Ni,Ru掺杂CePO4纳米材料的合成与仿酶性质

通过水热方法合成了具有高比表面积的Ni, Ru掺杂CePO₄纳米粒子(NiRu-CePO₄). 结合纳米粒子的X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱(EDX)的表征结果发现, NiRu-CePO₄符合六方相磷酸铈, 纳米粒子长轴尺寸约为20 nm, Ni和Ru均匀分布于纳米CePO₄中; 样品的BET表面积高达178.4 m²/g, ζ电势为-18.2 mV. 以3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)作为电子供体和显色剂, 通过分光光度法监测652 nm处的吸光度值对产物浓度进行分析, 结果表明, NiRu-CePO₄催化剂在宽泛的pH范围内表现出类过氧化物酶和类氧化酶活性. 对催化后的催化剂进行表征, 发现样品形貌、 元素分散性和表面Ce的价态均未显著变化, 表明NiRu-CePO₄具有较高的稳定性.     

多壳层中空镍钴双金属磷化物纳米球用于高效电催化析氧北大核心CSCD

析氧反应是金属-空气电池和电解水制氢等电化学系统中关键的反应,研究其高效稳定非贵金属电催化剂至关重要。本文以金属有机骨架化合物(MOF)作为前驱体,通过高温煅烧制备了具有多壳层中空结构的镍钴双金属磷化物(NiCo-P)。这种独特的结构有利于电解液的渗透,能够提供丰富的暴露活性位点和快速传质路径,同时,镍钴双金属具有协同作用促进电化学性能。结果表明,n(Ni)∶n(Co)=1∶10制备的NiCo-P-0.1催化剂在1.0 mol/L KOH电解液中表现出良好的催化活性和稳定性,在10 mA/cm^(2)电流密度的过电势为329 mV,具有良好的应用前景。本工作为高活性和高稳定性的电催化析氧催化剂的制备提供了一种全新途径。     

晶体中的各向异性研究

晶体在生长和使用过程中均表现出其独特的各向异性。本文针对一些典型的无机材料在结晶生长和机械性能方面的各向异性,构建了组成与性质之间的关联关系,确立了从材料的组成出发定量计算和预测其物理化学性质的模型方法。结晶生长的化学键合理论揭示了材料的各向异性生长形态取决于微观层次上不同结晶方向的表面键合结构,材料硬度的电负性模型揭示了组成原子的电负性和键合方式决定了材料硬度的各向异性。     

具有超顺磁和可见/近红外发光性质的双功能介孔磁/光纳米复合材料

合成了两种双功能介孔磁/光纳米复合材料。磁性Fe3O4纳米粒子作为核被包覆于介孔二氧化硅纳米球中,稀土铽和铒配合物分别通过硅烷化的配体PABA-Si和phen-Si共价嫁接于介孔球的网络中。研究了所制备的双功能纳米复合材料的结构、磁性、荧光发射性质,结果表明,双功能纳米复合材料具有介孔结构、超顺磁特性和相应稀土配合物的特征荧光发射性质。     

铈及其化合物的性质与应用

铈元素作为稀土元素中的一种,具有稀土元素独特的4f电子层、镧系收缩等特性,又由于其电子排布为4f15d16s2,使其在染色剂、催化剂、抛光粉、磁性材料等方面都有一定的应用。对铈与铈的各种化合物的性质、制备、应用进行了介绍。     

稀土硫化物的研究进展

稀土硫化物是一类结构复杂、性能丰富、应用广泛的功能材料,在无机颜料、热电材料、光学材料及磁性材料等领域有着独特的优势和广阔的应用前景,是近些年来国际上的研究热点之一.本文总结了稀土硫化物的制备方法及其应用研究进展,对稀土硫化物制备的一些常见方法进行了总结和评述,对稀土硫化物的应用研究进行了总结,重点介绍了γ-稀土倍半硫化物的结构、性能特点以及相应的应用,尤其是它在环保颜料、高温热电材料以及纳米材料等领域中应用;此外,本文对稀土硫化物研究中还存在的一些问题进行了评述,并对未来的相关研究进行了展望.     

人工固碳技术—热催化还原CO_(2)催化剂的研究进展北大核心CSCD

选择性加氢在功能材料合成和化学产品提纯等化工领域中有非常重要的应用,并且近年来为减少温室效应的影响,将CO_(2)催化选择性加氢转化成其他有应用价值的物质成为研究热点之一。其中热催化是应用较为广泛、易得到多种目标产物并且获得产品收率较高的方法。目前,利用CO_(2)多相热催化加氢制得甲烷、甲醇、轻烯烃等多种高价值的燃料和化学品已取得了一定进展,但仍存在一些难点问题,其中制备高效催化剂是催化加氢反应的关键问题之一。一直以来,研究人员致力于解决催化剂的活性和选择性问题,通过助剂掺杂和加入功能性载体对催化剂进行改性。针对这些问题,本文简要介绍了CO_(2)催化加氢的研究背景,总结了近5年来热催化CO_(2)加氢制得甲烷、甲醇、轻烯烃产品过程中使用催化剂的种类及对加氢反应的影响,期望为CO_(2)多相催化加氢中新型催化剂的开发提供参考。     

花状结构Mn/CuO-CeO2的合成及对 CO氧化反应的催化性能

通过构建CeO₂与过渡金属氧化物的复合材料提高了CeO₂的高温热稳定性并改善其催化活性. 利用溶剂热法合成了不同组成的三维花状结构Mn/CuO-CeO₂多元复合纳米材料. XRD分析结果表明, 复合材料是以萤石相CeO₂结构为主体的固溶体; SEM照片显示花状结构微球由无数纳米片组装而成, 而每个纳米片的结构单元为尺寸约10 nm的纳米颗粒. 复合材料中CuO和MnO_x的高分散性使各组分之间产生强的相互作用, 所以催化剂的催化活性按照CeO₂2<xMn/CuO-CeO₂的顺序依次升高. 随着Mn掺杂量的增加, 复合材料的催化活性先升高后降低, 在n_Ce∶n_Cu∶n_Mn=25∶5∶2时催化剂表现出最佳催化性能: 在CO氧化反应中, 173 ℃时即能实现CO的完全转化, 并且具有很好的催化稳定性.     

载体还原处理提高Ru/CeO_(2)催化对苯二甲酸加氢转化性能北大核心CSCD

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料可通过水解反应回收成对苯二甲酸(PTA)与乙二醇单体,后续PTA的综合利用具有一定的研究意义。本文以Ru/CeO_(2)多相催化PTA加氢转化为主要研究对象,通过将可变价氧化物CeO_(2)载体进行高温氢气还原预处理,尝试使其表面形成更多的氧缺陷与Lewis酸位点,以增强其催化PTA加氢转化反应中的活性。结果表明,经过高温氢气还原的CeO_(2)载体负载的Ru基催化剂在该反应中的催化活性显著优于未经过处理的样品,其在200~250℃下PTA转化率提高179%~300%,初步推测是由于高温氢气还原处理在载体表面构建了更多的氧缺陷与Lewis酸位点,增强了其对含有富电子芳环的反应物分子的吸附。本工作对于铈基氧化物多相催化剂的优化设计与表面调控具有一定的借鉴意义。     

甲烷直接催化氧化制备甲醇近期研究进展北大核心CSCD

甲烷合成甲醇的方法包括间接法和直接催化氧化(DMTM)法,但是间接法对设备要求高,且甲烷转化率与甲醇选择性均不理想,DMTM法可通过一步反应高选择性制备甲醇,有巨大的应用潜力。对于甲烷DMTM法合成甲醇,均相催化体系通常需要特殊反应介质与贵金属催化剂相结合,虽然反应效率高,但对反应设备有腐蚀性,产物不易分离,应用前景差。液相-异相催化一般使用H_(2)O_(2)作为氧化剂,Au、Pd、Fe和Cu等金属元素作为催化剂主要活性组分,·OH是主要的氧化活性物,可在低温下实现甲烷的活化氧化。因此,异相催化体系是目前研究的主流。气相-异相催化主要使用O_(2)和N_(2)O为氧化剂,前者氧化性更强,后者对于产品选择性更好,此外,厌氧体系中H_(2)O也可直接作为氧供体,常用Cu、Fe、Rh等元素作为催化剂。沸石分子筛是使用最广泛的载体,金属氧化物、金属有机骨架化合物(MOFs)和石墨烯也均有涉及,多金属协同催化已经取得了很好的效果。本文主要总结与概述了热催化甲烷直接催化氧化制备甲醇的近年相关研究,并对今后的研究方向做出了展望。