β-(N,N-二甲胺基乙氧基)酞菁锌在硅胶表面的固载及其光催化活性

通过4-硝基邻苯二腈分别与对羟基苯甲酸和N,N-二甲基乙醇胺反应制备了4-(4-羧基苯氧基)邻苯二腈(CPPN)和4-(N,N-二甲胺基乙氧基)邻苯二腈(ePN),然后利用开环反应将CPPN键合到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的硅胶(PGMA/SiO_2)表面,得到键合有邻苯二腈的硅胶CPPN-PGMA/SiO_2。在"分子碎片" ePN和催化剂1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)作用下,通过"同步合成与固载"的方法在PGMA/SiO_2表面固载金属酞菁(β-(N,N-二甲胺基乙氧基)酞菁锌,ePcZn)或无金属酞菁(ePc),从而制备了固载化的酞菁ePcZn-PGMA/SiO_2或ePc-PGMA/SiO_2。通过FT-IR、紫外-可见光谱、TG等对其结构和酞菁键合量进行表征和测定。考察了DBU的用量对"同步合成与固载"酞菁过程的影响。以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,研究所制得的固载化酞菁催化剂ePc-PGMA/SiO_2或ePcZn-PGMA/SiO_2的可见光催化活性。结果表明,借助"同步合成与固载"的方法能够成功在PGMA/SiO_2表面固载ePc或ePcZn,得到固载化酞菁光催化剂ePc-PGMA/SiO_2或ePcZn-PGMA/SiO_2,它们均具有较好的可见光催化活性。在可见光照射下,ePcZn-PGMA/SiO_2和ePc-PGMA/SiO_2在较低的质量浓度下凭借吸附-光催化耦合协同作用均能有效降解MB,且随催化剂用量的增大, MB的降解率增大, 0.03g的ePcZnPGMA/SiO_2能使MB的降解率高达92%。催化剂重复使用5次后仍具有较好的光催化稳定性。     

CH4/空气简化动力学机理数值验证

选择绕圆柱预混燃烧算例，验证CH₄/空气三种简化动力学机理（16s41r、15s19r和53s325r）.考虑均匀来流，忽略湍流和湍流与燃烧相互作用以及燃料扩散效应，假设层流有限反应速率，采用保自由流5阶WENO格式求解多组分Euler方程组，得到CH₄/空气预混燃烧流场温度等值线、沿驻点线压力和温度及其CH₄、CO和CO₂质量百分数分布.结果表明：三种简化动力学机理给出的流场均出现弓形激波和火焰面，弓形激波和火焰驻点距离及其形状、诱导区宽度和简化动力学机理相关.当圆柱直径增大，弓形激波和火焰向圆柱上游移动，对应的驻点距离均增大，诱导区宽度变短，点火延时变小，但火焰和弓形激波位置次序未变化.53s325r模型要比16s41r模型和15s19r模型精度要高，点火延时覆盖的压力和温度范围也较宽，所有简化机理均未完全反应，在较大圆柱直径下游达到化学平衡.     

Mn-Fe_2O_3载氧体作用下CO化学链燃烧特性及动力学研究

采用共沉淀法制备不同物质的量比Mn掺杂的铁基载氧体(Mn-Fe2O3),并进行XRD、BET和TEM表征。开展不同温度下Mn-Fe2O3与CO的化学链燃烧实验,研究载氧体的反应特性,确定较优的掺杂量和反应温度。结果表明,适量的Mn掺杂有助于改善铁基载氧体的反应活性,Fe∶Mn物质的量为50∶1时燃烧反应转化率最高。多循环化学链燃烧实验证实了载氧体稳定性较好。不同升温速率(30、40、50℃/min)下反应动力学分析表明,Mn-Fe2O3与CO的化学链燃烧还原反应均属于随机成核和随后生长的Avrami-Erofeev方程模型,并依据模型分别计算出了该模型的活化能和频率因子。     

磁载光催化剂Fe3O4/C/TiO2的制备及对三氯苯酚的降解

以FeCl3为铁源,葡萄糖为碳源,钛酸四丁酯为钛源,采用水热法制备了磁载光催化剂Fe3O4/C/TiO2,用TEM、EDX、VSM、XRD和IR对Fe3O4/C/TiO2的粒径、形貌和物相等进行了表征。研究了该催化剂对三氯苯酚的降解性能,探讨了其重复使用的可能性,用荧光光谱法推测了可能的反应机理。结果表明该材料结合了光催化与可再生的优点,1 g·L-1 Fe3O4/C/TiO2在18 W紫外灯下,50 min内可将三氯苯酚降解97.9%以上,6次循环使用后降解率仍保持在95.1%,降解过程中有羟基自由基生成。     

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.     

具有奇性与真空粘性依赖于密度的非牛顿流局部强解的存在唯一性

研究一维有界区间上粘性依赖于密度且具有奇性、初始允许真空的可压缩非牛顿流.通过正则化奇性项以及逐步迭代构造初边值问题的逼近解,对逼近解取极限得到其局部强解的存在唯一性,进一步推广了相关文献中关于非牛顿流解的存在性结果.     

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.     

避雷器电阻片测试系统设计

采用工业PC机与可编程控制器、示波器、直流仪等设备设计了避雷器电阻片测试系统,阐述了本系统的控制流程及逻辑关系,用图形化编程语言编写了上位机软件,完成了避雷器电阻片在 U_1mA及0.75U_1mA下的漏电流等参数的测试,并对电阻片测试过程中的电压峰值、电流峰值进行采集存储,还存储了电阻片在整个测试过程中的能量,方便以后对测试过程中损坏的阀片进行能量、电流峰值、电压峰值方面的分析,对系统进行了初步的试验,结果表明该系统运行效果良好,实现了避雷器电阻片出厂前的测试,提高了测试效率。     

《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