摘要：受自然界荷叶、玫瑰花瓣等植物超疏水现象启发,超疏水涂层在自清洁、油水分离、防冰等领域被广泛应用。然而,传统超疏水涂层依赖于其表面微观粗糙结构和特殊涂层材料,制备工艺复杂,耐久性差,防腐蚀性能不足。超疏水纳米涂层由于其独特的形貌和功能,使超疏水涂层变得多功能、通用、耐用、高效。本文综述了近些年来不同纳米材料超疏水涂层的设计与制备,针对不同超疏水纳米涂层的优缺点进行了评述,并简述了其在各个领域的潜在应用,如防菌、传感器、微流体、催化等。最后,本文指出了关于使用纳米技术的超疏水涂层的最新发展和未来趋势,通过对其新颖的制备策略和对其独特性质的研究为该领域的研究人员提供一定的理论和技术参考,推进超疏水纳米涂层在诸多领域的应用。

摘要：Photocatalytic decomposition of sugars is a promising way of providing H_(2),CO,and HCOOH as sus-tainable energy ***,the production of C_(1)chemicals requires the cleavage of robust C−C bonds in sugars with concurrent production of H_(2),which remains ***,the photo-catalytic activity for glucose decomposition to HCOOH,CO(C_(1)chemicals),and H_(2)on Cu/TiO_(2)was enhanced by nitrogen *** to nitrogen doping,atomically dispersed and stable Cu sites resistant to light irradiation are formed on Cu/TiO_(2).The electronic interaction between Cu and nitrogen ions originates valence band structure and defect levels composed of N 2p orbit,distinct from undoped Cu/TiO_(2).Therefore,the lifetime of charge carriers is prolonged,resulting in the pro-duction of C_(1)chemicals and H_(2)with productivities 1.7 and 2.1 folds that of Cu/TiO_(2).This work pro-vides a strategy to design coordinatively stable Cu ions for photocatalytic biomass conversion.

摘要：煤制乙二醇是现代煤化工中的一个重要技术路线,其中CO酯化反应合成草酸二甲酯(DMO)是关键步骤之一.负载型Pd基催化剂可有效催化该反应,但关于载体效应的研究相对较少.本研究使用二维层状材料CoAl-LDH(layered double hydroxides)作为载体,合成的Pd/CoAl-LDH催化剂在CO酯化制DMO反应中显示出51.5%的CO转化率.进一步在载体中引入Zn^(2+)合成Pd/ZnCoAl-LDH催化剂,其CO转化率提高至61.8%.XPS(X-rayphotoelectron spectroscopy)表征结果表明, Zn^(2+)的引入促进了Pd活性物种与载体ZnCoAl-LDH之间部分电子转移,从而使该催化剂表现出优异的活性.原位红外实验表明,载体中引入Zn^(2+)使得CO吸附峰发生红移,该结果进一步证实了Zn^(2+)的引入增加了Pd活性位点的局域电子密度.本研究通过结构设计增强催化剂载体的Lewis碱性,从而提高催化剂的反应活性,为进一步提升Pd基多相催化剂的性能提供了有益参考.

摘要：近年来光催化研究的兴起极大地促进了传统自由基化学的发展.在光照下,被激发的光催化剂会与底物发生电荷转化,从而在非常温和的条件下产生自由基中间体.自由基物种非常活泼,可快速地发生各类C–C偶联或者断键反应,但自由基的高活性同时意味着难以实现其可控的转化.特别是在多相光催化体系中,实现自由基物种的定向转化仍非常困难.光照条件下,半导体光催化剂的光生电子或空穴可以活化底物产生各种活泼的自由基物种,但往往在随后的自由基转化反应中扮演着旁观者的角色.即产生的自由基中间体可以自由地扩散和反应,它们会彼此碰撞发生自由基-自由基偶联反应,与表面活性氢物种反应,或者进一步被氧化为相应的碳正离子进而转化为一系列复杂的产物.因此,多相光催化剂表面不受控的自由基反应限制了其在很多重要领域(例如合成化学以及生物质转化等)的进一步应用.本文提出在半导体催化剂表面构建特定的金属位点,利用金属-自由基相互作用来调控在半导体表面产生的自由基物种的定向转化.以苯乙酸在金属/TiO_(2)催化剂上的光催化脱羧为模型反应进行研究.光照条件下,苯乙酸在TiO_(2)上被光生空穴氧化发生脱羧反应,产生苄基自由基.若该自由基物种能被稳定在负载的金属颗粒表面,就会优先与金属上光生电子还原质子产生的活性氢物种反应,选择性地生成甲苯,否则将会自由地碰撞反应,得到联苄和甲苯的混合物.结果表明,Pd/TiO_(2)能高选择性地催化苯乙酸脱羧产生甲苯,得到与其它金属/TiO_(2)催化剂截然不同的产物分布.同时,利用瞬态吸收光谱可原位地观测产生的苄基自由基在金属/TiO_(2)催化剂上转化.研究发现,苄基自由基的Pd/TiO_(2)催化剂上的转化遵循准一级的反应动力学行为,而非完全自由的自由基转化路径.基于以上结果,推测Pd纳米颗粒能够将在TiO_(2)上产生的自由基稳定在其表面,并调控自由基的后续转化.DFT计算表明,Pd与自由基物种存在强电子相互作用,使其对自由基具有很强的亲和力.这种强金属-自由基相互作用为高效自由基转化体系的设计提供了可能.在催化剂表面构建特定的金属位点,例如Pd纳米颗粒,可将在半导体光催化剂上产生的自由基物种稳定在表面,避免其发生无序的自由基反应,同时进一步修饰金属位点,即可促进表面稳定的自由基物种的定向转化.

摘要：文章首先分析了变压吸附制氢工艺流程,对系统的设计原则进行解读,基于西门子S7-400H构建了一套变压吸附制氢控制系统,对硬件、PLC编程软件和HMI编程软件进行设计选型,提出了系统控制要点,构建了温度和压力控制的模糊-PID控制器,实现对变压吸附制氢控制系统的自动化改进。

摘要：甲基环己烷(MCH)因具有较高的理论储氢量以及优越的理化性质而被认为是最具有应用前景的有机液体储氢材料,甲基环己烷-甲苯-氢(MTH)循环实现了材料和能源的循环利用,具有良好的工业应用前景。然而,MCH催化脱氢过程所使用的催化剂因其低温活性欠佳及高温不稳定的问题导致MTH循环无法大规模应用。为解决该问题,前人已进行了广泛的研究,发现催化剂的设计是解决该问题的核心。综述MCH脱氢催化剂的现状,重点阐述单、双和三金属催化剂的研究进展以及各自的优缺点,分析活性组分、载体和助剂的协同作用对催化剂的影响,展望未来催化剂的研究方向。基于现有分析认为,在未来的研究中添加第二金属、调节催化剂载体的性质和使用Ni金属作为活性组分,以获得高稳定性、高活性和低成本的MCH脱氢催化剂,可以满足商业化应用的要求。