在过渡金属催化剂上的C―C键断裂以实现生物质的升级

将当前能源生产和消费结构从过度依赖化石能源转变为高效利用可再生能源,是解决能源危机、实现碳中和的有效途径。生物质是最有前途的可再生能源之一,可以取代化石燃料以获得有价值的有机化合物。近年来,大力利用生物质能已成为一种必然趋势。用于生物质转化的传统热化学催化方法通常需要高温、高压等恶劣条件,甚至还需要外部氢或氧源。相比之下,在相对温和的条件下进行的生物质有机分子电催化转化为生产高价值化学品提供了一种绿色高效的策略。特别是,通过C―C键裂解将生物质衍生的分子转化为高价值的短链化学品至关重要。近年来,大量的研究证明过渡金属(TM)电催化剂由于其丰富的三维电子结构和独特的eg轨道增强了过渡金属-氧之间的共价键合,从而在有机物的C―C键断裂中起着至关重要的作用。此外,TM电催化剂的配位环境或电子结构会影响产物的选择性。毫无疑问,明确的反应活性位点和途径有助于深入理解催化剂结构与反应活性之间的构效关系。然而,TM电催化剂介导的生物质衍生有机分子的C―C键裂解反应用于生物质升级的研究目前尚处于起步阶段,其反应机理和催化反应过程尚不清楚。因此,有必要在原子水平上系统地了解电催化剂在C―C键裂解过程中的作用。在本综述中,我们首先依次介绍了广泛研究的TM电催化剂介导的生物质衍生有机分子(包括甘油、环己醇、木质素和糠醛)的C―C键裂解反应,并给出了一些典型的例子和相应的反应途径。然后,系统回顾了过渡金属化合物催化C―C键裂解的反应机理,揭示了界面行为,并构建了TM电催化剂的结构与裂解反应活性之间的构效关系。最后,我们简要总结了上述内容,并强调了在TM电催化剂上研究C―C键裂解的挑战和展望。我们期望这项工作可以为生物质的可控转化和合理设计C―C键裂解的TM电催化剂提供指导。

过渡金属催化剂Co_(x)Ni_(1-x)TiO_(3)活化过硫酸盐去除水中污染物的综合实验设计

基于过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术具有高效、环境友好等特点,因此该技术在水处理领域具有非常好的应用前景。通过利用过渡金属之间协同活化PMS的优势,采用乙二醇沉淀-煅烧法,制备了一系列不同Co/Ni比例的非均相催化剂Co_(x)Ni_(1-x)TiO_(3)。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了催化剂的物相和微观结构。同时考察了催化剂用量、PMS浓度、pH值以及催化剂的循环使用情况对降解污染物环丙沙星(CIP)的影响,最优条件为0.20 g/L Co_(0.7)Ni_(0.3)TiO_(3)、0.5 mmol/L的PMS和pH=6时,60 min内降解CIP的效率达90.01%。通过自由基猝灭实验,证实了SO_(4)^(·-)是高级氧化降解过程中的主要活性物种。

原位DRIFTS在SCR过渡金属催化剂研究中的应用进展

概述了4类选择性催化还原(SCR)过渡金属催化剂的研发现状,归纳了原位漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS)在NH3和NO吸附转化过程研究中的应用进展,总结了SCR的反应机理及路径,并对原位DRIFTS在SCR研究中的应用前景进行了展望。指出,基于原位DRIFTS技术可遴选出影响催化剂SCR活性的要素,这些要素包括NH3和NO在催化剂上的吸附方式、物种间的活化转化、中间体及(副)产物的生消过程等,这对针对性合成具有特殊结构和形貌的高活性催化剂具有重要指导作用。

一种后过渡金属催化剂催化乙烯低聚动力学研究

设计并合成了一种新型的后过渡金属铁络合物 { [(2 ArNC(Me) ) 2 C5H3N]FeCl2 } (Ar =2 ,4 C6 H4(CH3) 2 ) ,研究了该络合物 甲基铝氧烷 (MAO)催化乙烯低聚 ,讨论了低聚反应温度、Al Fe摩尔比、催化剂浓度、反应压力等对催化剂活性及反应速率的影响 .本催化剂的最大特点是活性高 (在 30℃ ,3 0MPa时活性可达 4 2 6× 10 8goligomer·molFe·h- 1 )、初速度大 ,动力学曲线为衰减型 .

后过渡金属催化剂催化乙烯制备超支化聚乙烯新进展

后过渡金属催化剂的出现改写了超支化聚烯烃的合成历史,其不仅可以催化乙烯聚合成超支化聚乙烯,还可以实现对聚乙烯产品拓扑结构的控制以及相对分子质量的裁剪。本文沿着镍系以及钯系两大类后过渡金属催化剂的路线综述了近年来合成超支化聚乙烯的研究进展,重点对控制聚乙烯拓扑结构的方法及影响因素进行了详细的综述,并对超支化聚乙烯在高分子加工助剂及润滑油改进剂等领域的应用现状进行了介绍,这为进一步研究超支化聚乙烯在材料加工助剂等方面的应用提供了新的思路。

后过渡金属催化剂催化烯烃/极性单体共聚的研究进展

综述了以后过渡金属配合物为主催化剂的烯烃与极性单体共聚催化剂的新研究进展 ,涉及Ni、Pd的α-二亚胺阳离子配合物、Ni、Pd的水杨醛亚胺型配合物以及其他Ni、Pd、Fe和Co结构的配合物催化剂的合成、结构、对烯烃与极性单体共聚的性能和机理等。

过渡金属催化剂上CO还原NO反应性能的研究

在一系列负载型过渡金属催化剂上考察了CO-NO和CO-O_2的反应性能.结果表明,催化剂的CO-O_2反应活性高于CO-NO反应,催化剂表面NO解离是CO-NO反应的速率控制步聚.低温反应有利于N_2O的生成,高温有利于N_2的生成.催化活性与金属氧化物的生成焓(—△H_0)呈顺变关系.

用于原子转移自由基聚合的过渡金属催化剂研究新进展

对用于原子转移自由基聚合的过渡金属催化剂近年来的研究新进展作出了评述和展望。

烯烃配位聚合非茂前过渡金属催化剂研究进展

介绍了非茂前过渡金属催化剂作为高效烯烃聚合催化剂的发展和应用情况。根据催化剂中配位原子的性质将非茂前过渡金属催化剂分为配位原子为N、配位原子为O、配位原子为N和O的三大类进行讨论。重点评述了配体空间结构和电性能对催化活性及聚合物性能的影响。

焙烧温度和盐酸浓度对硅藻土负载铁系后过渡金属催化剂的影响

采用红外光谱和扫描电子显微镜对不同焙烧温度和不同浓度盐酸处理的硅藻土进行了分析,考察了硅藻土的焙烧温度和盐酸处理浓度对负载铁系后过渡金属催化剂活性和对乙烯聚合性能的影响。结果表明:最佳焙烧温度为600℃,酸化时HCl的最佳浓度为5%;使乙烯在40℃及n(Al)/n(Fe)为1500的条件下进行淤浆聚合,催化剂活性为707kg/(mol·h),制得了熔融温度为123.9℃,结晶度为65.2%～67.8%的聚乙烯。

烯烃聚合后过渡金属催化剂的研究进展

综述了烯烃聚合后过渡金属催化剂的主要研究进展,提出了有待研究的问题,展望了后过渡金属催化剂在烯烃聚合中的应用。

甲烷部分氧化制合成气负载型过渡金属催化剂性能的研究

考察了负载在不同载体上的过渡金属催化剂用于甲烷部分氧化(POM)制合成气反应的催化性能.结果发现,负载型贵金属催化剂一般表现出比过渡金属催化剂更好的POM反应性能,活性金属组分在载体上的分散度可以影响其催化性能,但金属的电子组态对催化剂性能的影响更为明显,适中的未成对d电子对POM反应是有益的.在各种载体材料中,SiO2等低酸性且无明显氧化还原性能的材料是制备POM反应催化剂的良好载体,在所研究的各种催化剂中,SiO2负载的Rh催化剂具有最佳的POM反应性能.反应条件可以明显地影不利于POM反 VO2响POM反应的性能,升高温度有利于提高甲烷转化率和CO选择性,原料气中过高的VCH4应的进行.

湿天然气中乙烷氧化脱氢的研究Ⅱ.过渡金属催化剂的研究

在550～700℃的温度范围内研究了过渡金属单组分催化剂对温天然气中乙烷氧化脱氢催化反应。结果表明，在700℃时，过渡金属单组分催化剂活性、选择性与其离子半径变化规律一致，对MnSO4、TiO2、Cr2O3的活性与晶格氧活动性有顺应关系。添加不同阴离子催化剂表现出不同的活性，实验发现，MnSO4有较好活性，在700℃时对C2H4选择性为68．48％，收率为30．54％。O2－TPD实验表明吸附氧与催化剂活性没有顺应关系。

过渡金属催化剂在电解水反应中的应用研究

氢气因燃烧热值高、绿色清洁和循环可再生的等优点,被认为是理想的二次能源载体。电解水是公认的具有发展前途的制氢技术,其中,高效的电催化剂是电解水技术发展的关键。贵金属电催化剂的高成本限制了其大规模应用,因而开发高效的非贵金属催化剂对推动电解水制氢具有重要意义。为提高其电解水催化性能,本文以电解水的反应机理为指导,以提高本征活性、增加活性位点数目、暴露更多的活性位点为出发点,对过渡金属电催化剂在电解水反应中的应用研究进行了介绍,并对今后的发展进行了展望。

烯烃聚合后过渡金属催化剂负载化研究进展

综述了后过渡金属催化剂负载化方式和载体的种类及其催化特性,该催化剂载体包括无机载体、聚合物载体、自固载和介孔分子筛等。通过与均相催化剂性能的比较,进一步阐述了负载的目的和必要性。随着这一领域研究深入,将对后过渡金属催化剂工业化发展具有重要的意义。

有机合成中的过渡金属催化剂

有机过渡金属络合物作为催化剂在有机合成中的重要性正在与日俱增。过渡金属络合物催化剂催化的有机合成反应具有反应条件温和,操作简便,选择性好,产率高,少污染等特点,在有机合成及精细化工生产中有着十分广泛的应用。

分子模拟在过渡金属催化剂领域的应用

分子模拟是近年来发展起来的一门新兴的计算化学技术,它在辅助物质设计和分子结构理解方面取得的显著成绩,使得它在其他领域中有着越来越广泛的应用。本文简单介绍了密度泛函理论,综述了使用过渡金属催化剂的几类反应及国内外对于使用DFT (密度泛函理论)方法研究过渡金属催化剂的工作,为使用分子模拟手段设计过渡金属催化剂提供思路及方法。

乙烯/降冰片烯共聚用后过渡金属催化剂的研究

综述了乙烯与降冰片烯均相及水相共聚合用非茂后过渡金属催化剂的研究进展,并对其未来发展进行了展望。

过渡金属催化剂在降低再造烟叶烟气中CO含量的应用

添加造纸法再造烟叶是卷烟降焦的重要手段,但再造烟叶烟气中CO含量相对较高,降低造纸法再造烟叶烟气中的CO含量刻不容缓。研究了Cu和Co等过渡金属氧化物催化剂在降低造纸法再造烟叶烟气中CO含量的催化性能。经过对催化剂的初步筛选,Cu-Mn复合氧化物催化剂表现出最佳的CO催化氧化性能。为进一步提高催化剂的利用效率及催化活性,从两个方面进行深入研究:(1)在再造烟叶制备过程中的不同工艺阶段加入催化剂,结果发现,将催化剂的固体粉末分散在浆料中,有助于得到催化剂分散均匀的再造烟叶,烟气中的去除率为12.8%;(2)将催化剂以不同的形式分散,结果发现,将催化剂前驱体溶液与涂布液混溶是使催化剂均匀分散的最好方式,利用此方式将Cu-Mn催化剂加入再造烟叶中,使CO去除率高达15%。表明过渡金属氧化物催化剂对降低再造烟叶烟气中CO含量表现出良好的催化性能,且催化剂在再造烟叶中的分散性对催化性能有着至关重要的作用。