光合作用放氧反应

光合作用放氧中心(OEC)是植物光系统II(PSII)中利用太阳能高效、安全地将水氧化,释放出电子、质子和氧气的生物催化剂。OEC的合成、结构和催化机理及其仿生模拟一直是光合领域广受关注的研究热点和难点。近年PSII高分辨率晶体结构研究揭示出OEC是一个特殊的Mn₄CaO₅ 簇合物,这一重要进展使人类可以在原子水平上探讨光合放氧反应的微观机理,同时也为OEC的人工合成提供了重要依据。我们近年来成功合成出结构和理化性能均与生物OEC类似的系列仿生Mn₄CaO₄簇合物,为研究OEC的微观机理提供了理想的化学模型,同时也为发展高效、廉价人工光合作用水裂解催化剂奠定了基础。目前无论是自然光合放氧研究,还是人工光合放氧研究都有大量重要的科学问题亟待深入研究。     

MoS4Ag2(PPh3)3和MoS4Cu2Ag(PPh3)3Br的固相合成及非线性光学性能

在无机氧化物及含氧酸盐、半导体材料、有机化合物、聚合物和金属有机化合物等领域近年来关于非线性光学材料的研究引起人们的广泛兴趣。原子簇化合物由于其特有的结构与性能特点,它们实际上是一类具有广泛应用前景的非线性光学材料。我们的实验发现,Mo(W)-Cu(Ag)-S簇合物呈现出很强的三阶非线性光学效应,特别是一些含银的簇合物的光限制能力超出C~(60)的2～3倍。我们已对蝶状、离子型类立方烷、鸟巢状和双鸟巢状,六棱柱状及二十核超笼状簇合物等Mo(W)-Cu(Ag)-S簇合物的非线性光学性研究作了报道。在这些报道中有关铜的簇合物较多,而银的相对较少。本文报道直链状簇合     

手征性四面体簇的合成、手性证据和单晶结构

由潜手性簇合物SFeCo_2(CO)_9(I)衍生而来的手性四面体异核金属羰基簇合物SFeCoM(CO)_8Cp’(Ⅲ～Ⅴ),由于其四面体四个顶点上含有不同的原子,簇骼骨架无对称因素,因而具有手性特征.这种外消旋体经适当的方法拆分后得到的纯光学活性簇合物,可作为模型化合物用作不对称催化反应的催化剂.     

多钽氧酸簇聚物化学的研究进展

本文总结了多钽氧酸簇聚物的种类及其合成策略,介绍了同多钽氧酸簇聚物、钽基多金属氧酸簇聚物、杂多钽氧酸簇聚物以及有机无机杂化多钽氧酸簇聚物的研究进展.分析了构建多钽氧酸簇聚物所面临的困难,阐述了通过异金属原子的引入可以调控钽原子聚集成簇及对其改性,实现新颖多钽氧酸簇聚物的制备.在对多钽氧酸簇聚物现有的发展进行归纳讨论的同时,也对其后续的发展进行了展望.     

不同结构类型贵金属-二氧化铈纳米材料的制备及催化性能

纳米CeO2是一种性质独特的稀土氧化物,具有优异的催化活性、良好的热稳定性和化学稳定性以及电子、氧空位传递能力,常被用作贵金属催化剂的载体来提升材料的催化性能.贵金属-二氧化铈(M-CeO2)复合催化剂被广泛应用于CO催化氧化、水煤气转换、NOx还原以及固态氧化物燃料电池等领域,对治理环境污染和解决能源危机做出了重要贡献.CeO2与贵金属之间存在复杂的相互作用,这种相互作用对M-CeO2复合催化剂的催化性能有重要影响,而M-CeO2的结构类型与这种相互作用之间有着密切的关系,不同的结构类型会影响催化剂的稳定性、活性和选择性等.本文从M-CeO2复合催化剂的结构类型出发,以传统CeO2表面直接负载贵金属(M/CeO2)以及M@CeO2的核-壳结构、卵黄-壳结构、核-鞘结构和层状结构等类型作为对象,总结了贵金属与载体之间相互作用以及这种相互作用对催化剂性能的影响,分析了M/CeO2结构类型中CeO2形貌与催化活性之间的关系,归纳了不同类型M-CeO2催化剂的结构特点、合成方式以及在催化领域的应用表现,阐述了材料结构对催化活性的影响.这项工作将有利于合理地设计高效的M-CeO2复合型催化剂,实现经济高效的催化反应.     

新型双四面体骨架杂核簇合物的合成

过渡金属原子簇化学是当今化学学科中非常活跃的研究领域之一.由于它对合成化学和理论化学具有重要意义,以及它在催化和超导等方面的应用前景,而倍受各国化学家的重视.金属交换反应是一种重要的合成异核金属羰基簇合物的途径[1].我们也曾经研究了以ＳＦｅＣｏ2(ＣＯ)9为前体簇合物与金属交换剂Ｎａ[Ｍ(ＣＯ)3ＣｐＣ(Ｏ)Ｒ](Ｍ=Ｍｏ,Ｗ;Ｒ=Ｈ,ＣＨ3,Ｃ2Ｈ5Ｏ)之间的反应,合成了一系列杂原子四面体簇合物[2].本文首次合成了两种新型的金属交换试剂:Ｎａ[(ＣＯ)3ＭＣｐＣ(Ｏ)Ｃ6Ｈ4Ｃ(Ｏ)ＣｐＭ(ＣＯ)3]Ｎａ[Ｍ=Ｍｏ(3),Ｗ(4)],这类交换剂可与…     

VO3+团簇部分氧化乙烯的理论研究

提高催化剂的活性和效率是当代化学面临的三大挑战之一. 然而, 催化活性点的位置、反应机理和选择性, 以及在分子和电子结构水平上对异相催化的理解在大多数情况下依然不清楚. 气相团簇是研究固相催化剂活性位点的理想模型, 因为它们具有完整的结构和尺寸依赖性, 并且能够通过实验和理论进行研究. 对团簇反应的研究能够为相应的固相催化过程提供机理方面的深入理解. 由于钒的氧化物是一类在工业上被广泛应用的重要催化剂, 因此国际上进行了很多关于钒氧团簇的实验和理论研究, 以便能够在分子水平上加深对钒氧化合物催化活性的理解. 相对于实验, 团簇理论计算的优势在于能够详细给出反应路径和中间体, 从而明确阐述反应机理. 迄今为止, 研究人员已经从理论上详细研究了很多钒氧团簇和烃类的反应, 如: VO2+与乙烯、乙烷、丙烯、丙炔、丙烷; VO2与甲烷、乙炔; VO3与乙烯、丙烯的反应.     

超声气流膨胀产生NH_3簇的相和大小的控制

由于纳米大小粒子的有趣性质和潜在应用价值,一直受到人们的关注.合成纳米材料的方法很多,如蒸气固化、母体媒介合成、球磨法、磁喷镀、电化学技术、控制溶液中的沉淀反应,每种方法均有其优点和限制.Becker等人首次报道了在自由气流膨胀中形成了H_2、Ar和N_2的簇合物,该方法已广泛用于制备两个到数千个分子大小的簇合物.数千个分子构成的簇合物的大小可出现量子大小效应.因此,气流膨胀法可用来合成纳米材料.     

B_4元素簇的结构与稳定性的理论研究

硼及其化合物,由于其特殊的物理化学性质,一直受到人们的重视.特别是近来在高温半导体及高能密度燃料中可能具有的潜在应用前景,已引起理论与实验工作者们的极大兴趣.由于这类特殊簇合物通常很难获得,且不稳定.因此,精确的理论计算已成为研究这类物质的     

镍基非晶态合金超细微粒催化剂的表面状态和催化性能

近年来,采用化学还原方法已制备出多种成分的过渡金属(Fe,Co,Ni)一类金属(B,P)非晶态合金超细微粒.这类材料由于兼具非晶合金和超细微粒的特点,可望成为一种新型催化剂材料.目前在非晶态合金超细微粒的制备和基本物性的研究方面已取得重大进展,但对其催化性能的研究还很少.本工作用化学还原方法制得镍基非晶态合金超细微粒,应用TEM,XRD,XPS,表面积测试和乙烯加氢反应评价等物理化学手段研究了B,P的加入对镍基非晶态合金超细微粒表面状态和催化性能的影响,以揭示类金属B,P的作用,为深入研究非晶态合金超细微粒表面结构与催化性能之间的关系提供基本信息.     

小分子还原态多金属氧酸盐的合成、结构与应用新进展

从多金属氧酸盐被发现以来,人们就已经知道它们可在氧化态和还原态间相互转化.过去几十年的研究发现,还原态的多酸结构多样,额外注入的电子使其功能相对于完全氧化态的多酸分子更具特色.该类簇合物已经展现出是一类具有独特且潜在应用的催化、电子和磁性性质的材料,且其合成策略在不断完善.本综述涵盖了这些还原物种的合成和基础应用,强调了它们与完全氧化的多酸的区别和优势,并介绍了数十种还原态的多酸小分子结构,重点阐述了还原如何影响多酸的结构、功能和性能.     

中空结构碳基微/纳米反应器的构筑

中空结构由于空腔的存在赋予了其特殊的物理化学性能和应用价值,因此一直是材料工作者研究和关注的焦点.纳米空心材料在结构上与实心材料对比有着表面积大、密度低、承载力高的特点.而中空结构碳基材料,由于其兼具碳材料的诸多优点,如高的比表面积、大孔容、低密度和热力学稳定性等物理性质以及较好的化学惰性、优良的导电性能和可再生性等,故纳米空心碳材料在催化、药物输运、生物影像、二次电池阴阳极上都有着相应的特殊性质和广泛应用.将空心碳材料与其他具有功能化的基团或材料进行复合,构筑具有特殊结构的微/纳米反应器是在纳米空心材料研究中比较新颖的研究方向.在微/纳米反应器的内部不同的组分间有机的结合在一起,在保持各自特性的同时,彼此之间又有着相互的辅助,从而表现出"一加一大于二"的优异性能.     

散射技术在多酸溶液研究中的应用

多金属氧酸盐(即多酸)是一大类主要由金属-氧多面体连接构成、结构明确、大小在纳米级(尺寸从1～10nm)的分子簇.多酸因为其丰富的组成与结构,在催化、光电材料、单分子磁体、质子导体、磁性材料、生物材料等领域有着非常广泛的应用.但是如何设计与合成具有特定结构和功能的多酸分子簇,是多酸化学家面临的一个难题,需要对多酸的溶液行为进行深入的研究.随着表征技术的发展,人们利用各种信号源,例如,微波、(近)红外、可见光、紫外光、X射线和中子,发展而来的散射技术在研究材料的结构和动力学方面有着非常重要的应用.本文同时介绍了激光光散射技术(LLS)、小角X射线散射技术(SAXS)和小角中子散射技术(SANS)在多酸溶液研究中的应用,为研究多酸在溶液中的自组装行为、自识别行为、形貌结构、形成机理、反离子分布、分子间相互作用、受限小分子动态行为等提供强有力的技术支持.这些多酸结构与动态行为相关方向的探索对于发展新型多酸的合成方法以及优化多酸的功能具有重要的指导意义.     

《纳米催化技术》

<正> 本书是将新型纳米催化技术、纳米尺度催化材料及其合成技术、纳米结构催化材料及其合成技术、纳米催化剂表征技术、纳米催化剂设计以及应用等方面重要学术问题的探讨与该学科前沿研究动态等有机融合,同时,将纳米催化技术与人类未来能源、材料、化工、环境、生物技术等领域的可持续发展密切关联,在作者大量前期探索性研究基础上精心编著而成.本书特色在于:催化基础与前沿并重,学术问题与应用关联,结构特色明显,体系新颖独     

以海绵为载体负载金/二氧化铈纳米线的三维材料的制备及其在连续流动系统中原位还原对硝基苯酚的研究

正具有大比表面积的贵金属纳米颗粒由于其在许多化学反应中表现出优异的催化性能而受到广泛关注.通过合适的表面修饰,将功能纳米颗粒负载在载体上是一种抑制其在化学反应过程中出现团聚的有效方法.二氧化铈是一种典型的稀土氧化物材料,因其具有独特的f层电子结构而表现出许多新奇的物理、化学特性,在紫外吸收剂、抛光粉、荧光材料、催化剂以及     

双核钼原子簇化合物(C_5H_7S_2)_3[Mo_2Cl_9]的晶体结构

中间价态的钼在饱和了氯化氢的乙醇介质中具有形成三核簇的倾向。在通人硫化氢的情况下,得到了两种具有三重硫桥的三核原子簇化合物,其化学式分别为(C_3H_7S_2)_3[Mo_3S_2Cl_9]和(C_3H_7S_2)_3[Mo_3S_7Cl_7]。在合成三核钼簇合物的过程中,我们发现,有些合成产物中,往往有其他晶体与三核簇合物伴生在一起,我们推测可能是双核簇合物。为了验证这一推测,我们选择具有代表性的化合物(C_5H_7S_2)_3[Mo_2Cl_9]进行晶体结构分析。     

纳米钙钛矿型LaFeO_3及其掺杂系列氧化物制备和甲烷完全氧化催化性能研究

钙钛矿型复合氧化物(ABO_3)具有明确的结构和较高的热稳定性,通过A,B位元素取代可以改变离子的氧化态,控制氧缺陷数目等,常用作研究固态化学性质和催化性能关系的材料.LaFeO_3及其掺杂体系用于CH_4,CO和CH_3CH_2CH_3完全氧化已有文献报道,但采用固态化学方法制备的这些复合氧化物由于比表面小,使活性的提高受到限制,考虑到纳米尺寸的氧化物具有较高的比表面和某些独特的物理化学性质,有可能降低完全氧化的反应温度,获得高活性的催化材料,我们首次制备了纳米尺寸的A位掺Sr和B位掺Mn的LaFeO_3系     

中空多壳层结构TiO2及其复合材料的合成及应用

中空多壳层微、纳米分级结构材料因具有比表面积大、密度小及结构稳定等优点,在多个领域受到广泛关注.二氧化钛(TiO_2)作为一种安全性高、稳定性好的环境友好型半导体材料,被广泛应用于锂离子电池、染料敏化太阳能电池、光催化等领域.在这些领域,中空多壳层结构TiO_2及其复合材料能够利用中空多壳层结构的诸多优点,如优异的结构稳定性能够提升锂离子电池的循环性能,中空多壳层结构对光的多级散射作用能够提高对光的利用率,从而提升太阳能电池及光催化性能.然而,对其实现更精确的控制合成仍然面临挑战.为了实现对优异性能的进一步追求,精细调控中空多壳层结构TiO_2及其复合材料十分重要,但仍少有报道重点对中空多壳层结构TiO_2进行总结.本文首先介绍了TiO_2的基本信息,随后总结了近年来对中空多壳层结构TiO_2及其复合材料在合成方法及应用方面的研究进展,最后对该研究领域进行了总结与展望.通过本文,可以综合了解基于TiO_2的中空多壳层结构材料的合成方法,为实现精细控制合成及性能调控提供参考与方向.     

细胞色素P-450模拟体系的活性中间体——第三类型氧合铬(Ⅴ)——四苯基卟啉配合物的分离、表征和氧化反应

氧合过渡金属卟啉配合物是细胞色素P-450模拟体系的可能活性中间体。已分离和表征的钛(Ⅳ)、钒(Ⅳ)、钼(Ⅳ,Ⅴ)和铬(Ⅳ)等氧合过渡金属卟啉配合物,因其不是有效的氧化剂,所以不是细胞色素P-450模拟体系的可能活性中间体。氧合锰(Ⅳ)卟啉虽能氧化碳氢化合物,但至今还未能分离出。我们曾分离出并表征的氧合铬(Ⅳ)卟啉以及     

金掺杂TiO2纳米管的合成

纳米结构材料由于其独特的物理化学性能而备受人们关注[1~4].在催化、非线性光学器件、气敏元件和太阳能电池等领域具有广泛应用价值的纳米TiO_2是当前研究热点之一~[2,3].掺杂贵金属可以显著改善和提高TiO_2的性能~[5~7],如Au-TiO_2体系所表现出的良好催化性能~[7~9].文献报道:5nm以下的金纳米粒子具有好的催化活性~[5],但要在载体上控制金颗粒的尺寸和分散度是很不易的~[10],而适宜载体和金粒子的高度分散对于其功能的实现至关重要~[7,11].通过简单的水热处理可以得到高比表面的TiO_2纳米管~[12,13],但是具有高催化潜能的金搀杂TiO_2…