可见光驱动的CoS2/CuS@CNT-C3N4光催化剂用于500 mW cm-2以上的高性能可充放电锌-空气电池（英文）

水系锌-空电池（ZABs）具有理论能量密度大、应用场景广泛的特点,是新兴的动力电池之一.它们能够在电池系统中存储太阳能,为实现可持续发展做出贡献.然而,由于空气电极上的氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）的动力学过程缓慢,大多数已报道的金属硫化物双功能电极的峰值功率密度通常低于200 mW cm^-2,这限制了其在高功率需求场景下的实际应用.因此,亟需开发高效、稳定的可见光驱动催化剂.基于光电耦合机理,本文设计并开发了具有独特花瓣层状结构的可见光驱动的CoS₂/CuS@CNT-C₃N₄光催化剂,用于制备高效可见光驱动ZABs的空气电极.优化后的CoS₂/CuS@CNT-C₃N₄光电催化剂表现出较好的ORR活性（0.84 V）和低OER过电位（0.47 V）.具体来说,与目前已报道的光电化学ZABs和最先进的双功能催化剂组装的ZABs相比,由CoS₂/CuS@CNT-C₃N₄光催化剂组装的可见光驱动ZABs表现出更高的功率密度(588.90 mW cm^-2)和连续643 h的高度稳定的充放电循环.更重要的是,ZABs在可见光照射下的充放电压降仅为0.54 V,明显低于黑暗条件下的0.94 V.扫描电镜、透射电镜和N₂吸附-脱附结果表明,Cu的掺杂可有效降低CoS₂/CuS@CNT-C₃N₄光催化剂中Co基硫化物的聚集,使其呈现花瓣层状结构,提高光催化剂的比表面积.此外,g-C₃N₄不仅可以作为光收集器,同时也作为金属硫化物的分散剂,减少其团聚.而碳纳米管（CNTs）作为“电子隧道”,交错于光催化剂g-C₃N₄和助催化剂CoS₂/CuS@CNT之间,构建高效双功能CoS₂/CuS@CNT-C₃N₄光催化剂.X射线光电子能谱结果表明,Cu的掺杂提高了CoS₂/CuS@CNT-C₃N₄的Co³⁺峰强度,降低了Co²⁺峰强度.值得一提的是,Co³⁺处于高活性自旋态,具有吸引和贡献电子的能力,有利于提高ORR性能.Cu和Co之间表现出强的电子相互作用,进一步表明CoS₂/CuS@CNT-C₃N₄光催化剂的成功合成.同时,进一步通过一系列光电化学测试探究了具有肖特基异质结结构的CoS₂/CuS@CNT-C₃N₄光催化剂在光电化学ZABs中的工作机制.在可见光照射下,N型g-C₃N₄的VB被光子碰撞产生光生电子-空穴对.在放电过程中,g-C₃N₄产生的光生电子通过电子隧道（CNTs）转移到助催化剂（CoS₂/CuS）上,参与ORR过程,增强电催化ORR活性.同时,在充电过程中,N型g-C₃N₄在VB处积累的光生空穴氧化OH^-,参与OER过程,增强电催化OER活性.因此,与黑暗条件相比,在可见光照射条件下,由于异质结效应促进了光生载流子的分离,由CoS₂/CuS@CNT-C₃N₄组装的光增强ZABs的ORR和OER性能有望同时提高.综上所述,本文设计了高效、稳定的可见光驱动的双功能催化剂,为未来可再生能源的实际应用提供了新思路.     

Brønsted酸促进芳基三氮烯与萘酚的偶氮化反应:偶氮染料的高效合成

报道了一种以芳基三氮烯为偶氮源合成偶氮染料的高效方法,该方法采用萘酚与芳基三氮烯作为反应物,六氟磷酸作为促进剂,三氟乙醇作为溶剂,在室温条件下合成偶氮染料,并利用紫外-可见吸收光谱对产物进行表征。结果表明：所合成偶氮染料的最大吸收波长为472~500 nm（DMSO）,摩尔吸光系数为3.90×10⁴~1.14×10⁵。此外,通过将该偶氮化方法应用于磺胺类药物的后修饰,进一步证实了该方法的实用性。     

无机铁盐改性雷尼镍催化1,4-丁烯二醇加氢研究

为了抑制在企业Reppe法生产1,4-丁二醇过程中生成副产物正丁醇, 降低企业更换催化剂的成本, 本研究通过浸渍法采用四种无机铁盐溶液FeSO₄·7H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O、FeCl₂·4H₂O、FeCl₃·6H₂O改性雷尼镍催化剂, 取消煅烧及还原步骤. 结合XRD、XPS、BET、SEM、ICP等表征手段分析催化剂物化性质. 在130 ℃、5 MPa、800 r·min^-1、反应4 h条件下, 以1,4-丁烯二醇加氢生成1,4-丁二醇为探针反应, 结果表明Fe(NO₃)₃·9H₂O改性效果最佳, 1,4-丁烯二醇(BED)转化率提高至99.95%, 副产物正丁醇质量含量从4.23%降至2.29%. 以上研究成果为在Reppe法生产1,4-丁二醇的过程中降低副产物正丁醇提供了理论参考.