超声强化雷尼镍活化新生氢气对水中三氯生的降解机制

催化加氢脱氯是实现水中三氯生(triclosan,TCS)降毒去稳的有效方法.实际应用中,对贵金属催化剂的过度依赖和密闭的加压反应体系是制约该方法工业化应用的关键因素.本研究以阴极析氢反应产生的新生氢气(nascent H₂,Nas-H₂)作为雷尼镍(Raney Ni,R-Ni)催化剂的氢源,建立了温和条件下三氯生高效还原脱氯的催化加氢体系.结果表明,雷尼镍/新生氢气体系中三氯生的还原遵循准一级反应动力学,反应2.0 h后,三氯生的转化率为96.3%,脱氯率为68.8%.其中,雷尼镍活化新生氢气产生的吸附态氢原子(hydrogen adatoms,H_ads~*)为反应性物种.为了深化三氯生加氢脱氯,向反应体系中引入超声波(ultrasonic,US),三氯生转化率及脱氯率分别增至99.0%和86.5%,新生氢气的原子利用率达到0.21%.超声增强的氢化性能归因于空化作用提高了雷尼镍催化活性,并将新生氢气泡破碎为易活化的纳米氢(nanoscale H₂,Nano-H₂)气泡,促进...     

用原子轨道的线性组合分子轨道电荷、构型自洽(SCCC-LCAO-MO)法计算Fe—H键的电子结构

过渡金属和氢的反应涉及多方面的应用。许多化合物的加氢和脱氢是在过渡金属催化剂上进行;有色金属的冶炼往往在高温下用氢作还原剂还原它们的化合物;电解、电镀和电冶金等电化学过程经常伴随阴极上的放氢。工业氨的合成以及近年来发展的化     

疏水调控促进CO加氢正向移动

<正>CO加氢又被称为费托合成(Fischer-Tropsch synthesis,FTS),由德国的两位科学家Fischer和Tropsch于1923年发现并提出. FTS作为一个典型的多相催化反应,指在特定的催化剂存在条件下,将合成气(CO+H₂)在高温高压下转换成一系列高附加值的化学品^[1,2].低碳烯烃作为许多化学品的合成原料,是当今世界化学工业的基本支柱.传统的制备低碳烯烃的方法是由大分子量的烃类或由石油裂解得到.     

一氧化碳分子的活化和加氢反应

一氧化碳催化加氧可合成各种烷烃、烯烃、芳烃、醇、醛以及酸等有机化合物,是当前化学中比较活跃的新领域之一。本期《一氧化碳分子的活化和加氢反应》一文对此作了较为详尽的综述。     

(Me)3CO•自由基和异-3-己烯反应机理的理论研究

对(Me)₃CO•自由基和异-3-己烯在苯溶液中的反应机理进行了理论研究, 在B3LYP/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-31G(d)+ZPVE水平下, 得到了两条可能的反应通道: (1) 夺氢-加成; (2) 加成-加成-消除. 势能面分析表明, 该反应以夺氢-加成(1)为主, 加成-加成-消除(2)为辅. 计算结果能很好地解释近期Coseri等人实验测得的产物分布, 而Coseri等人建议的加成-夺氢通道在动力学上是不可行的.     

氢的高压与液化储运研究及应用进展

氢能是优势显著的可再生能源,大力发展氢能是我国实现碳达峰、碳中和发展目标的有效途径.我国支持、鼓励制氢、储氢、加氢基础设施的建设,氢能产业已经进入快车道.在氢能全产业链中,氢储运环节成本占比高达30%,是最为关键的一环.技术、经济性、可靠性和安全性都是氢储运技术发展需要考虑的影响因素.物理储氢是目前唯一可大规模商用的存储技术,其中高压气氢储存具有氢充放速度快、成本低等优点,低温液态储氢具有体积能量密度大、加注时间短等优点.氢的输运主要依靠管道运输和交通工具搭载氢储罐运输,其中管道运输是满足未来巨大氢能需求的有效途径.高压气氢储运和低温液氢储运是较为成熟且具有规模应用潜质的技术.本文从储存技术原理、储存设备、运输方式、应用情况以及安全标准等方面对高压和液化氢储运的研究进展进行了介绍.最后,总结了氢储运现状和面临的主要问题,提出了未来氢储运技术发展的建议,展望了氢能应用的广阔前景.     

氢鼓泡的形核、长大和开裂

用显微镜原位观察了车轮钢中氢鼓泡的长大过程, 用块状非晶观察了氢鼓泡破裂后的局部断口形貌. 结果表明, 氢鼓泡形核、长大和开裂的过程如下: 氢使过饱和空位浓度急剧升高, 空位聚集成空位团后, 随着空位和氢的不断进入长大成氢鼓泡. 随氢压升高, 基体变形可使近表面鼓泡鼓出表面; 氢压进一步升高可使鼓泡开裂, 体积增大使氢压下降引起止裂; 随氢进入氢压进一步升高, 可使止裂裂纹重新扩展直至鼓泡破裂.     

(Me)_3CO·自由基和异-3-己烯反应机理的理论研究

对(Me)3CO·自由基和异-3-己烯在苯溶液中的反应机理进行了理论研究,在B3LYP/6-311 G(d,p)//B3LYP/6-31G(d) ZPVE水平下,得到了两条可能的反应通道:(1)夺氢-加成;(2)加成-加成-消除.势能面分析表明,该反应以夺氢-加成(1)为主,加成-加成-消除(2)为辅.计算结果能很好地解释近期Coseri等人实验测得的产物分布,而Coseri等人建议的加成-夺氢通道在动力学上是不可行的.     

钯金属/陶瓷复合膜制备:化学镀新过程

膜材料与膜过程在高技术产业中日益发挥重要的作用,因而成为现代材料学与技术研究的重要内容之一.从化学的角度看,膜材料可以分为无机膜和有机膜.与有机膜相比,无机膜具有良好的高温稳定性和表面可修饰性,可应用于高温化学过程,如高温气体分离和催化反应.钯金属膜对氢具有选择透过作用.钯金属管已应用于氢气纯化.80年代后,钯金属复合膜应用到加氢或脱氢膜反应器的研究中,通过膜反应可以提高平衡反应的转化率,或者改善复杂反应的目标产物选择性.蒸镀、等离子体溅射、高温热喷、化学气相沉积和化学镀已被用来制备钯金属复合膜.本文报道用化学镀新过程制备钯金属/陶瓷复合膜.一般的化学镀过程有2个主要阶段:目标衬底的活化及金属的化学自催化沉积.在传统的化学镀过程中,用氯化锡和氯化钯溶液先后浸渍目标衬底,二价锡将二价钯还原为金属钯,在目标衬底上形成许多金属钯核,这些钯核成为其后钯沉积的催化活性中心,这个过程叫目标衬底的活化.本文报道的化学镀过程是用溶胶-凝胶方法活化目标衬底.与传统的化学镀过程相比,化学镀新过程避免了杂质锡,并且可以使钯仅沉积在目标衬底的特定面上.用新过程制得的金属膜纯度较高、致密性好.     

紫外光降解水中亚硝基二乙胺

采用紫外光直接降解水中存在的亚硝基二乙胺(NDEA). 结果表明, 紫外光降解是一种能够有效去除水中NDEA的处理技术. NDEA的初始浓度对紫外光降解效能略有影响, 紫外光降解水中NDEA的反应符合假一级反应动力学模型. 水中腐殖酸对紫外光降解NDEA具有显著的抑制作用,且抑制作用随着腐殖酸浓度增大而增大. 采用气相色谱-质谱联用仪和高效液相色谱对NDEA的降解产物进行定性与定量分析. 甲胺?二甲胺、乙胺?二乙胺?亚硝酸盐和硝酸盐是紫外光降解NDEA的主要降解产物. 溶液pH值对紫外光降解水中NDEA有很大的影响. 酸性条件下, NDEA的光降解量子产率显著大于中性及碱性条件下的量子产率, NDEA的光降解速率随着溶液pH值的增大而减小. 溶液pH的变化对NDEA的紫外光降解产物的生成量具有显著影响. 乙胺?二乙胺和亚硝酸盐作为底物存在时, 不仅会抑制NDEA的紫外光降解, 同时还会影响到NDEA降解产物的生成量. 根据对NDEA降解途径的研究可知,紫外光辐射下, N—N键断裂导致NDEA的最终降解, 其中N—N键发生均裂生成产物乙胺, N—N键发生异裂则生成产物二乙胺和亚硝酸盐.     

合成氨反应条件下氮、氢吸附与反应速度的关系——反应速度与吸附等温线

多相催化反应是吸附与反应同时进行的过程,因此,多相催化反应除了具有一般的化学吸附和气相反应的共同性外,还表现出由吸附和反应相互联系而引起的特殊性。要比较全面地认识多相催化反应的基本性质,必须旣注意到它和一般吸附与气相反应的共同方面,又注意到它的特殊方面。到目前为止,虽然化学吸附的研究已经对催化剂表面的宏观和微观性质积累了大量而深入的知识,多相催化反应动力学研究也进行得极为广泛,但化学吸附和多相反应动力学之间的联系还缺乏深入的研究。为了更好地研究吸附与反应的联系的特殊性,比较直接的方法     

1,1-二氟乙烷热裂动力学及机理

氯代烷烃热裂脱氯化氢的动力学及反应机理随化合物的结构和反应条件而异。氟代烷烃热裂脱氟化氢的反应动力学及机理至今尚未见报导。在前文1,1-二氟乙烷热裂制氟乙烯工作的基础上,用流动法研究了这一反应的动力学及机理。使用了前文 CrCl_3/活性碳催化剂的最佳配方;在固定催化剂颗粒大小、管径和气体流速下进行反应。采用了固定气体进入量、改变催化剂用量,或固定催化剂用量、改变原料气起始浓度的实验方     

钯-路易斯酸催化体系可高效催化苯酚加氢生成环己酮反应

环己酮是合成尼龙等材料的重要中间体,其制备主要通过苯酚加氢反应,但该反应效率的提高受到进一步加氢而过度还原生成副产物环己醇的制约.中国科学院化学研究所北京分子科学     

钢中白点内表面规则花纹的形成机制

结构钢氢含量偏高时,氢原子在缺陷处聚集形成氢分子,发生2H→H_2反应,在金属内部形成厚度约为10~(-3)mm的内裂,即白点。白点内充满氢气,计算表明,当钢中氢含量为4mL/100g时,室温时氢压可达10~5MPa。将白点断口在电子显微镜下放大到2000倍以上,在白点内表     

电子酸性催化剂双重性的研究 Ⅳ.铂硅铝的异构化性能与表面性质

本报报导不同铝含量铂硅铝的异构化等反应性能、表面性质及中毒作用。催化剂制法是:以铂氯酸水溶液在室温下浸渍焙烧过的粒状硅铝,然后在110°烘干,制得氧化铝含量不同但配制铂含量固定为0.5重％(分析结果表明实际铂含量在0.43～0.47％之间)的铂硅铝。钠中毒方法有二:一为担体中毒法,即先以醋酸钠溶液浸渍担体,经烘干与焙烧,再用铂氯酸溶液浸渍,然后烘干;另一为催化剂中毒法,即以醋酸钠溶液浸渍铂硅铝,然后烘干。所用正己烷异构化反应条件为:430°;20氢压;空速1.0;氢烃体积比500:1。苯加氢和加氢异构化的相应条件为:380°;30;1.0;2000:1。     

一种新型以碳为中心的醌酮自由基的检测和鉴定

最近发现卤代醌能通过不依赖于金属离子的途径促进氢过氧化物的分解而产生羟基或烷氧自由基,并认为该反应通过亲核取代形成醌-过氧化物中间产物,随后均裂分解生成羟基或烷氧自由基和醌氧自由基中间体.然而,在先前的研究中,无论是对其主要反应产物,还是对该机制中提出的醌-过氧化物中间体和醌氧自由基,都没有被完全分离鉴定.在最新的研究中,以2,5-二氯-1,4-苯醌(DCBQ)与叔丁基过氧化氢(t-BuOOH)反应体系为研究对象,通过半制备高效液相色谱(HPLC),分离纯化出一种主要反应产物,采用多种分析方法鉴定该产物为2-羟基-3-叔丁氧基-5-氯-1,4-苯醌(CBQ(OH)-O-t-Bu),原来该物质是先前假设的醌-过氧化物中间体(CBQ-OO-t-Bu)的重排异构体.继而发现,自旋捕获剂DMPO(5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物)能抑制CBQ(OH)-O-t-Bu的形成,同时伴随着形成一种新的含有一个氯原子、质荷比m/z为268的DMPO加合物.在此基础上,综合采用电子自旋共振、核磁共振-氢谱、高效液相-傅里叶变换离子回旋共振等分析方法,并使用O-17标记的H2O2的研究表明:DMPO捕获的并不是以氧为中心的醌氧自由基(CBQ-O),而是其共振异构体——一种以碳为中心的醌酮自由基(CBQ=O).这是第一次检测到一种新型的以碳为中心的醌酮自由基,为先前提出的卤代醌介导的不依赖金属离子的氢过氧化物的分解机制提供了直接的实验证据,并丰富和完善了该机制.     

贵金属/陶瓷催化膜制备:溶胶粒子表面修饰技术

80年代初,非对称中孔γ-Al_2O_3陶瓷膜成功地商用.由于无机膜具有高温热稳定性和表面可修饰性,从而引起了人们对无机膜反应器的广泛兴趣与重视.近年来无机膜反应器的研究工作主要集中在脱氢反应、加氢反应和选择氧化等催化反应上.无机膜在膜反应器中可以起分离作用,除去反应区的产物之一,从而提高反应的转化率;也可以用来调控反应区中反应物之一的加入计量和反应物的接触,改善反应的选择性.     

二维催化材料在电解水中的研究进展

氢能是一种高热值、无污染的洁净能源.电解水制氢被认为是一种有效利用可再生能源,如风能、太阳能等,实现能量储存和转换的前沿科技.二维材料独特的结构和电子特性使其在催化电解水反应中具有广阔的应用前景.本文系统综述了二维材料在催化电解水反应中的两个半反应——阴极析氢反应(HER)和阳极析氧反应(OER)中的关键科学问题和最新进展,并展望了该领域所面临的挑战和机遇.     

甲烷均相转化研究进展

在绿色、经济的反应条件下实现甲烷的直接转化一直是化工能源领域面临的重大挑战之一.在过去的10年中,有机合成化学家们相继发展了多种甲烷均相转化方法,为利用丰富的甲烷作为化工原料来合成高附加值的化工产品提供了新的转化途径.本文从反应作用机制方面总结了近年来甲烷均相转化领域的研究进展,包括过渡金属和主族金属参与的,以及光促进的甲烷均相转化等.在这些研究进展中,过渡金属催化的甲烷转化方法占据主要,涌现了对甲烷碳氢键进行亲电活化、氧化加成和卡宾插入等多种不同活化机制.引人注意的是,光催化模式利用清洁的光能为反应提供能量,为甲烷的均相转化提供了一种更加绿色可持续的化学转化方案.文末对发展更多高效的光促甲烷转化反应及其应用前景进行了展望.     

Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)取代的12-钨硅酸盐的结构和红外光谱研究

具有多种催化功能的杂多酸(盐),无论在均相或者多相催化反应中,都已显示出独特的活性和选择性,人们对它的兴趣与日俱增.作为对钨系杂多酸(盐)系统研究的一部分,本文