MoO_(3-x)负载蜂窝状氮化碳的制备及其光热协同催化CO_(2)还原性能研究

在传统光催化CO_(2)反应中引入热能是提高转化效率的新方法。通过一锅法将含氧空位缺陷的MoO_(3)(MoO_(3-x))均匀负载在蜂窝状氮化碳(NCN)表面,成功制备出不同MoO_(3-x)比例的MNCN复合催化剂。通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、紫外可见漫反射光谱、傅立叶变换红外光谱等手段对复合材料进行表征;在全光谱照射下,复合样品MNCN-1.0光热催化CO_(2)表现出优秀的性能,CO和CH_(4)的产率分别达到25.35μmol/(g·h)和1.80μmol/(g·h)。这是由于MoO_(3-x)独特的性质使其在全光谱反应中提高反应温度,促进温度场与光场的协同作用,提高了光催化的反应效率。

供给侧改革背景下协同创新中心研究生培养模式构建及问题分析——基于第四轮全国学科评估大数据分析

依托江苏省先进催化与绿色制造协同创新中心,构建校企、校校、校所、校地和国际化协同模式,培养应用型、复合型、创新型人才.通过常州大学化工专业研究生培养的办学实践,探索供给侧改革背景下人才培养模式.

协同创新模式下的常州大学新工科人才培养模式构建

2018年教育部正式部署新工科建设工作,历经2年时间,各个高校都形成了自己颇具特色的新工科人才培养模式。常州大学作为行业特色鲜明的地方领军型大学,通过新工科人才培养机制改革、教学机构改革,充分调动各种资源,国际协同、校企协同、校内协同,创新新工科人才培养模式,并取得了初步的成效。

异山梨醇焦油还原制备Co-Mo_(2)C催化合成2,5-二羟基对苯二甲酸二甲酯

异山梨醇焦油在无水K_(2)CO3催化下高温原位还原四水合钼酸铵和六水合硝酸钴制备了钴杂化碳化钼(Co-Mo_(2)C),采用XRD、N_(2)吸附-脱附、SEM、XPS对所制备样品进行了表征。将制备的Co-Mo_(2)C用于催化O_(2)氧化丁二酰丁二酸二甲酯(DMSS)合成2,5-二羟基对苯二甲酸二甲酯(DMDHT)。考察了煅烧温度、n(Co)︰n(Mo)、氧化反应条件对DMDHT HPLC纯度和收率的影响。结果表明,异山梨醇焦油在850℃原位还原四水合钼酸铵和六水合硝酸钴4 h制得了比表面积为134 m^(2)/g的Co-5Mo_(2)C-4(其中,5为Mo和Co物质的量比值,4为煅烧时间,h),其较好的催化性能归因于Co与Mo_(2)C的协同作用。在2.00 g Co-5Mo_(2)C-4催化作用下,DMSS在110℃、1.00 MPa O_(2)气氛中反应4 h,可得到收率为88.22%、HPLC纯度为99.98%的DMDHT。Co-5Mo_(2)C-4具有良好的循环性能,循环使用6次后,DMDHT的收率仅下降1.7%;循环使用9次后,DMDHT的收率下降了7.3%。

Cu/SiO_(2)复合材料体系的构建及其高效催化醇类脱氢性能研究

铜基催化剂对环己醇的非氧化脱氢具有较高的选择性,但转化率仍然不足,且铜基催化剂的稳定性因铜烧结而需要提高。通过湿化学法制备了Cu/SiO_(2)纳米颗粒,并对催化剂进行了XRD、SEM、TEM、FT-IR、BET、XPS和UV-Vis表征。结果表明,在280℃和WHSV为11.62 h^(-1)的条件下,该催化剂对环己醇脱氢制环己酮的选择性接近100%,摩尔转化率为81%。此外,该催化剂对苯甲醇脱氢制苯甲醛也有良好的性能,在260℃、WHSV为12.48 h^(-1)时,苯甲醇的摩尔转化率为75%,苯甲醛的收率为61%;该条件下,催化剂的活性在48 h内保持稳定。

NiCu/SiO_(2)复合催化剂的制备及其苯甲醇脱氢性能

通过湿化学法制备了一系列微量Ni金属掺杂的NiCu/SiO_(2)复合催化剂,并研究了其催化苯甲醇脱氢制苯甲醛的活性。同时,考察了Ni和Cu/SiO_(2)质量配比以及反应温度对脱氢反应转化率、选择性的影响。结果表明,在Cu/SiO_(2)催化剂中掺杂微量金属Ni能够大幅提高脱氢反应的活性,并且当反应温度为340℃,Ni和Cu/SiO_(2)质量配比为1∶200的NiCu/SiO_(2)(1∶200)催化剂表现出优异的苯甲醇转化率和苯甲醛选择性,分别达90.4%和84.3%。进一步,通过XRD,FT-IR,SEM,TEM,XPS和BET等技术对催化剂进行表征。结果证实高度均匀分散的微量Ni金属暴露出更多的Cu活性位点,同时微量的Ni掺杂有利于提高脱氢反应的转化率和选择性。

丙基噁唑啉改性微晶纤维素增强增韧聚乳酸的研究

利用丙基唑啉(POZ)对微晶纤维素(MCC)进行化学改性得到酰胺化微晶纤维素(AD-MCC),AD-MCC与聚乳酸(PLA)通过熔融共混法制备AD-MCC/PLA复合材料。利用FT-IR、SEM、XRD、TG、万能试验机等研究了AD-MCC的制备条件,并考察了AD-MCC添加质量分数对AD-MCC/PLA的性能影响。结果表明,在甲醇钠催化下120℃反应8 h,可得到POZ接枝率为31.47%的AD-MCC;AD-MCC提高了MCC与PLA的相容性,使PLA力学性能显著提高;添加2.5%AD-MCC可使PLA复合材料的拉伸强度提高26%,断裂伸长率提高61%,冲击强度提高57%。

咖啡渣基新型氮杂化炭材料制备与催化环己基苯氧化

将咖啡渣在氨气氛中高温热处理,制备氮杂化炭材料。采用X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、氮气吸附-脱附(BET)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)等方法对其进行表征,采用X射线光电子能谱(XPS)测定其掺氮量,并将其用于催化氧化环己基苯(CHB)合成苯酚和环己酮,考察了咖啡渣的热处理温度和反应条件(O2压力、反应温度和时间)对上述反应的影响。结果表明,700℃氨气氛中制备的咖啡渣基氮杂化炭材料(NC-700)具有较好的催化性能,其中所含石墨氮杂化结构对形成催化活性中心起重要作用;以NC-700为催化剂,在130℃、0.9 MPa O2分压下反应4h,CHB转化率为18.3%,环己酮和苯酚的选择性分别为81.8%和70.7%。NC-700循环使用10次,其催化性能没有明显变化。表明NC-700是可用于CHB氧化合成苯酚和环己酮的性能稳定、易回收利用、无污染的新型催化剂。

C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。

高效氧催化反应中的金属有机骨架材料（英文）

氧电催化反应包括氧气还原反应(ORR)和氧气析出反应(OER).作为核心电极反应,这两个反应对诸多能源存储与转换技术(比如燃料电池、金属空气电池以及全水分解制氢等)的能量效率起决定性作用.然而,ORR和OER涉及多个反应步骤、多个电子转移过程以及多相界面传质过程.这些复杂的过程较大程度上限制了ORR和OER的反应速率.从理论和实践两个方面来看,ORR和OER都需要高效电催化剂的参与来促进其反应速率,从而能够最终提高上述能源存储与转换技术的能量转换或利用效率.目前,以Pt,Pd,Ir,Ru为代表的贵金属基电催化剂具有十分突出的电催化性能.但是,过高的成本和过低的储量始终制约着贵金属基电催化剂在催化ORR和OER反应方面,乃至在能源存储与转换技术领域的规模化应用.因而,开发高效非贵金属基氧电催化剂成为近年来能源存储与转换领域的研究重点之一.在众多已经报道的非贵金属基氧电催化剂中,金属有机骨架材料(MOFs)备受瞩目.MOFs是一类由有机配体和金属节点通过配位键自组装而成的晶态多孔材料.它们具备超高比表面积、超高孔隙率以及规则性纳米孔道.相比较其他传统的多孔材料(比如活性炭、分子筛、介孔炭、介孔氧化硅等),MOFs最主要的优势在于它们的结构和功能可以依据需求通过选择合适的有机配体和金属节点进行便利地设计,或通过后处理进行必要的改性和调节.基于独特的多孔特性以及结构与功能的可设计、可调节性,MOFs在气体分离与存储、异相催化、化学传感、药物输送、环境保护以及能源存储与转化等领域都具有潜在的应用价值.因而,近年来,MOFs备受基础研究领域和工业界的青睐.针对MOFs开展的基础研究和应用开发逐渐成为诸多领域的研究焦点.也正由于MOFs具有的上述优异特性,尤其是结构与功能的可设计、可调节性,使得设计制备基于单纯MOFs以及MOFs衍生材料成为开发高效非贵金属基氧电催化剂的新途径.本综述首先论述了基于单纯MOFs的氧电催化剂(包括纯MOFs、活性物种修饰的MOFs以及与导电材料构成的复合MOFs)的合成以及它们在ORR或OER催化反应中应用的研究进展.在第二部分论述中,本综述主要针对MOFs衍生的各类氧电催化剂(包括无机微米-纳米结构/多孔碳复合材料、纯多孔碳材料、纯无机微米-纳米结构材料以及单原子型电催化材料)的研究进展进行了简要介绍和讨论.最后,本综述对MOFs基氧电催化剂目前存在的挑战进行了简要分析;同时,也对这类氧电催化剂的通用设计准则以及未来发展方向进行了展望.尽管存在诸多挑战,MOFs始终被认为是极好的'平台'材料.充分利用它们将有利于开发高效且实用的非贵金属基氧电催化剂.

固载化吡咯烷酮离子液体催化合成聚甲醛二甲醚

以HMCM-22分子筛为载体,化学键合固载吡咯烷酮离子液体,并用于催化合成聚甲醛二甲醚(DMM_n).XRD,FTIR及SEM结果表明:吡咯烷酮离子液体可以较好地固载于HMCM-22分子筛上.优选合成聚甲醛二甲醚的反应条件为:催化剂用量为总反应物质量的2.0%,甲缩醛与多聚甲醛的质量比(醇醛比)为2∶1,反应温度为120℃,反应时间为6h,离子液体负载量为2.0.产物中的甲缩醛转化率和DMM3-8选择性分别可达55.41%和30.87%,与纯离子液体和分子筛催化剂的反应效果相比,DMM3-8收率得到较大提高,且反应结束后催化剂和产物可自动分离为两相,可直接回收催化剂循环使用.重复使用4次后负载型分子筛催化剂仍能保持很高的活性.

钨酸铋与石墨烯纳米复合材料的制备及光催化性能

利用溶剂热法,在乙二醇与水混合溶剂中制备了还原氧化石墨烯(RGO)上负载钨酸铋的光催化剂(Bi_(2)WO_(6)/RGO)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对纯相Bi_(2)WO_(6)及Bi_(2)WO_(6)/RGO光催化剂的形貌、结构进行表征,证明Bi_(2)WO_(6)成功复合在RGO上,且Bi_(2)WO_(6)/RGO光催化剂的光谱吸收延伸至可见光。在可见光下,将纯相Bi_(2)WO_(6)及Bi_(2)WO_(6)/RGO分别对亚甲基蓝(MB)进行降解,结果表明,Bi_(2)WO_(6)/RGO与纯相Bi_(2)WO_(6)相比,表现出更好的光催化性能,可能与光生电子与空穴能够快速分离有关。在相同条件下,Bi_(2)WO_(6)/RGO对MB的降解率可达100%,而纯相Bi_(2)WO_(6)的降解率仅为75%,表明Bi_(2)WO_(6)/RGO复合材料是一种新型的具有高催化效率的光催化剂。

硅铝源对Ni-Pd-La/Hβ催化苯制环己基苯的影响

用不同的硅、铝原料,通过水热晶化法合成Hβ分子筛,再以Hβ分子筛为载体,用浸渍法制备了Ni、Pd、La负载型多功能催化剂。采用XRD、BET、NH_(3)-TPD、HR-TEM等手段对催化剂进行了表征,并将其用于催化苯(BZ)加氢烷基化制备环己基苯(CHB)。结果表明:相比于用硅溶胶和NaAlO_(2)为硅、铝源经典方法所合成Hβ-3(25)(25代表Si/Al物质的量比为25,下同)制备的催化剂4%Ni-0.2%Pd-3%La/Hβ-3(25)(HAC-3,其中,百分数为金属单质质量与Hβ质量之比,下同),以正硅酸四乙酯和金属铝粉为硅、铝源,所合成Hβ分子筛[Hβ-2(25)]制备的催化剂4%Ni-0.2%Pd-3%La/Hβ-2(25)(HAC-2)对BZ加氢烷基化制备CHB反应具有较高活性和CHB选择性。重复使用过程中HAC-2(25)呈现较好的稳定性。表征分析发现:HAC-2(25)优越性能源自Hβ-2(25)有着较高的比表面积,且铝原子在Hβ-2(25)骨架中分布更均匀。以HAC-2(25)为催化剂、在210℃、2.0 MPa H_(2)条件下反应90 min,BZ转化率可达46.8%,CHB的选择性可达79.6%。催化剂重复使用10次后,活性下降2.0%,表面积炭率只有0.21%。

制备(甲基)丙烯酸类酯催化剂研究进展

(甲基)丙烯酸酯是一类应用最为广泛、种类最多的光固化活性稀释剂,由于其具有许多优异性能,因此广泛应用于光固化涂料、油墨、胶黏剂等诸多领域。该类活性稀释剂的制备受催化剂影响较大。文章系统综述了制备(甲基)丙烯酸酯的催化剂研究进展。

磷化镍的制备及其催化糠醛加氢制备环戊酮

以NiCl2·6H2O为镍源、NaH2PO2·H2O为磷源、乙二醇为溶剂、n（P）∶n（Ni）=3∶1,采用溶剂热法制备得到磷化镍（Ni-P）催化剂,并采用XRD、SEM、TEM、H2-TPR、H2-TPD、N2吸附-脱附、XPS对其进行了表征。催化剂应用于糠醛加氢制备环戊酮的反应中效果良好,并考察了催化剂用量、氢气压力、反应温度、反应时间对反应的影响。结果表明,较优的工艺条件为：以水作为溶剂,原料与催化剂质量比为12,在反应温度150℃、氢气压力2.0 MPa、反应时间4 h时,糠醛转化率达到98.87%,环戊酮收率为68.65%。对催化剂进行稳定性测试,4次重复使用后环戊酮收率仅下降3.25%。

氢气氛中Ni/羟基磷灰石催化乙醇合成正丁醇

正丁醇是重要的化工原料和理想的生物质燃料。今对在不同气氛中,以羟基磷灰石(HAP)负载镍催化剂(Ni/HAP)催化乙醇直接合成正丁醇进行了研究。通过溶胶-凝胶法制备Ni/HAP,并用X射线粉末衍射(XRD)、氮气吸附脱附(BET)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)、透射电镜(TEM)及扫描电镜-X射线能量散射谱(SEM-EDX)与对其进行表征。考察了反应气氛(N2、H2)、Ni负载量和反应条件对乙醇转化率和正丁醇选择性的影响。结果表明:以12%Ni/HAP为催化剂,在300℃、H2气相空速(GHSV)为3000 h?1、乙醇液相空速(LHSV)为2.0 h?1条件下,在H2气氛中反应,乙醇转化率达15.6%,正丁醇的选择性为83.6%,催化剂性能在128 h内没有明显下降;较在N2气氛中反应,乙醇的转化率提高了2倍,正丁醇的选择性提高了4.2倍,催化剂活性稳定性提高了3倍。

苯加氢烷基化制备环己基苯催化剂的研制及其应用

以β分子筛为载体采用等体积浸渍法制备双功能复合催化剂,并用于苯加氢烷基化制备环己基苯的反应。采用X射线粉末衍射(XRD)、氮气吸附脱附(BET)、程序升温脱附(TPD)及高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)对催化剂组分间的协同催化作用进行考察。并在固定床反应装置上评价了所制备的催化剂活性和稳定性。结果表明:在Ni/Hβ双功能催化剂中掺入不同金属助剂可调控催化剂表面的负载组分颗粒大小、活性分散度、B/L酸比例,以及金属催化加氢功能和酸催化烷基化功能的匹配。以4%Ni-0.2%Pd-3%La/Hβ(均为质量百分数以β分子筛质量为基准)为催化剂,在220℃、H2的GHSV为2 500 h-1、苯的LHSV为2.0 h-1条件下,苯转化率达34.44%,环己基苯选择性为74.67%,催化剂性能在240 h内没有明显下降。

纤维素负载催化剂制备二氧化碳-环氧乙烷-氧化环己烯共聚物的研究

利用纤维素为载体合成了纤维素-ZnEt2-Y(CF3OO)3催化剂,以四氢呋喃为溶剂,研究了CO2与环氧乙烷和氧化环己烯三元共聚的反应条件。通过核磁共振氢谱证明所得共聚产物为三元无规则共聚物。同时考察了共聚反应影响因素,在最佳工艺条件下,催化效率高达2 806 g/(mol Zn);碳酸酯的含量可达90%以上;重均相对分子质量达17万左右;分子质量分布为3~4。通过热扫描曲线发现,三元共聚物的玻璃化转变温度随着EO摩尔比的增加而降低。热失重分析结果表明合成的三元共聚物具有高的热稳定性。另外,通过拉伸力学测试发现,随着环氧乙烷的加入,共聚物的断裂伸长率明显提高,脆性大大改善。

掺氮氧化石墨烯二氧化钛复合材料的合成及其光催化活性

采用低温水热法,以四氯化钛为钛源,尿素为氮源,聚乙二醇(PEG-4000)为分散剂,在较低的水热温度下合成了高分散氮掺杂纳米二氧化钛/氧化石墨烯(GO)复合材料,利用XRD、TEM、FT-IR、Raman对合成样品的晶型、形貌及结构进行了表征。以染料亚甲基蓝为目标降解物,以可见光为光源,对样品的光催化活性进行评价。结果表明,用水热法合成的高分散氮掺杂纳米二氧化钛/氧化石墨烯复合材料表现出良好的光催化活性。

基于Fe、Co、Ni的电催化析氢催化剂的研究进展

氢能经济的快速发展有赖于经济可行的制氢技术。研发低成本、高性能的电催化析氢催化剂对提升制氢技术,促进氢能经济的发展具有重要意义。本文综述了近几年发展的非贵金属电催化析氢催化剂,重点介绍了基于过渡金属Fe、Co和Ni的合金、磷化物以及硫化物等电催化析氢催化剂的研究和发展情况,对它们的合成方法、结构特性、催化活性、稳定性能以及微观结构和析氢性能之间的关系进行了深入探讨。分析表明,基于过渡金属Fe、Co、Ni的催化剂尽管具有极大的成本优势,但是它们的析氢催化性能目前仍然低于贵金属催化剂,离实际应用的要求还有一定距离。随着材料、化学学科的发展、合成技术的创新以及析氢催化机理研究的深入,基于过渡金属催化剂的析氢催化性能必将取得重大突破。