“自然论坛”科普讲座

<正>继2015年举办六场"自然论坛"科普讲座以来,在2016年,《自然杂志》又继续举办系列讲座。九江石化覃伟中总经理,分享了中国石化股份有限公司九江分公司与历史名城九江市和谐共生的理念与实践;复旦大学物理系施郁教授通俗地介绍了2016年诺贝尔物理学奖获奖成果的研究历程和重要意义;上海大学龚和贵教授深入浅出地介绍了分子机器的概念、现状及未来前景。     

碱金属和稀土金属氧化物修饰的NiO/Al_2O_3催化剂上甲烷部分氧化制合成气的研究

天然气是非常丰富的石化燃料资源,对其优化利用而受到世界各国的高度重视.现有的已工业化的天然气加工利用方法主要为间接法,即由CH_4经水蒸汽重整制合成气,然后由费托反应等再进一步转化为汽油、柴油、甲醇、乙二醇等各种液体燃料和有机化工原料;此外,还有氯化氧化制氯化甲烷、高温裂解制乙炔等.但缺点是:设备复杂,投资大,高温高压,腐蚀性大等.目前处于开发阶段的几种主要甲烷催化转化方法:(1)甲烷氧化偶联制取乙烯、乙烷,     

环境催化——大气污染控制和预防的化学

以控制和预防大气污染为目的之一的环境催化科学和技术,在90年代有很大的发展.本文阐述了其中八个值得重视的研究方面.它们是富氧条件下消除NO_x的新催化剂和催化反应;消除SO_x及一步法消除SO_x、NO_x的催化途径;催化燃烧替代火焰燃烧以及挥发性有机组分(VOCs)废气的催化氧化;汽油车排气催化净化性能的提高和柴油车排气及黑烟微粒的催化消除;氯氟烃类(CFCs)催化分解和催化合成代用品;C0_2的催化合成利用;臭氧在低层大气中的催化消除;以及无害化催化过程的设计和有害化工路线的改造.     

从学术论文看我国2008年催化学科基础研究进展

依据我国催化领域的学者在一些重要国际学术刊物上发表的论文, 从能源和化工催化、环境催化、绿色催化、手性催化、有机合成中的多相催化、光催化、催化新材料和催化剂新合成方法、催化活性中心和催化反应机理表征等方面, 简要介绍2008年我国催化学科在基础研究方面所取得的一些进展.     

有机酸催化不对称烷基化反应新进展

在有机分子催化的不对称合成领域,手性有机酸催化和有机胺催化是其中两个非常重要的研究方向.羰基化合物的-烷基化反应是形成碳碳键的重要合成策略.手性有机胺催化羰基化合物的不对称-烷基化反应已经有较多的研究报道,但是手性有机酸催化的该类反应还很少见.多     

具有催化萘普生乙酯水解能力的多克隆抗体

80年代化学和免疫学领域中的一项重大发现——催化抗体(抗体酶),把抗体的极其多样性与酶的巨大催化能力等特性结合在一起,为传统的化学和免疫学研究开辟了一个崭新的方向.利用经过特殊设计并合成的有机分子作为半抗原,联接载体蛋白后免疫动物并经细胞杂交技术,从筛选和分离的单克隆抗体中,成功地获得具有催化功能的抗体.至今已有50多个反应能用催化抗体来催化,对某些反应(如Diels-Alder反应),自然界不存在能催化它们的酶,也能用抗体来催化进行.因此,设计具有特异性的催化抗体,在化学、生物学、医学等领域无疑将显示巨大的应用潜力.茶普生(1)是一种非常重要的非甾体消炎镇痛药,其S构型的药效为R构型的38倍,研究用抗体催化水解萘普生乙酯(2)来拆分获得S构型的萘普生,具有重要的理论意义和潜在的应用价值.本文简要报道具有催化萘普生乙酯水解能力的多克隆抗体的研究.     

编者按

<正>环境污染问题已成为人类社会发展所面临的最严重的挑战之一.控制和减少污染物排放、保护和改善赖以生存的生态环境、实现社会与经济可持续发展,是人类面临的重要而紧迫的任务.目前我国处在污染物集中爆发阶段,各类污染物治理迫在眉睫.环境催化就是一种将环境工程与催化技术相结合的污染物控制科学与技术.环境催化是环境科学与催化科学交叉的新兴学科     

有机小分子催化的炔丙醇与二氧化碳羧化环化反应

对有机小分子催化二氧化碳(CO_2)与炔丙醇羧化环化合成环状碳酸酯的反应体系进行概述,重点介绍离子液体、CO_2加合物和有机膦在催化炔丙醇羧化环化反应中的研究进展.有机小分子化合物能够与CO_2生成CO_2加合物或者亲核进攻炔丙醇中碳碳三键生成两性离子中间体,从而活化CO_2和(或)炔丙醇底物,催化此羧化环化反应.本文对有机小分子催化此羧化环化反应的机理进行了简要分析和探讨,希望为进一步发展更加高效、绿色的有机小分子催化体系提供一点思路.     

手性双氮氧配体及其金属配合物不对称催化

不对称催化是获得手性物质最高效的方法之一.针对效率和选择性的核心问题,发展高效高选择性的手性配体和催化剂是关键.不对称催化经过几十年的发展,其中手性金属配合物催化最受关注,应用也最广泛,但优势手性配体极其有限.因此,创制高效高选择性的优势手性配体是不对称催化领域最重要和最具挑战性的目标.在过去20年里,冯小明团队一直潜心催化不对称合成方面的研究,设计、合成了一类全新的具有柔性构象的手性双氮氧-酰胺化合物,被公认为一类优势手性配体和催化剂,打破了传统优势配体刚性构象的要求.建立了手性双氮氧-金属配合物催化剂库,高效高选择性实现了50多类重要的不对称反应,尤其是一些不对称催化新反应,为多个手性药物分子和天然产物的合成提供了简单、高效、精准、绿色途径.本文介绍了该类配体和催化剂的设计、合成以及手性双氮氧金属配合物催化的代表性不对称反应.这些原创性和系统性的研究工作,为手性科学的快速发展作出了重要贡献.     

NaAlH4贮氢材料中掺杂Ti的催化特性及机理综述

阐述了NaAlH₄贮氢材料中掺杂Ti的催化特性及反应机理, 对比分析了目前关于催化反应过程中的中间活性物质的不同学术观点, 并探讨了催化反应过程中可能的反应过程和机理. 分析总结认为, 对于NaAlH4贮氢材料中掺杂Ti催化反应机理的相关理论均有待于进一步的完善, 而该系列贮氢材料的掺杂Ti的催化特性及反应机理的研究将为其他金属络合物贮氢材料的催化剂设计提供有益的参考和借鉴.     

浅谈旧水泥混凝土路面碎化技术的应用

文章着重介绍了旧水泥混凝土路面碎石化技术的应用.根据台忻线豆村-茹村段旧水泥混凝土路面碎石化、铺筑沥青混凝土路面进行分析,从施工、设计等方面提出要注意的事项,为今后推广碎石化技术打下一定的基础.     

稀土顺丁橡胶科研成果实现工业化应用

<正>北京化工大学吴一弦教授研究组致力于稀土催化剂、丁二烯可控配位聚合、聚合物结构与性能等研究,取得一系列研究成果与创新技术.基于该研究成果与创新技术,由中国石化北京燕山分公司与北京化工大学等共同开发了3万吨/年稀土顺丁橡胶工业成套技术,建成了中国石化第一套稀土顺丁橡胶的工业化生产装置,一次成功打通了装置全流程,生产的高性能稀土顺丁橡胶产品(牌号:BRNd40,     

稀土配位催化异戊二烯与环氧氯丙烷嵌段共聚

异戊二烯与环氧烷烃的配位嵌段共聚迄今未见报道.Deore等曾以阴离子型萘-钾体系催化二烯烃与环氧乙烷共聚,合成固体聚电解质.在稀土催化异成二烯定向聚合和环氧烷烃开环聚合基础上,本文首次研究稀土配位催化异戊二烯与环氧氯丙烷嵌段共聚,发现     

杂多酸与催化

凡能源、材料、环境治理等涉及化学反应速度问题的对象,无不需要考虑催化技术可能发生的重要作用.所以工业催化技术正在成为一门有广阔服务面的跨行业技术,研究活动十分活跃.《杂多酸与催化》一文就杂多酸作为新型高效催化剂的研究和应用情况作了较全面的综合报道.相信本文对开发工业催化剂工作者不无裨益.     

巨人骗局

2012年2月,意大利科学家宣布,借助于化学分析和CT扫描,他们已经破解了8具19世纪意大利石化木乃伊（也称石化人）的制作方法。那么,什么是石化人？石化人究竟怎样制作的？让我们从一个真实的历史故事说起。     

有机钼、钨化合物研究——新的炔烃聚合催化剂及其聚合物的性质

我们曾报道了钼、钨卡宾络合物对炔烃的催化聚合作用和聚合机理。本文首次报道应用钨卡宾和AlCl_3(无水,下同)组成催化体系,催化炔烃聚合.发现此催化体系对乙炔、单取代乙炔(如苯乙炔、氯丙炔)和双取代乙炔(如二苯乙炔、1,4-二氯-2-丁炔)的聚合均具有一定的催化活性,尤其是对二苯乙炔的催化聚合的效果更好。     

一草一木总关情——访著名植物学家、中科院院士吴征镒

2008年1月8日上午10时,北京人民大会堂,2007年度国家科学技术奖励大会.万众瞩目的2007年度国家最高科技奖"花"落两家,中国科学院院士、中科院昆明植物研究所名誉所长吴征镒和中国科学院院士、中国工程院院士、第三世界科学院院士、中国石化石油化工科学研究院高级顾问闵恩泽同获大奖.     

非金属碳基纳米催化材料研究进展

催化反应在石油与化学工业占有重要的地位,而传统的金属基催化材料由于储量有限、稳定性差、环境污染等问题,在工业上的大规模使用正受到多种限制性挑战.近年来随着绿色化学和可持续化学发展的推动,非金属碳基纳米催化材料及其应用研究引起了国内外广泛关注,成为当前能源、材料、化工等领域的热点方向.本文简要介绍了碳基纳米材料结构与催化的关系,重点综述了近5年非金属碳基纳米催化材料设计与其在液相反应、气相反应和光电催化等反应中的应用基础研究进展,并结合本课题组研究工作,从反应工程学的角度对当前非金属碳基纳米催化的问题和未来前景作了展望.     

基于碳纳米复合材料的乳液催化新技术研究进展

碳纳米材料具有大的比表面积、发达的孔结构和丰富的表面化学性质,可与各种无机纳米材料耦合/复合构筑新结构、高性能、表面物理化学性质可调的碳纳米复合材料并用于乳液催化领域.本文介绍了固体颗粒乳化机理,影响乳化体系的因素及基于固体颗粒构建的乳液催化体系的基本原理;综述了氧化物、氢氧化物、碳素材料及其碳纳米复合材料固体颗粒乳化剂的特点,及基于这些固体颗粒构筑的乳液催化新技术的研究进展;指出了目前乳液催化技术研究存在的问题,认为基于碳纳米复合材料作为固体颗粒乳化剂的乳液催化新技术,是未来催化技术的重要发展方向之一.     

催化臭氧净水过程中催化材料晶面的作用

非均相臭氧催化氧化(heterogeneous catalytic ozonation, HCO)技术在难降解有机物去除和提高废水可生化性方面应用广泛.非均相金属氧化物是稳定有效的HCO材料.通过晶面调控手段,可改变金属氧化物催化材料表面原子排列顺序,从而暴露出特定晶面.晶体暴露的晶面种类与比例可显著影响HCO过程中臭氧(O3)分解、污染物降解及消毒副产物生成效率.本文在实验结果和理论研究进展的基础上,系统综述了晶面调控HCO催化材料的合成方法与控制机理、强化HCO过程的增强机理以及其在水处理中的应用,如污染物降解、灭菌及副产物毒性抑制等.最后,针对晶面调控HCO催化材料现有研究的不足和实际应用所面临的挑战,从机理探索和材料开发两方面进行了展望.