以羧甲基纤维素稳定Ru纳米粒子催化α-蒎烯加氢反应的研究

以羧甲基纤维素(CMC)为稳定剂,以氢气(H_2)为还原剂,在水介质中制备水溶性Ru纳米粒子催化剂,其中CMC提供空间位阻来稳定Ru纳米粒子。将此催化剂用于催化α-蒎烯加氢反应,优化反应工艺:T=75℃,p=1.5 MPa,t=5h。在此条件下,α-蒎烯的选择率为92.03%,选择性达98.27%。CMC作为一种可再生资源,H_2作为一种清洁型能源,为催化α-蒎烯加氢提供了一条绿色环保的新途径。

Au(Ru)-SiO_2纳米-微米复合粒子的制备及精细结构研究

在制备出高性能的Au(Ru) SiO2 纳米 微米复合粒子的基础上 ,使用高分辨透射电镜、电子探针和X 射线衍射等现代手段 ,研究了该复合粒子的精细结构。研究结果表明 :所制备的纳米 微米复合粒子在结构上呈现类似天体星云式的多层次结构 ,可区分为三级 ,其中一级结构是在微米尺度上 ,该层次上的SiO2 微粒是整个复合粒子的承载骨架 ,其粒度均匀 ,分散性好 ,这在一定程度上大大降低了其所包含的功能金、钌纳米粒子的团聚问题 ;二级结构是在纳米尺度上 ,观察发现 ,金、钌纳米粒子相对均匀地镶嵌在第一结构层次的SiO2 微粒中 ,它们是整个材料的性能载体 ,对材料性能起决定作用 ,研究指出进一步适度降低第一层次的SiO2 微粒的粒径有望进一步降低甚至消除其中金、钌纳米粒子间的团聚 ;三级结构为金、钌纳米晶粒的高分辨晶格像 ,表明纳米晶表面原子点阵存在畸变。研究还指出 ,在该纳米 微米复合粒子中 ,金属金、钌的纳米粒子是以机械混合形式存在 ,不形成合金 。

磁性NiFe_(2)O_(4)负载Ru催化5-羟甲基糠醛选择性氧化合成2,5-呋喃二甲酸

采用水热-煅烧法制备了磁性镍铁尖晶石载体NiFe_(2)O_(4),再采用浸渍-还原法在载体上负载Ru纳米粒子制备Ru/NiFe_(2)O_(4)催化剂。采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)测试对催化剂进行表征分析。结果表明,Ru/NiFe_(2)O_(4)催化剂表面氧物种丰富,相较于载体,负载Ru后催化剂比表面积和表面酸量增加,Ru与载体存在相互作用,这可能是催化剂高活性和高稳定性的关键。将催化剂用于5-羟甲基糠醛(HMF)的选择性氧化,负载Ru后,催化剂催化活性显著提升。对反应条件进行优化,在添加0.08 g KHCO3,氧化剂O2压力为1 MPa,反应温度为80℃,使用0.1 g Ru/NiFe_(2)O_(4)催化剂,在水溶液中反应12 h HMF能完全转化,2,5-呋喃二甲酸(FDCA)产率为98.1%。Ru/NiFe_(2)O_(4)循环使用5次后仍能保持较高的活性,催化剂上活性组分Ru不易浸出,并且催化剂具有磁性能便于与反应溶液分离。为今后工业化催化HMF高效选择性氧化合成FDCA提供参考。

氮掺杂碳纳米管负载的钌催化剂对苯甲醇在常压空气条件下催化氧化性能

以氮掺杂碳纳米管(NCNTs)为载体,采用乙二醇微波还原方法方便制得制备了负载型Ru催化剂,Ru纳米颗粒均匀分散在NCNTs表面,平均粒径为1.6 nm。在温和条件下(常压和空气条件),Ru/NCNTs催化剂表现出良好的苯甲醇催化氧化性能,在90℃下苯甲醇转化率可达93%,苯甲醛选择性大于99%,并且具有良好的可重复使用性能,这些结果显著优于碳纳米管(CNTs)和活性炭(AC)为载体的对比组催化剂。在温和条件下Ru/NCNTs催化剂表现出的优异苯甲醇催化氧化性能可归因于氮掺杂提高了NCNTs的电子密度进而促进了O2分子吸附和反应。

电化学发光传感器用于双酚A的检测

利用反相微乳液法制备了Ru(bpy)2+3-SiO2复合纳米粒子(RuSiO2NPs),采用Nafion/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合膜技术,实现了对RuSiO2NPs有效而稳定的固定,从而制备了电化学发光传感器,在0.1mol/L磷酸盐缓冲溶液(PBS,pH=7.4,含50mmol/L三正丙胺)介质中,实现了对双酚A(BPA)的免标记检测。在优化实验条件下,电化学发光强度减少值与BPA浓度的负对数在1.0×10-11~1.0×10-7 mol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数R=0.9978,检出限为8.0×10-12 mol/L。对1.0×10-9 mol/L BPA平行测定11次,其相对标准偏差为2.7%。实验结果表明该传感器具有良好的稳定性和重现性。