有序介孔材料与石墨化纳米点的自嵌入超组装

近二十年以来,介孔材料已发展成为多孔材料的最重要领域之一。由于其具有高的比表面积、纳米尺寸的规整孔结构、丰富可调的骨架组成和表面性质,介孔材料为实现大分子的扩散与转化、能量的高效利用与储存等提供了难得的机遇和广阔的空间,并在电池、光伏、光电子、流体器件、传感器、离子交换、药物传送和催化领域有着广阔的应用前景。

球烯与对叔丁基杯[8]芳烃苯醚形成超分子包合物的研究

报道合成了一种新型的对叔丁基杯［８］芳烃苯醚，其在甲苯中可与球烯（Ｃ６０、Ｃ７０）形成超分子包合物．通过红外光谱、紫外光谱对所形成的包合物进行表征，探讨了影响反应的因素，测定了Ｃ６０包合物的配合比为１∶１，而Ｃ７０包合物的配合比为２∶１，它们的反应平衡常数Ｋａｓ分别为１．８１０×１０３ｍｏｌ－１·Ｌ和３．６５７×１０２（ｍｏｌ－１·Ｌ）１／２。

一种结合均相和非均相催化剂优势的聚乙炔纳米颗粒负载的钯(Ⅱ)催化剂（英文）

负载型的金属催化剂虽然分离方便,但在反应活性、选择性以及催化剂的结构表征方面均明显不如相应的均相催化剂.将均相催化剂通过不同的化学键固载于高比表面积载体是实现均相催化剂多相化的重要途径,这样可使催化剂兼具均相和多相催化剂的优势.然而要将均相催化剂锚定于特定载体上,通常涉及较为复杂的合成反应,对载体也有严格的要求.因而该法仅仅适用于实验室研究,难以实现规模生产.因此,提供一种简便有效地制备兼具均相和多相催化剂优势的催化剂合成方法非常必要.本文报道一种简便的制备聚乙炔纳米颗粒负载Pd(Ⅱ)催化剂(NP-Pd(Ⅱ))的方法,所制催化剂在水相中的Suzuki-Miyaura偶联反应中表现出极高的活性,同时具有便于分离、容易放大制备的特点.在室温下,将乙炔气通入PdC l2-4的水溶液中迅速变得浑浊,静置后容器底部有棕色沉淀,同时溶液变为无色透明.固体产物使用水、乙醇等溶剂进行洗涤;干燥之后收集既得聚乙炔纳米颗粒负载的Pd(Ⅱ)催化剂NP-Pd(Ⅱ).使用透射电子显微镜、红外(IR)及拉曼吸收光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)以及X射线吸收光谱(EXAFS)等手段对NP-Pd(Ⅱ)进行了详细表征.结果显示,在NP-Pd(Ⅱ)中Pd并非以Pd纳米颗粒形式存在;XRD中没有未Pd纳米晶的特征衍射峰.IR等表征证明乙炔在Pd的催化作用下发生聚合作用,生成了聚乙炔.EXAFS结果表明,Pd分别和氯原子以及C=C双键进行配位;同时,没有观察到Pd–Pd键的生成,进一步证明了Pd未被还原为Pd纳米颗粒.XPS也印证了Pd(Ⅱ)的价态.形貌上,NP-Pd(Ⅱ)为直径2–3nm的颗粒,其中的Pd原子均匀分散于聚乙炔纳米颗粒上,使其在反应过程中能够充分地与底物接触,从而在Suzuki-Miyaura偶联反应中表现出极高的活性.更重要的是,由于"憎水效应",NP-Pd(Ⅱ)在溶液中以微米级的聚集体形式存在,因而反应后通过离心或者静置从反应体系中分离出来.因此,在NP-Pd(Ⅱ)催化剂中,每个Pd原子都是潜在的活性中心,这与典型的均相催化剂相似;同时,其独特的形貌使其具备了多相催化剂便于分离的特点.因此,NP-Pd(Ⅱ)是一种兼具均相和多相催化剂优点的催化剂且其催化剂的制备方法极为简便.乙炔是常用的工业气体,溶剂采用水,制备在室温下即可完成,我们也成功地制备出克级规模的高活性、稳定性的NP-Pd(Ⅱ)催化剂.

光化学法制备基于(001)面暴露的锐钛矿和商用P25二氧化钛的单原子分散钯催化剂（英文）

单原子分散催化剂由于其独特的结构和性质,在催化研究中已展现出巨大的潜力,成为了催化研究的前沿领域.传统的催化剂制备方法(例如共沉积,浸渍法等)在单原子分散催化剂的制备中卓有成效,但不断涌现的新方法能够制备出传统方法不能制备的新型单原子分散催化剂.最近,光化学方法由于其步骤简单和制备条件温和的优点而引起了广泛关注.在之前的研究中我们揭示了光化学法制备单原子分散催化剂的分子机制.我们发现,紫外光照的作用在于将二氧化钛纳米片表面的乙二醇基激发生成乙二醇自由基,后者不仅有利于氯钯酸根中氯离子的脱除,还可通过Pd–O键将钯原子锚定在载体上,形成了独特的"钯-乙二醇-二氧化钛"的界面.根据对光化学法制备技术的理解,本文将光化学法拓展到其他二氧化钛体系,成功制备了基于(001)面暴露的锐钛矿纳米晶和商用二氧化钛P25的单原子分散钯催化剂.通过吸附和紫外光照,可以在室温下简单地制备单原子分散钯催化剂.扩展X射线吸收精细结构实验表明,紫外光照的作用是促进钯原子上氯离子的离去和更多Pd–O键的形成.与通过其它方法制备的催化剂相比,光化学法制备的两种Pd_1/TiO_2催化剂在苯乙烯的催化氢化反应中表现出更高的活性和稳定性.转化频率TOF为商用Pd/C催化剂的6倍.单原子分散催化剂为研究催化反应中复杂的界面效应提供了理想的模型体系.由于CO的催化氧化反应性能对金属活性中心的化学配位环境高度敏感,因此我们选择它作为模型反应以研究光化学法制备的单原子分散催化剂之间的差异.结果发现,两种载体制备的单原子分散钯催化剂都具有很好的催化CO氧化低温活性,373 K时CO转化率均可高达96%.其中,负载在(001)面暴露的锐钛矿纳米晶的催化剂在343 K时TOF高达6.7×10^(–3) s^(–1),比有文献报道的活性最高的Pd/La-修饰Al_2O_3催化剂在相同条件下高3.3倍,是目前Pd基催化剂在催化CO氧化反应中的活性最佳记录.这可能是由于二氧化钛的载体效应引起的.虽然两种催化剂的催化活性相当,但Pd/P25的表观活化能比Pd/TiO_2(NC)高一倍左右.两种催化剂的金属都以单原子态分布,催化CO氧化反应的机制却可能完全不同.这说明单原子分散催化剂的性能与载体的表面性质密切相关.本文为单原子催化中载体的选择和原子尺度的界面调控提供了新的研究思路.

Visual Basic编程用于络合物稳定常数的数据处理

当金属离子与弱酸或弱碱络合时，将引起溶液中ｐＨ值的显著变化，用ｐＨ滴定法测定该络合物的逐级稳定常数．根据Ｂｅｊｅｒｒｕｍ生成函数概念ｎＭ＝ＣＬ－［Ｌ］ＣＭ（１）采用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ编程，经微机处理即可便捷准确地计算出络合物的逐级稳定常数，该法是...

CaAl水滑石对农药废水中有机磷的吸附

采用共沉淀法制备了CaAl水滑石(CaAl-LDH),并运用扫描电子显微镜(SEM)和热重/差示扫描量热分析(TG-DSC)技术对CaAl-LDH的形貌及热稳定性进行了表征。采用CaAl-LDH对含膦农药废水进行除膦吸附试验,探讨了搅拌时间、pH值、CaAl-LDH的加入量对吸附性能的影响。结果表明:当CaAl-LDH的加入量为80 g/L,搅拌时间为3 h,pH值为6~8时,CaAl-LDH对膦的吸附性最强,废水中膦质量分数仅为0.1×10^(-6)。

“能源化学”本科专业建设建议

"能源化学"专业是教育部2015年批准设立的化学类本科专业。本文结合新工科建设思路,对"能源化学"专业的培养目标、毕业要求、课程体系、教学内容、师资队伍与教学条件等方面提出了相关建议。

厦门大学能源化学专业的创建与实践

厦门大学于2015年创建了第一个能源化学本科专业。本文介绍了厦门大学建设的由11门组成的能源化学课程群以及能源化学本科课程体系与教学安排,总结了能源化学专业建设经验,特别是理工融合与协同创新的建设思路,为兄弟院校申办能源化学专业和开设相关课程提供借鉴和参考。

波分复用系统的测试项目和方法浅析

本文通过介绍传输网络建设中波分复用系统的测试项目,浅析工程建设中的测试方法。

三种常用润滑剂对聚氯乙烯熔合特性的影响

通过对硬脂酸钙、硬脂酸和石蜡3种常用润滑剂对聚氯乙烯(PVC)熔合行为的影响的研究,建议使用硬脂酸指数(SAI)作为评价润滑剂加工性能的指标,即在PVC配混料中只单独添加1.0份硬酯酸作为润滑剂,把其流变曲线的熔合扭矩、熔合时间等特征参数值作为基数(1.0),然后以同样的实验条件测得同一配混料加入其他润滑剂或润滑剂组合的各特征参数值与之比较。

包钯纳米颗粒的中空介孔硅铝酸盐纳米球的合成及其在多步催化反应和尺寸选择催化氢化中的应用(英文)

最近,具有中空核壳结构的纳米材料在催化领域中有着深入的研究和广泛的应用.在本文中,我们使用一种简单易行的方法合成了一种包裹钯纳米颗粒的中空介孔硅铝酸盐纳米球(简写为Pd@HMAN).首先,通过一种先原位合成钯纳米粒子再对其进行二氧化硅包裹的方法,在Brij56-环己烷-水的反相胶束中合成了具有核壳结构的包裹钯纳米颗粒的二氧化硅纳米球(简写为Pd@SiO2).然后,使用CTAB,Na2CO3和NaAlO2试剂,通过简单的碱性条件下刻蚀Pd@SiO2的过程,我们成功得到了具有多孔性能的中空核壳型Pd@HMAN纳米催化剂.由于硅铝酸盐外壳具有酸催化作用,并且内核钯纳米颗粒又是一种高活性的催化媒介,因此,这种复合的多功能纳米催化剂能够很好的应用于多步催化反应中.此外,通过一个简单的热处理的方法,能够缩小硅铝酸盐外壳上的孔道,我们发现这种孔道调节后的Pd@HMAN纳米催化剂在尺寸选择性氢化反应中有很好的应用前景.

一氧化碳辅助钯、铂纳米晶的形貌控制

形貌控制对调控贵金属纳米晶的催化和光学性能至关重要.近年来,在发展铂、钯纳米晶的形貌控制的方法过程中,一氧化碳(CO)不仅作为合成铂、钯纳米晶的优良还原剂,还可通过在特定晶面的选择性吸附辅助铂、钯纳米晶的形貌控制.CO辅助铂、钯纳米晶形貌控制的方法正逐步展现出独特的优越性,甚至帮助我们制备了一些目前其他方法所无法制备的纳米晶.该综述文章首先从表面科学的角度分析讨论CO分子在铂、钯单晶面上的不同吸附行为,然后总结分析了CO调控铂、钯纳米晶形貌的几个典型例子(超薄钯纳米片、介晶钯纳米花、钯四角叉/四面体以及铂纳米立方体、铂钴削角八面体),讨论了CO在控制铂、钯纳米晶的形貌控制作用及其化学本质,最后提出CO在辅助贵金属纳米晶的形貌控制中的挑战和展望.

金属纳米材料表面配体聚集效应

金属纳米材料表面配体不仅可以稳定金属纳米颗粒,辅助合成特定尺寸和形貌的纳米材料,还可用于调控金属纳米颗粒的表面化学性质。由于现有表征技术的局限性,金属纳米材料表面有机配体的结构和功能一直以来并未被深入研究。得益于分子结构明确金属纳米团簇和其他模型纳米材料体系的发展,配体在金属纳米材料表面的精确配位结构及其对催化过程的促进作用正不断被揭示出来。金属表面有机分子配位不仅可以调控表面金属电子结构,还可以分割表面原子周期性结构。表面有机配体的聚集可以进一步在金属表面构筑3D空间结构,改变纳米材料亲疏水性,并影响催化底物和反应中间体与表面的相互作用强弱和吸附构型。此外,有机配体与表面金属所组成的界面还可以构筑新的活性位点,改变催化反应路径,从而提升催化反应活性和选择性。金属纳米材料表面有机配体的聚集效应使得异相纳米材料可以同时表现出均相催化和酶催化的优势。

面向精细化工绿色过程的纳米界面化学研究

提高催化反应的选择性,是精细化工行业从源头上实现零排放的根本策略,也是提高产品竞争力,促进精细化工产业升级的重要推动力.然而,广泛应用于各类精细化工生产过程的金属纳米催化材料的表面结构特征丰富,表界面原子配位结构复杂,导致其表界面化学过程常存在着多个反应通道,易产生副产物.如何使金属纳米催化剂在具备高化学反应活性的同时拥有高的催化选择性,以确保其参与化工过程的原子经济性、减少污染和副产物,成为精细化工催化领域的关键问题.为了解决该问题,国家重点研发计划项目"面向精细化工绿色过程的纳米界面化学"提出在分子水平上解析纳米催化材料的活性基元结构(含几何和电子结构),并理解其参与界面化学过程.同时,在实际应用体系中,实现对复杂纳米催化材料的活性中心和性能的精准调控,从根源上减少其参与精细化工过程的污染排放.本文简要介绍了在重点研发计划的支持下,项目研究团队近两年来在纳米界面化学的分子催化机制和催化应用工业示范等方面取得的研究进展.

自还原法合成超小尺寸钯加氢催化剂

负载型超小尺寸金属纳米颗粒在多相催化过程中表现出优异的催化性能.虽然已经发展了一些合成方法,但仍缺少便捷地合成超小尺寸催化剂的方法.通常情况下,加氢金属催化剂往往需要经过高温还原过程.但过量的还原剂,如H2,会导致金属纳米颗粒的聚集.本研究利用含有有机配体的钯前驱体合成了金属氧化物负载的超小尺寸钯催化剂.在惰性气氛下,通过简单的煅烧即可得到尺寸均一、超小的Pd纳米颗粒(~1 nm).有机配体中的-CHx基团与氧化物载体的表面氧物种反应促进了Pd物种的还原.同时,反应过程中原位产生的CO和氧空位稳定了超小尺寸纳米颗粒.该方法所制备得到的催化剂具有较高的抗烧结能力、优异和稳定的催化加氢反应性能.

二维MoS_(2)纳米片的相工程

Phase engineering has been emerging as an effective strategy to tune the properties of two-dimensional transition-metal dichalcogenides(TMDs)for a variety of applications including electronics,catalysis,energy storage and membrane separation[1].

表面具丰富羟基的介孔TiO_2稳定Pt-OH-Fe(Ⅲ)催化界面

在负载型金属催化剂中,载体不仅可以提高金属分散度,同时还创造了独特的金属-载体界面.在特定的反应中,这些界面位点被认为是主要活性位点.对于这些体系,其催化性能的关键在于能否构建丰富且稳定的界面活性位点.本研究中,以乙二醇-钛前驱体水解得到的超高比表面积介孔TiO_2作为载体(m-TiO_2,490 m^2/g),通过紫外光照沉积得到m-TiO_2负载的高度分散的Pt纳米颗粒(1.9 wt%Pt,2.7 nm).相较而言,在商业P25 TiO_2上负载量仅有0.2 wt%,而Pt的尺寸却达6.7 nm.通过简单的沉积沉淀法可以在Pt/m-TiO_2和Pt/P25进一步构筑超高活性和稳定性的Pt-OH-Fe(Ⅲ)界面,所得到的Fe(OH)x-Pt/m-TiO_2在催化低温CO氧化反应中表现出超高活性和稳定性,而Fe(OH)x-Pt/P25却会在测试过程中发生不可逆的失活.研究发现,相较于P25表面密度较小且对湿气不敏感的羟基物种,m-TiO_2的高比表面积、介孔结构以及表面具有丰富(且对湿气敏感)的羟基(10.6 mmol/g,12.5 nm^(-2)),可以确保Pt-OH-Fe(Ⅲ)界面在CO氧化的放热反应中不会因为脱水发生不可逆的失活.