摘要：电催化二氧化碳(CO2)还原有望实现温室气体的回收,还能合成一系列有经济价值的产物,实现碳循环.从已报道的法拉第效率和电流密度方面考虑,最具经济前景的产物包括一碳产物(一氧化碳和甲酸)以及二碳产物(乙烯和乙醇)等.不同于一碳产物,二碳产物的生成涉及碳-碳偶联步骤,其机理更为复杂,因此对催化剂的设计提出了更高的要求.本文综述了近年来电催化CO2还原合成二碳产物的主要进展,简要介绍了电催化CO2还原的基本原理,阐释了目前最为广泛接受的3种碳-碳偶联反应机理,并按催化剂体系分类讨论了如何通过催化剂设计提高二碳产物的选择性.在催化剂设计方面,主要围绕Cu基催化剂展开讨论,强调了其暴露晶面、尺寸、形貌、担载密度、表面原子氧化态,与其他金属合金化和复合对产物选择性的影响.经过设计优化的催化剂可以有效提高CO中间体的局域浓度,或降低碳-碳偶联反应的活化能垒,从而促进二碳、多碳产物的生成.

摘要：多酸由于具有良好的电子储存和氧化还原能力,使其具有优异的催化与光/电致变色性能,在清洁、绿色环保的高效催化剂开发领域具有重要的潜在前景.然而,由于多酸阴离子本身带有负电荷,在催化过程中易于团聚失活,且具有较低的比表面积.因此,将多酸引入到结构明确、具有可设计修饰孔道与较高孔隙率的晶态多孔材料中显得尤为迫切.过渡金属为中心的多酸由于过渡金属引入,不仅能够调控其电荷数目,而且可以优化其能带结构,被认为是设计合成结构明确多孔框架材料的理想构筑单元.此类晶态材料有望应用于单分子磁体,光/电催化水分解,脱硫等领域.本文系统总结了以过渡金属为中心的多酸基晶态框架材料的研究进展,并提出了该领域所面临的挑战和机遇.

摘要：利用太阳能将CO_(2)还原成燃料或高附加值的化工原料,是解决能源危机和气候变暖的理想途径,其中的关键问题是开发高效的催化剂。近年来,非贵金属Co(Ⅱ)配合物作为分子催化剂在光催化CO_(2)还原方面展现出良好的催化性能。本文按配体的不同种类,系统介绍Co(Ⅱ)配合物分子催化剂在光催化CO_(2)还原方面的最新研究进展。并在此基础上,重点分析配合物分子结构对催化效率、选择性和稳定性的影响,总结构效关系。最后,针对在光催化CO_(2)还原中存在的问题,提出了Co(Ⅱ)配合物分子催化剂的设计思路,并对Co(II)配合物分子催化剂用于光催化CO_(2)还原的前景进行了展望。

摘要：系统研究了含有不同杂原子的共轭单元(联呋喃、联噻吩及联硒酚)的三种有机染料C210、C214和C216的超快发光动力学,双己氧基取代的三苯胺作为电子给体,氰基丙烯酸作为电子受体。详细考察了三种染料分别在不同媒介中的激发态动力学:四氢呋喃及甲苯溶液、聚甲基丙烯酸甲酯及聚苯乙烯聚合物薄膜、氧化铝及二氧化钛薄膜表面。发现在以上介质中都普遍存在动态斯托克斯位移现象,表明发生了非平衡激发态的分子内多步弛豫过程。由于扭转弛豫和电子注入过程之间的竞争作用,非平衡激发态的电子注入产率比平衡激发态的低得多。此外,由于激发态能量弛豫导致的能量损失,电子注入时间常数变化超过了一个数量级,这在未来的染料设计及器件发展中应进行控制。三种染料在平衡激发态处的电子注入效率相近,由于C210和C216加快的电子注入速率补足了它们较C214小的平衡激发态寿命。

摘要：通过脱合金方法对金银合金薄膜进行选择性腐蚀得到了具有三维双连通结构的纳米多孔金(NPG)。将NPG作为三电极测试体系中的工作电极,利用循环伏安法表征了其在碱性条件下对10 mmol/L的水合肼溶液的电催化性能。结果表明,纳米多孔金对水合肼的电催化氧化不仅峰电流强度比纯金电极高一个数量级以上,而且起峰电位很低,表现出很高的电催化氧化性能,这种优越的电催化性能和它的高比表面积以及多孔结构紧密相关。

摘要：采用分步合成方法将Cu_(2)O纳米颗粒原位还原组装到C_(3)N_(4)/BiVO_(4)表面,设计并合成了C_(3)N_(4)/BiVO_(4)/Cu_(2)O复合材料.在该过程中,首先将具有光氧化能力的BiVO_(4)与C_(3)N_(4)复合制备出C_(3)N_(4)/BiVO_(4)复合物,进一步通过原位合成法在C_(3)N_(4)/BiVO_(4)复合物表面沉积Cu_(2)O纳米颗粒制备出C_(3)N_(4)/BiVO_(4)/Cu_(2)O复合材料.通过高分辨透射电镜和高分辨扫描电镜,X射线粉末衍射,紫外-可见光谱及荧光光谱等测试方法对材料的结构、形貌与组成进行了系统的表征.在纯水体系中,光催化研究表明该复合材料具有较好的二氧化碳到甲醇的转化效率,复合材料的形成有利于促进光生电子和空穴的分离,从而提高光催化性能.

摘要：硝酸盐是地下水中最有害的污染物之一,会严重影响人类健康,亟需发展有效的去除措施.传统的处理方法既耗能又不经济,且去除效果不理想,而氨肥料作为重要的资源,也亟待采取既环保又经济的制备策略.电催化硝酸根还原法(NO_(3)RR)既能去除NO_(3)^(-)污染,实现固氮的同时生成得到高附加值氨(NH_(3)),因而受到了广泛的关注.NO3RR能够获得较高的NH_(3)产率和法拉第效率(FE_(NH_(3))),同时避免竞争性氢析出反应(HER),并且无需克服强的N≡N三键(941 kJ mol^(-1)).铜(Cu)基材料价格低廉、储量丰富,并且具有优异的催化性能和较弱的HER活性等优势,其在NO_(3)RR中展现出特殊活性,但离实际应用还有一定距离,因此,亟需通过改性策略优化Cu基材料,从而提高催化剂的性能.本文概述了Cu基材料电催化NO_(3)RR转化的最新进展,重点讨论了各种Cu基材料在设计、合成和性能优化方面的研究,如晶面工程、合金与掺杂、异质结构、空位工程和单原子结构等不同的材料设计与调控手段,阐明了使催化剂具有更优越的反应活性、选择性、FE_(NH_(3))和稳定性的设计、合成和调控思路.最后,简要讨论了该领域的发展方向和挑战,并展望了NO_(3)RR的工业应用发展.