MOFs衍生的碳基电催化剂的研究进展

综述了最近几年金属有机骨架(MOFs)衍生的杂原子掺杂多孔碳基复合材料的氧还原反应(ORR)电催化剂的研究现状。MOFs衍生的多孔碳材料具有非常多的优异性能,包括低成本、高比表面积、高导电性和丰富的孔隙率,这些都有利于电子或质子的传输,因此,有望取代贵金属ORR电催化剂。

杂原子聚合物冠醚研究Ⅲ.多胺交联甘油双缩水甘油醚树脂的合成及其吸附性能

合成了三乙烯四胺交联的甘油双缩水甘油醚树脂 ,并研究了该树脂对 Cu2 +、Ni2 +、Zn2 +、Co2 +的静态吸附性能和吸附机理。结果表明 ,该树脂对 Zn2 +、Co2 +的吸附是单一吸附机理 ,而对 Cu2 +、Ni2 +的吸附则为多重吸附机理 ,对4种离子的等温吸附过程均符合 Freundlich方程。对 Cu2 +、Ni2 +、Zn2 +、Co2 +的吸附容量可分别达 0 .61、0 .3 2、0 .0 6和 0 .2 3 mmol g。

以醚胺为模板剂合成含二价金属杂原子的开放骨架磷酸铝化合物M(Ⅱ)-CJ50

在水热体系中,以2,2'-(乙烯二氧)双(乙胺)为模板剂,合成了3种含二价金属杂原子的开放骨架磷酸铝化合物M(Ⅱ)-CJ50(|C6H17N2O2|[MAl3P4O16],其中M=Mg,Mn和Fe).单晶及粉末X射线衍射分析表明,这3种化合物与以咪唑为模板剂合成的含三价金属杂原子的M(Ⅲ)-CJ50具有相似的骨架拓扑结构.二者的区别在于:由于使用了还原性较强的醚胺作模板剂,M(Ⅱ)-CJ50结构中的金属杂原子具有比M(Ⅲ)-CJ50更低的氧化态;M(Ⅱ)-CJ50中的金属杂原子与1个醚胺模板剂分子中的2个醚氧原子形成双齿配位,而M(Ⅲ)-CJ50中的金属杂原子则与2个咪唑模板剂分别形成单齿配位.此外,磁性测试结果表明,由于金属杂原子的氧化态以及配体模板剂分子的差异,导致M(Ⅱ)-CJ50中的过渡金属杂原子处于电子高自旋态,而M(Ⅲ)-CJ50中的杂原子则处于低自旋态.

燃料电池碳基非贵金属催化剂设计与制备

燃料电池凭借安全环保和高能量转换效率而备受关注,其关键材料催化剂却十分依赖贵金属铂(Pt),铂元素的成本和储量问题严重限制其大规模应用,开发可替代铂基的非贵金属催化剂十分重要。本文设计了FeCoMn修饰的N掺杂碳非贵金属催化剂,以氧化石墨烯为基底,掺入N并以FeCoMn过渡金属元素修饰,成功制备出具有三维骨架的高活性和稳定性的碳基非贵金属催化剂,研究了其对氧气还原反应(ORR)的催化活性。研究结果表明,随着Mn元素含量的增加,N掺杂量会增加,从而增强其ORR催化活性;但是Mn含量过高会导致金属纳米粒子的增大,从而降低其比表面积,使得催化活性下降。其中,以FeCoMn=1∶1∶2制备的FeCoMn修饰N掺杂碳催化剂具有最高的催化活性,其ORR起始电位为0.9V、半波电位为0.85V,同时比未添加Mn的样品具有更大的极限电流密度。

过渡金属杂原子Y型分子筛的合成及表征

采用水热法合成了含过渡金属(Ti,Fe)的Y型分子筛,通过XRD、FT-IR、UV-vis-DRS和TG等对其进行了表征.结果表明:少量杂原子Ti、Fe进入骨架后,不影响Y分子筛的晶型及结晶度,但晶胞常数变大,骨架振动IR吸收峰向低频移动;杂原子Y分子筛的UV-vis-DRS谱图上不存在非骨架Ti、Fe的特征峰;TPR曲线表明,在600℃下通氢处理1h后,FeY分子筛仍无还原峰出现,这些均表明杂原子Ti、Fe已进入Y分子筛骨架.

稀土金属配合物催化芳香型乙烯基极性单体立构选择性聚合

鉴于聚合物的立构规整度对其性能起着重要的作用,如何提高聚合物的立构规整度一直以来都是配位聚合领域的重要研究课题。经过几十年的发展,配位聚合已经在α-烯烃、苯乙烯、共轭二烯烃等非极性烯烃单体的立构选择性聚合方面取得了巨大的成就。但非极性聚烯烃材料表面性能差,而化学性质稳定,难以被后功能化。因此通过极性单体的立构选择性聚合将极性基团引入聚烯烃大分子链中对于提高其性能具有非常重要的意义。然而,在传统的配位聚合中,单体上的极性原子(基团)易于向金属中心配位,导致催化体系失去立构选择性,甚至失去活性。因此选择合适的配体、金属种类与极性单体组合的策略对实现立构选择性聚合至关重要。近年来,针对2-乙烯基吡啶、含杂原子苯乙烯衍生物以及硼氮杂芳香型乙烯基单体的定向聚合,开发了大量的稀土金属配合物催化体系,聚合物的立构规整度取得了较大的突破,同时对单体上极性原子在聚合中的作用也有了新的认识。本综述以单体种类为主线,详细讨论了配体的结构、取代基的电子效应、空间位阻效应、中心稀土金属种类和聚合溶剂等对催化剂聚合活性、立构选择性的影响,并探讨可能的聚合反应机理。