CuO/ZnO复合电催化剂的制备及其还原CO_(2)制合成气

二氧化碳(CO_(2))还原制备合成气(CO和H2混合气),不仅可以实现碳循环降低温室效应,而且能缓解能源危机,而实现CO_(2)资源化利用的关键在于催化剂设计。本研究采用金属离子共沉淀法制备了CuO及CuO/ZnO复合氧化物纳米材料,通过调节催化剂组分,探究其在不同电势下电化学CO_(2)还原制备合成气的性能。结果表明:引入锌(Zn)物种可以减弱中间物CO_(2)•–在催化剂上的吸附强度,导致CO的法拉第效率(FE)降低,氢气FE增加,从而实现不同电势下合成气CO/H2在1/1~1/4范围内的可控调节。尤其是,当前驱液中铜和锌配比为1:2时,在–0.9 V(vs.RHE)的电势下,CO和H2总FE高达84%。

离子液体功能化salen Mn催化苯乙烯与CO_(2)一锅合成碳酸苯乙烯酯

合成了咪唑离子液体功能化salen Mn配合物(IL-salen Mn),并作为催化剂应用于苯乙烯与CO_(2)一锅合成碳酸苯乙烯酯反应中。以尿素过氧化氢(UHP)为氧化剂、吡啶氮氧化物(PyNO)为助剂,催化苯乙烯高效制备环氧苯乙烷,继而催化环氧苯乙烷与CO_(2)发生环加成反应合成碳酸苯乙烯酯。考察了催化剂种类和用量、助剂用量、氧化剂种类和用量、反应时间、反应温度及CO_(2)压力对上述反应的影响。结果表明,当催化剂IL-salen Mn用量为苯乙烯物质的量的8%、n(苯乙烯)∶n(UHP)∶n(PyNO)=1.0∶3.0∶0.2、环氧化反应温度和时间分别为30℃和5 h、环加成反应温度和时间分别为80℃和12 h、CO2压力为1.0 MPa时,苯乙烯的转化率为90%,碳酸苯乙烯酯收率达到32%。结合前期研究与反应时间动力学结果,推测了该一锅反应的可能机理。

超薄硫掺杂石墨相氮化碳纳米片光催化降解双酚A

内分泌干扰物双酚A(BPA)的广泛分布对水环境和人类健康造成了潜在的威胁.为探究超薄硫掺杂的石墨相氮化碳纳米片(US-CN)对BPA的光催化降解性能及其降解机理,使用US-CN对BPA进行了光催化降解,使用电子顺磁共振(EPR)检测了光降解过程中产生的反应性氧自由基(ROS),通过密度泛函理论(DFT)结合自然布局分析(NPA)计算了BPA的原子电荷值,使用LC-MS检测了BPA光催化降解过程的中间产物.结果表明:①US-CN在可见光(VL)下(简称“US-CN/VL体系”)100 min内对BPA的去除率可达66.39%,去除率的准一级反应动力学常数约为石墨相氮化碳(CN)的6倍.②在US-CN/VL体系中添加L-组氨酸后,60 min内BPA的去除率从50.00%降至6.45%,表明单线态氧(^(1)O_(2))是导致BPA降解的主要ROS.③在US-CN/VL体系中,^(1)O_(2)可能由超氧自由基或溶解氧转化产生.④基于密度泛函理论计算了BPA分子易被^(1)O_(2)攻击的富电子原子位点,并检测出BPA的5种降解中间产物,推测BPA在US-CN/VL体系中可能存在去甲基化和羟基化两种降解路径.研究显示,US-CN在可见光下能产生以^(1)O_(2)为主的ROS,攻击BPA的富电子原子,对BPA有良好的光催化效果.