摘要：电催化CO_(2)还原反应(CO_(2)RR)可以制造燃料和增值化学品,为使用化石燃料带来的相关问题提供了理想的解决策略,因此,开发具有高效率、高选择性的CO_(2)RR电催化剂引起了人们的广泛关注.最近的研究表明,第一过渡金属配合物包括Mn,Fe,Co,Ni和Cu,均可作为CO_(2)RR电催化剂.在众多配合物中,铁卟啉化合物是研究结构-功能关系的理想模型复合物之一,因为卟啉大环化合物可以为中心金属离子提供强大而稳定的配位环境,并且可以通过引入各种官能团进行系统修饰,同时也因其在非水溶液中可以高效地催化CO_(2)转化为CO的而备受关注.然而,与非水溶液体系不同,铁卟啉在水溶液中CO_(2)RR表现出较差或中等的选择性,其原因在于当使用水作为反应介质时,竞争性析氢反应会变得严重.众所周知,使用水作为电催化反应溶剂,不仅绿色环保,而且可以充分提供二氧化碳还原过程中所需的质子.因此,开发水溶剂中铁卟啉CO_(2)RR电催化剂,使其在水溶液中表现出高活性高选择性具有重要的现实意义.本文设计并合成了带有胍基的铁卟啉化合物1以及简单的A4型铁卟啉化合物2,利用核磁共振、质谱分析等手段对化合物进行了表征,研究了两种化合物在非水溶液(均相电催化)和水溶液(多相电催化)中对CO_(2)RR的电催化性质.在乙腈溶液中,铁卟啉1及铁卟啉2均能有效地将CO_(2)转化为CO,转化频率表现为1(3.9×10^(5)s^(-1))比2(1.7×10^(4)s^(-1))大一个数量级,表明了胍基在提高电催化CO_(2)RR活性方面的关键作用.更重要的是,胍基具有生物相容性,可以在pH≤7的水溶液中被质子化,因此将化合物负载在碳纳米管(CNTs)上,研究其在0.1 mol L^(-1)KHCO_(3)水溶液中催化CO_(2)RR活性,结果表明,1/CNT显示出非常高的电催化CO_(2)-CO转化选择性,法拉第效率为96%,而2/CNT仅为65%,同时1/CNT在水溶液中长时间电解的CO_(2)RR电催化效率仍然优于2/CNT.综上,本文研究结果表明胍基对提高铁卟啉CO_(2)RR电催化的活性和选择性具有重要意义.

摘要：研究影响电催化氧还原反应活性的因素对于合理设计高效的氧还原反应催化剂至关重要。调节催化剂电子结构通常被用于精确调控电催化氧还原反应活性。然而,该反应发生在液/气/固界面,很少有报道调控分子催化剂的亲疏水性来提高其催化活性。在此,我们报道了两种钴卟啉NO_(2)-CoP(5,10,15,20-四(4-硝基苯基)钴卟啉)和5F-CoP(5,10,15,20-四(五氟苯基)钴卟啉)并研究了其电催化氧还原反应性能。通过同时调控meso-位取代基的电子结构和亲水性能,NO_(2)-CoP显示出比5F-CoP更高的电催化氧还原反应活性,其半波电位向阳极方向移动近60 mV。NO_(2)-CoP比5F-CoP具有更好的亲水性。理论计算表明,NO_(2)-CoP比5F-CoP更容易有效地与O_(2)分子结合形成Co^(Ⅲ)-O_(2)^(·-)。这项工作提供了一个简单而有效的策略,通过使用吸电子和亲水取代基来提高钴卟啉的氧还原反应活性。该策略对于设计和开发其他用于电催化的分子催化剂体系也具有重要的启发意义。

摘要：电催化CO_(2)还原反应(CO_(2)RR)可以有效地将温室气体转化为燃料或高附加值的化学品,从而缓解目前人类所面临的环境问题和能源危机,其中开发高效的电催化剂是至关重要的环节.近年来,研究者设计了多种高效的过渡金属配合物(包括Mn,Fe,Co,Ni和Cu)用作CO_(2)RR分子电催化剂,并研究了其中的构效关系,例如,在分子内修饰质子给体取代基或电荷取代基可以显著提高CO_(2)RR的催化效率.而电催化CO_(2)RR的实际应用要在含有碱金属阳离子(例如,Na^(+)和K^(+))的电解质水溶液中进行,但在已有报道中,很少有关于碱金属阳离子对CO_(2)RR的影响.在众多的分子催化剂中,铁卟啉可以以较高的催化活性和选择性实现CO_(2)到CO的转化.重要的是,卟啉环的刚性结构、稳定的配位环境及其骨架上官能团的易于修饰性成为研究CO_(2)RR的构效关系的理想分子模型.基于以上考虑,本文以铁卟啉配合物为分子模型,研究了碱金属阳离子Na^(+)和K^(+)对电催化CO_(2)RR的影响.首先,本文合成了简单的A4型铁卟啉化合物四-(3,4,5-三甲氧基苯基)-铁卟啉(FeP).并采用核磁共振、质谱分析、单晶衍射等表征手段对化合物进行了表征,在含有电解质的DMF溶液中测试其电催化CO_(2)还原性能.实验结果表明,FeP可以实现高效的电催化CO_(2)还原,催化电流随FeP的浓度呈线性增加,说明催化反应速率与催化剂浓度呈一级反应速率关系.较长时间的恒电压电解实验以及电解前后化合物的紫外-可见光谱证实了FeP的稳定性.通过气相色谱对产物进行分析,CO为主要产物,法拉第效率为95%.以上结果均表明,FeP是一个优良的分子催化剂.在此基础上,本文还发现加入Na^(+)和K^(+)均可以显著提升催化活性,而K^(+)的加入使催化电流的提升更加显著,这可能是由于K^(+)在溶液中的迁移速度比Na^(+)更快.基于此实验现象,本文通过在FeP的第二配位层修饰1-氨-18-冠-6-醚官能团(^(N)18C6),合成了^(N)18C6-FeP化合物.结果表明,由于^(N)18C6与Na^(+)/K^(+)之间的配位作用,使得^(N)18C6-FeP比FeP具有更好的电催化CO_(2)RR活性.研究表明,催化活性的提升归因于碱金属阳离子能够通过静电相互作用稳定Fe-CO_(2)中间体.1H NMR谱证实了^(N)18C6基团的确能够螯合碱金属阳离子.本文研究证明了碱金属阳离子对改善电催化CO_(2)RR的积极作用,对于进一步深入了解CO_(2)RR催化反应机理和未来合理的设计高效催化剂也都具有重要意义.

摘要：针对石嘴山市森林防火通信建设进行研究,通过对石嘴山市森林防火通信建设现状的分析,提出了石嘴山市森林防火通信建设的方案设计,并对其经济效益进行了分析。研究发现:石嘴山市森林防火通信建设存在一些问题,如通信设备数量不足、通信设备性能不稳定、通信人员操作技能不足等。因此,本研究提出了相应的解决方案,包括建立完善的通信网络、配置必要的通信设备、定期对通信设备进行维护和检查、对通信人员进行必要的培训和考核、合理规划和选址通信塔和太阳能电站的建设地点等。本研究的实施可有助于提高石嘴山市森林防火通信的效率和可靠性,保障森林防火工作的顺利进行。

摘要：通过对国外引进技术的消化吸收和对循环流化床锅炉的结构进行改造,使其适于燃用低热值劣质无烟煤,完善和丰富了北京锅炉厂循环流化床锅炉系列。