摘要：基于过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术具有高效、环境友好等特点,因此该技术在水处理领域具有非常好的应用前景。通过利用过渡金属之间协同活化PMS的优势,采用乙二醇沉淀-煅烧法,制备了一系列不同Co/Ni比例的非均相催化剂Co_(x)Ni_(1-x)TiO_(3)。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了催化剂的物相和微观结构。同时考察了催化剂用量、PMS浓度、pH值以及催化剂的循环使用情况对降解污染物环丙沙星(CIP)的影响,最优条件为0.20 g/L Co_(0.7)Ni_(0.3)TiO_(3)、0.5 mmol/L的PMS和pH=6时,60 min内降解CIP的效率达90.01%。通过自由基猝灭实验,证实了SO_(4)^(·-)是高级氧化降解过程中的主要活性物种。

摘要：将当前能源生产和消费结构从过度依赖化石能源转变为高效利用可再生能源,是解决能源危机、实现碳中和的有效途径。生物质是最有前途的可再生能源之一,可以取代化石燃料以获得有价值的有机化合物。近年来,大力利用生物质能已成为一种必然趋势。用于生物质转化的传统热化学催化方法通常需要高温、高压等恶劣条件,甚至还需要外部氢或氧源。相比之下,在相对温和的条件下进行的生物质有机分子电催化转化为生产高价值化学品提供了一种绿色高效的策略。特别是,通过C―C键裂解将生物质衍生的分子转化为高价值的短链化学品至关重要。近年来,大量的研究证明过渡金属(TM)电催化剂由于其丰富的三维电子结构和独特的eg轨道增强了过渡金属-氧之间的共价键合,从而在有机物的C―C键断裂中起着至关重要的作用。此外,TM电催化剂的配位环境或电子结构会影响产物的选择性。毫无疑问,明确的反应活性位点和途径有助于深入理解催化剂结构与反应活性之间的构效关系。然而,TM电催化剂介导的生物质衍生有机分子的C―C键裂解反应用于生物质升级的研究目前尚处于起步阶段,其反应机理和催化反应过程尚不清楚。因此,有必要在原子水平上系统地了解电催化剂在C―C键裂解过程中的作用。在本综述中,我们首先依次介绍了广泛研究的TM电催化剂介导的生物质衍生有机分子(包括甘油、环己醇、木质素和糠醛)的C―C键裂解反应,并给出了一些典型的例子和相应的反应途径。然后,系统回顾了过渡金属化合物催化C―C键裂解的反应机理,揭示了界面行为,并构建了TM电催化剂的结构与裂解反应活性之间的构效关系。最后,我们简要总结了上述内容,并强调了在TM电催化剂上研究C―C键裂解的挑战和展望。我们期望这项工作可以为生物质的可控转化和合理设计C―C键裂解的TM电催化剂提供指导。

摘要：分子模拟是近年来发展起来的一门新兴的计算化学技术,它在辅助物质设计和分子结构理解方面取得的显著成绩,使得它在其他领域中有着越来越广泛的应用。本文简单介绍了密度泛函理论,综述了使用过渡金属催化剂的几类反应及国内外对于使用DFT (密度泛函理论)方法研究过渡金属催化剂的工作,为使用分子模拟手段设计过渡金属催化剂提供思路及方法。

摘要：水煤气变换反应是氢气提纯的重要过程,是燃料电池供氢系统的重要组成部分。综述了近年来水煤气变换反应催化剂的研究进展,包括催化反应机理、可选择的催化剂体系及提升催化反应性能策略等。反应机理主要包括联合机理、氧化还原机理及重整机理,其中联合机理主要包括甲酸盐和羧酸路径。催化剂体系主要包括贵金属催化剂及过渡金属催化剂。此外,通过掺杂助剂及优化金属-载体相互作用等手段可实现高效的水煤气变换反应催化剂的设计开发。

摘要：海水电解是一种很有前景的可持续绿氢生产技术。然而,由于受到缓慢的动力学、阳极上竞争性的氯释放反应、氯离子腐蚀和电极表面中毒等的影响,致使阳极材料的性能和耐久性下降,析氧反应(OER)的选择性降低。与传统的粉末催化剂相比,自支撑纳米阵列材料具有较低的界面电阻、较大的活性表面和优异的稳定性,已成为先进的催化剂。特别是在需要高电流密度的实际大规模制氢应用中,自支撑催化剂比粉末催化剂更具优势。电解过程中,在电极表面所产生气泡的强烈冲击下,粉末状纳米材料很容易剥离,导致催化活性降低,甚至频繁更换催化剂。相比之下,自支撑纳米材料的活性物质和基底之间具有很强的粘附性,确保了良好的电子导电性和高机械稳定性,有利于长期和循环使用。本文综述了用于海水电解自支撑过渡金属催化剂的最新进展,包括(氧)氢氧化物、氮化物、磷化物、硫族化物等。为确保OER过程中的高活性和高选择性,着重总结了各析氧催化剂在应对耐腐蚀性和屏蔽竞争反应方面所采取的策略。通常,构建具有高孔隙率和粗糙度的3D多孔纳米结构可以使催化剂具有较大的表面积和丰富的活性位点,是提高传质、OER活性和催化效率的有效策略。其次,催化剂表面的Cl−阻挡层,特别是兼具催化活性和保护作用的保护层,可以有效抑制Cl−的竞争性氧化和腐蚀,提高催化剂的催化活性、选择性和稳定性。此外,设计具有超亲水和超疏水表面的催化材料,以增加电解质的渗透性,促进活性位点的有效利用,并避免大量气泡的积累。最后,简要总结了OER催化剂在海水电解中的发展前景及建议。具体来说,海水电解的介质应从模拟盐水转移到天然海水中。鉴于天然海水电解中面临的诸多挑战,除了设计和合成具有高活性、高选择性和高稳定性的自支撑催化剂外,开发简单、低成本的天然海水预处理技术以最大限度地减少腐蚀和中毒问题也是海水电解未来发展的重要课题。更重要的是,应合理构建自支撑OER电催化剂的标准化评价体系。评估过程中应充分考虑催化剂内在活性、可达活性位点密度、尺寸、质量负荷、基质效应和试验条件等因素。

摘要：含硫化合物在天然产物、药物、农药和材料中广泛存在,具有多种生物活性或独特功能.C—S偶联反应是合成含硫化合物的重要方法,是有机合成领域的研究热点之一.随着对催化剂的深入开发和对含硫偶联反应物的不断扩展,近年来涌现出大量的C—S偶联反应方法,为含硫化合物的合成提供了便利.芳香卤代烃是合成含硫化合物的主要底物,通过设计不同的反应体系和含硫偶联反应物进行C—S偶联反应,能够高效地合成硫酚、硫醚、二硫醚和砜等含硫化合物.按照不同种类的含硫偶联反应物类型和催化剂种类(钯、铜和镍等)进行分类,综述了近年来以芳香卤代烃为底物的C—S偶联反应,并对代表性反应的机理做了简要说明和比较.此外,还对这一领域目前存在的问题和局限性进行简要分析,并对未来发展方向提出展望.

摘要：氢能作为一种来源丰富、绿色、应用广泛的二次能源,可实现化学能与电能的相互转换,是实现多领域深度清洁脱碳的重要路径,将成为能源转型发展中不可或缺的载体。电解水制氢技术因反应高效、简单易控、无污染等特点而成为研究热点。然而,阳极析氧反应(OER)所需过电位高,反应动力学迟缓,严重制约了电解水制氢的整体效率,因此,使用更易氧化的有机小分子作为阳极添加剂辅助水分解制氢,如电催化醇氧化,不仅可以显著降低水分解制氢的过电势,还能合成绿色高附加值产品。基于此,结合本课题组的研究工作,综述了近年来国内外关于醇类氧化辅助水分解制氢的研究进展,重点探讨了过渡金属催化醇类氧化的反应机理及反应性能、产物选择性和构效关系,并对醇类氧化辅助水分解制氢催化剂所面临的挑战和发展进行展望,旨在为高效的醇类电化学氧化辅助水分解制氢催化剂的合理设计提供指导思想。

摘要：设计并合成了具有较大空间位阻侧链的取代炔烃2-炔丙氧基-1,4-对苯二甲酸二甲酯单体,分别采用WCl6,WCl6-SnPh4和[Rh(nbd)Cl]2催化体系使其聚合,考察了不同催化剂对聚合的影响.采用红外光谱和核磁共振等技术对单体及聚合物结构进行了表征,并用紫外光谱和荧光光谱研究了所得聚合物的光学性能.结果表明,使用[Rh(nbd)Cl]2催化剂时得到的聚合物是高反式结构,荧光光谱中除了侧基的350 nm发射峰外,还在429 nm处存在较弱的共轭主链发射.使用WCl6-SnPh4催化体系得到的聚合物由于较高的顺式含量,主要是侧基的发射,而较大侧基位阻使主链共轭降低.尽管存在较短的间隔基,引入较大空间位阻侧基仍然迫使聚合物主链扭曲,顺式结构中侧基空间位阻的影响更大.

摘要：具有优异物理和化学性能的新聚合物开发推动了取代聚炔的设计与合成。聚炔中功能侧基的引入赋予其非线性光学、液晶、发光、螺旋手性和高气体渗透等性能。作为一种重要的分离膜材料,与传统的玻璃态聚合物膜材料不同,这种无定形、高刚性的聚合物的显著特点是具有非常高的气体渗透系数和蒸汽/气体分离系数。有关其气体分离、天然气净化和对映体拆分等方面的性能已得到深入的研究。本文介绍了取代聚炔的合成用聚合催化剂和聚合物反应及高渗透性聚炔的分离性能。

摘要：由于过渡金属催化剂在烯烃聚合方面具有高活性和良好的分子剪裁性,通过调节催化剂的微结构或温度、压力等聚合环境的变化,可以在分子层次上实现烯烃聚合物的分子设计与组装,实现聚合物物理性质的调控,最近引起了人们的广泛关注。本文介绍了过渡金属催化剂的合成及其负载化,水相烯烃聚合及活性聚合等方面的研究进展。