rh-C配位数为1.因此,Rh-TPISP催化剂的季鏻盐骨架中的每个P物种带有一个正电荷,每个带有两个负电荷的[Rh(CO)I₃]^2–通过与两个[P]⁺的静电作用进行固载,形成“双离子键”结构.该催化剂在固定床乙醇羰基化过程中表现出优异的羰基化活性、选择性和稳定性.在3.5 MPa、195 oC反应近1000 h后,Rh-TPISP催化剂TOF保持在约350 h–1,丙酰基选择性为95%以上,高出所有文献报道的均相和多相乙醇羰基化活性.其较高的活性主要是因为[Rh(CO)I₃]^2–比传统Rh活性相[Rh(CO)₂I₂]^–具有更强的富电子性,而较高的稳定性主要是由于“双离子键”这种强静电作用比“AceticaTM”工艺中“单离子键”更有利于Rh物种的固载.故Rh-TPISP催化剂中的“双离子键”对其优异的催化性能具有极其重要的作用,对后续多相乙醇羰基化的发展具有重要意义.     

非扫描测风激光雷达光学系统设计

光学系统是测风激光雷达小型化的关键,光学设计的质量直接影响系统的整机性能。提出了一种全光纤多路收发非扫描多普勒测风激光雷达系统方案,对其工作原理作了简要介绍;在对激光雷达系统信噪比开展理论分析的基础上,提出了光学天线的视场、孔径、焦距等设计参数,并利用光学设计软件对光学天线进行了设计和仿真实验。该系统工作波长为1064nm,设计结果表明,光学天线相对口径为1∶4.28,全视场角为20°×22.5°,总长为277mm,后截距127.28 mm,有效焦距300 mm,口径70 mm,各视场光纤耦合效率均在65%以上,满足设计指标要求。     

卟啉化合物的固载化及其应用的研究概况

卟啉是一类重要的大环化合物,广泛存在于自然界和生命体中,具有广泛的应用。由于自由卟啉化合物的化学稳定性差,天然卟啉通常在特定的天然大分子(多肽)环境中发挥其特性,因此,人们研究开发了多种担体,固载化卟啉和金属卟啉,大大拓展了其应用范围。本文综述了文献报道的卟啉及金属卟啉的常用固载载体、常用的固载方法、以及固载型卟啉化合物在催化和传感器等领域的最新应用进展,展望了卟啉的固载化和固载型卟啉的应用前景。     

《分子催化》征稿启事

正《分子催化》是由中国科学院主管、科学出版社出版,由中国科学院兰州化学物理研究所主办的向国内外公开发行的学术刊物.主要报导有关分子催化方面的最新进展与研究成果.辟有学术论文、研究简报、研究快报及进展评述等栏目.内容侧重于络合催化、酶催化、光助催化、催化过程中的立体化学问题、催化反应机理与动力学、催化剂表面态的研究及量子化学在催化学科中的应用等.工业催化过程中均相催化剂、固载化的均相催化剂、固载化的酶催化剂等的活化、失活     

TEMPO/固载化席夫碱铜配合物共催化剂在分子氧氧化苯甲醇过程中的催化性能

通过大分子反应,将苯甲醛(BA)和邻氨基苯酚(AP)形成的双齿席夫碱配基键合在交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(CPGMA)微球表面,形成固载有席夫碱配基的载体微球BAAP-CPGMA,再通过与铜盐的配位螯合反应,制备了固载有席夫碱铜配合物的微球[Cu(BAAP)2]-CPGMA.将该固载化铜配合物与均相的2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)构成共催化体系TEMPO/[Cu(BAAP)2]-CPGMA,应用于分子氧氧化苯甲醇的催化氧化过程.我们考察了该共催化体系的催化性能,并探索研究了催化氧化机理.实验结果表明,共催化体系TEMPO/[Cu(BAAP)2]-CPGMA可在温和条件下(室温、常压的氧气)高效地将苯甲醇氧化为苯甲醛(选择性100%,苯甲醛产率93%),并具有良好的循环使用性能.     

固载化烷基咪唑离子液体对盐酸体系中Fe(Ⅲ)的吸附性能研究

分别将N-甲基咪唑和N-丁基咪唑通过共价键固定于树脂载体上,制备了固载化甲基咪唑离子液体(MCl)和固载化丁基咪唑离子液体(BCl),MCl和BCl可作为一种新型的强碱型阴离子交换树脂。研究了MCl和BCl对盐酸体系中Fe(III)的吸附性能,其吸附平衡时间为6h,拟二级动力学模型能更好地描述MCl和BCl对Fe(III)的吸附动力学过程;随着温度的升高,MCl和BCl对Fe(III)的吸附量增大,表明该过程是一个吸热反应,在298K时,MCl和BCl对Fe(III)的最大吸附量分别为24.9mg/g和71.1mg/g;随着盐酸浓度的增加,MCl和BCl对Fe(III)的吸附量增大,而且溶液中Cl-浓度的增加,也会提高MCl和BCl对Fe(III)的吸附量。MCl和BCl可从盐酸体系中回收Fe(III),而且BCl的效果要优于MCl。     

Ag~+型配位树脂的制备及对FK506分离纯化的研究

将HZM-3大孔树脂磺化,动态法载银依次获得Ag+-1#、Ag+-2#、Ag+-3#、Ag+-4#、Ag+-5#共5种Ag+型配位树脂,通过它们对FK506的静态吸附与解吸实验优选出了Ag+-3#树脂,其吸附率为77%,解吸率为92%;Ag+-3#树脂与FK506形成络合物的稳定性受溶液极性的影响,在室温下的静态吸附曲线表明,其对FK506的配位吸附符合Langmuir单分子层吸附模型;Ag+-3#树脂配位层析分离FK506,当甲醇:乙酸乙酯(V/V)=50:50,上样量为8mg/m L,流速为1BV/h时,可在4.5倍柱体积内完成整个分离过程,合并不含类似物的收集液,浓缩后在HPLC上检测纯度为98.83%,收率为87.35%,无类似物FK520与2H-FK506检出;乙醇结晶最终产品的纯度达到99.6%以上,样品经过ICP-AES检测,在其检测限内未检测出Ag+。