原位核磁共振技术研究共催化剂类型以及光照波长对甲醇光催化重整产物的影响

本文采用原位核磁共振的方法研究了在真实固-液环境中共催化剂类型以及光照波长对甲醇光催化重整产物及光解水产氢产率的影响.结果发现,不同贵金属担载的锐钛矿型二氧化钛催化剂对甲醇光催化重整产物的产量和产率有着不同程度的影响,但是对其动力学特征影响不大.光照波长对甲醇光催化重整产物的产量也影响较大.通过对比甲醇氧化产率与产氢产率,发现共催化剂的种类对光催化反应速率及氧化还原能力起重要作用,且共催化剂的种类会影响体系氧化和还原能力之间的协同性.

共催化剂为炼油厂催化裂化装置提供操作灵活性

根据哈特(Hart)世界炼油和燃料服务2009—2030年的调研,世界馏分油产品的需求预计将是运输燃料生产和使用增长之后的主要驱动力。预计在上述时间段内,馏分油的消费至2030年将增长58%,而汽油消费量预计仅增长22%。

共催化剂为炼油厂催化裂化装置提供操作灵活性

根据哈特（Hart）世界炼油和燃料服务2009--2030年的调研，世界馏分油产品的需求预计将是运输燃料生产和使用增长之后的主要驱动力。预计在上述时间段内，馏分油的消费到2030年将增长58％，而汽油消费量预计仅增长22％。

共催化剂为炼油厂催化裂化装置提供操作灵活性

根据哈特（Hart）世界炼油和燃料服务2009--2030年的调研，世界馏分油产品的需求预计将是运输燃料生产和使用增长之后的主要驱动力。预计在上述时间段内，馏分油的消费到2030年将增长58％，而汽油消费量预计仅增长22％。

TiO_2基光解水析氢非贵金属共催化剂的研究

利用太阳能光催化水解制氢是获得清洁、廉价、无污染的氢气最有前景的一种方式。这个过程主要包括三个步骤:太阳光的捕获,电荷分离与转移,催化质子还原产生氢气。其中,大量的研究工作主要集中在前两步,对于第三步的研究则相对较少。然而,共催化剂的引入可以有效促进光催化活性并提高氢气产生速率。共催化剂主要分为贵金属共催化剂和非贵金属共催化剂,其中,贵金属共催化剂有着较高的活性,但是其价格及来源限制了其实际应用,因此开发廉价高效的非贵金属共催化剂非常重要。本文对TiO_2基光解水析氢的非贵金属共催化剂(过渡金属单质及其复合物以及非金属碳基材料)进行了总结,详细讨论了不同共催化剂的作用机理,并对共催化剂的发展方向进行了合理展望。

共结晶分子筛催化剂上催化裂化汽油中烯烃芳构化

针对共结晶分子筛催化剂CDM35的特点，开发了适宜催化裂化汽油和液化气改质的高芳烃低烯烃的循环固定流化床工艺。在质量空速1.0-2.0h^-1,370-420℃、200g CDM35、循环量10％～20％的条件下，对催化裂化汽油和／或液化气进行改质，可得到烯烃质量分数20％左右、芳烃质量分数40％左右、苯质量分数〈1％汽油辛烷值（RON）95以上的汽油产品。

铁/氮共掺杂碳催化剂的制备及其电催化氧还原性能研究

以硫酸铁铵和硫酸铵为金属源和氮源、以活性炭为碳载体,采用高温热处理法合成了铁/氮共掺杂碳(Fe-N/C)催化剂。采用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪表征催化剂的结构和组成,探究催化剂催化氧还原反应的活性位点。结果表明,Fe-吡啶氮-C结构是催化剂中最重要的催化活性位点。采用循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)研究了催化剂中氮含量对氧还原反应电催化活性的影响。结果表明催化剂Fe-N24.75/C-800催化活性最佳且峰电位达到0.91V(vs.RHE),接近Pt/C催化剂的活性,同时具有更好的甲醇耐受性,其催化氧还原反应的电子转移数为3.94。催化剂Fe-N24.75/C-800氧还原反应以4e转移、生成水的途径为主。

柠檬酸处理对FCC干气与苯烷基化催化剂的影响

采用ZSM-5/ZSM-11共结晶分子筛催化剂,在固定床反应装置上对催化裂化干气与苯制乙苯进行考察。NH3-TPD结果表明,随着水热处理条件的苛刻,催化剂的酸量和酸强度均下降,虽然这些催化剂上干气中乙烯转化率变化不明显,但产物中二甲苯含量大幅度下降。柠檬酸对分子筛催化剂进行改性处理后,可明显降低催化裂化干气与苯制乙苯中二甲苯杂质含量,原因可能为催化剂大的比表面积和孔容改善了原料的传质能力,从而抑制了二甲苯的生成。

钴/氮掺杂碳催化剂及其氧还原催化机理研究

以尿素做氮源、醋酸钴做金属源,用湿法合并高温热处理法合成了钴/氮共掺杂碳的非贵金属氧还原催化剂Co-N/C-T.采用循环伏安(CV)法和线性扫描法(LSV)探究了氮源和金属源用量以及热处理温度对氧还原反应电催化活性的影响,活性最好的催化剂Co_(0.13)-N_(0.3)/C-800的峰电位达到0.829V(vs.RHE),接近商用Pt/C的活性,但比商用Pt/C有更好的耐甲醇性和稳定性.同时,采用SEM、TEM、BET、XRD和XPS方法表征了催化剂结构和组分特征,并提出催化剂可能的电催化活性氧还原反应机理.

席夫碱修饰的MCM-41介孔分子筛与碳酸钾共同催化查尔酮的环氧化反应

将介孔分子筛MCM-41依次与3-氯丙基三乙氧基硅烷、二氨基硫脲和水杨醛反应,得到席夫碱修饰的介孔分子筛MCM-41催化剂,以过氧化氢为氧源,研究了其与K2CO3共同催化α,β-不饱和酮的环氧化反应。化合物的结构经1H NMR和IR分析确认。考察了金属盐、溶剂、催化剂用量、反应时间等因素对环氧化反应的影响。结果表明,室温下α,β-不饱和酮的环氧化反应在短时间内均以较高的产率(最高达93%)得到了相应的产物。同时,对催化剂的重复利用进行了研究,发现重复使用4次,仍能以较高产率得到环氧化产物。

硫/铜共掺杂纳米TiO_2的制备、表征及其光催化性能

以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶凝胶法制备了硫/铜共掺杂的锐钛矿型TiO2粉体(S/Cu-TiO2),并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和N2吸附等手段对其进行了表征;以中性红为模型物考察了其光催化活性。结果表明:在450℃下焙烧2 h得到摩尔分数0.2%S/Cu-TiO2为单一锐钛矿相纳米颗粒,平均粒径为40—70 nm,而于550℃和650℃下焙烧得到的样品中含有部分金红石相,因此,掺杂离子可有效抑制TiO2晶粒的生长,温度高于450℃不利于制备锐钛矿相TiO2;在最优的实验条件下,即在紫外光下达吸附平衡的200 mL质量浓度为20 mg/L的中性红溶液加入0.15 g 0.2%S/Cu-TiO2,紫外光催化降解120 min,此时中性红的降解率达近100%;该催化剂降解中性红的动力学结果显示该过程可由Langmuir-Hinshelwood(L-H)拟一级动力学模型来描述。

钴氮共掺杂TiO_2的制备及其光催化活性

以钛酸四丁酯为原料,采用沉淀-浸渍法制备了N和Co共掺杂纳米光催化剂Co/N/TiO_2。采用紫外-可见漫反射、X射线衍射和透射电子显微镜等技术对催化剂的吸光性能、结晶形态和粒径进行了表征。以活性艳蓝X-BR溶液为光降解模型,评价了Co/N/TiO_2的可见光催化活性,并与AEROXIDE TiO_2 P25的性能进行了对比。实验结果表明,在n(Co):n(N):n(Ti)=0.16:0.2:1、煅烧温度400℃、煅烧时间2.5 h的最优条件下制备的Co/N/TiO_2为单一的锐钛矿相,平均粒径为11.1 nm,比表面积为140.77 m^2/g;且Co/N/TiO_2的吸收边红移现象显著,吸收可见光的性能强,具有良好的可见光催化活性,在纯粹可见光(波长大于400 nm)下对活性艳蓝X-BR溶液的降解率达到87.50%。

综合实验改革:六水三氯化铝/氧化石墨烯共催化合成乙酸乙酯

有机化学实验在巩固理论知识、培养学生动手能力和提高学生创新性思维方面起到了重要作用.以六水三氯化铝(AlCl 3·6H 2O)/氧化石墨烯(GO)为共催化剂催化合成乙酸乙酯,建立起基于GO的合成、表征以及影响催化效率因素的综合教学实验.在教学过程中以学生为主体,培养学生查阅文献、自主设计实验以及合作开发的能力.

锚定基团对HKUST-1/TEMPO共催化体系催化性能的影响

用异烟酸(Iso-NTA)为桥接分子,将有机小分子自由基4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(4-NH 2-TEMPO)与异烟酸缩合,合成出含吡啶官能团的TEMPO自由基(Iso-NTA-TEMPO).与TEMPO相比,Iso-NTA-TEMPO具有较高的氧化电位,在无Cu(Ⅱ)辅助时,Iso-NTA-TEMPO对苯甲醇的氧化效率高于TEMPO.在与HKUST-1组成的复合催化体系中,Iso-NTA-TEMPO可通过吡啶基团与HKUST-1孔道中的Cu(Ⅱ)相互作用,从而在催化过程中(部分)锚定在HKUST-1孔道内部.与TEMPO/HKUST-1体系相比,Iso-NTA-TEMPO/HKUST-1体系表现出对芳香醇更加高效的催化活性.采用模板辅助溶剂诱导结晶法合成的HKUST-1晶体表面具有较多缺陷,更有利于Iso-NTA-TEMPO自由基分子扩散进入HKUST-1孔道内部,也有助于提高Iso-NTA-TEMPO/HKUST-1体系的催化效率.Iso-NTA-TEMPO/HKUST-1体系可将各种取代基(苄醇、杂环醇以及二级脂肪醇)高效、高选择性地氧化成相应的醛或酮.

氟和氧化石墨烯共掺杂TiO2紫外光催化去除水中布洛芬的研究

布洛芬是目前地表水、地下水及饮用水等多种水体中频繁检出的新兴有机污染物。本文采用一步水热法制备了氟和氧化石墨烯共掺杂TiO2光催化剂(FGT),探究了其在紫外光照射条件下降解水体中布洛芬的效能及影响因素,并通过液相色谱质谱联用技术(LC-MS)对布洛芬降解过程中生成的中间产物进行了分析并推断其降解路径。结果表明,在催化剂投量0.05 g/L,pH为5.2的条件下,在0.1~10 mg/L的初始布洛芬浓度范围内,布洛芬的降解效能随着其初始浓度的增大而降低,100μg/L布洛芬约10 min即可完全降解;在0.025~0.1 g/L的催化剂投量范围内,催化剂最佳投量为0.05 g/L;且其在酸性及弱酸环境下的降解速率高于碱性环境;布洛芬在FGT紫外光催化降解过程中主要产生脱羧产物和羟基化产物。

α-蒎烯催化水合反应的研究

介绍了用草酸（或硫酸钛或磷酸）与α－Ｔｉ（ＨＰＯ４）２Ｈ２Ｏ组成的共催化剂催化α－蒎烯水合反应的产物组成。其中以磷酸与α－Ｔｉ（ＨＰＯ４）２Ｈ２Ｏ组成的催化剂效果较好，α－松油醇的产率为５５．５％。

金属相1T′MoS2增强类石墨相C3N4的可见光催化性能

通过煅烧和静电自组装的方法制备了1T′MoS2超薄纳米片和类石墨烯相氮化碳(g-C3N4)纳米片的复合材料.该材料在光催化实验中展现出6.24μmol·g^-1·h^-1的产氢速率,优于贵金属铂修饰的g-C3N4纳米片的性能(4.64μmol·g^-1·h^-1).此外,该复合材料在光催化降解有机染料甲基橙的实验中表现出0.19 min^-1的催化速率,而纯g-C3N4纳米片只有0.053 min^-1的催化速率.材料光催化性能的提升可归结于1T′MoS2和g-C3N4之间的协同效应,包括光吸收的增强以及因1T′MoS2优异电子导电性而得到的高效电荷分离.

新型光催化还原CO2材料的研究进展

研究表明,光催化还原CO 2生成CO,HCOOH,CH 4等多种有机化合物能同时解决能源危机和环境污染等问题。因此,高效光催化剂的设计与合成对于光催化还原CO 2至关重要。在光催化还原CO 2制备燃料取得的研究成果基础上,对主催化剂结构设计、助催化剂开发和催化剂体系构建等方面进行了概述,并对光催化还原CO 2材料未来的研究方向进行了展望。

我国太阳能光催化制氢效率全球最高

近日，中科院大连化物所李灿院士利用双共催化剂发展了Pt—PdS／CdS三元光催化剂，在可见光照射下，利用Na2S作为牺牲试剂，使产氢量子效率达到93％，成为迄今为止世界范围内光催化最高产氢量子效率。