Ru/ZrO2催化剂催化氨硼烷水解产氢研究

采用浸渍-化学还原法制备了Ru/ZrO2催化剂,并考察了钌负载量、硼氢化钠的用量、还原温度以及反应条件对催化剂Ru/ZrO2催化BH3NH3水解产氢的影响.结果 表明,在钌的负载量为0.4％,钌与还原剂硼氢化钠的物质的量比为1∶1.6,还原温度为303 K时,Ru微晶尺寸为3.2 nm,Ru/ZrO2催化剂催化BH3N...     

纳米双金属Ru-Co嵌入UIO-66-NH2协同催化氨硼烷水解产氢研究

采用浸渍还原法成功制备不同比例的双金属负载型催化剂Ru Co@UIO-66-NH_2,并用于室温催化氨硼烷水解产氢性能研究.通过一系列表征手段分析了该催化剂的结构、粒径分布、元素组成及价态,并在室温下通过催化氨硼烷水解释氢实验研究其催化活性.结果表明,非贵金属Co的加入能显著提高Ru的催化活性,Ru1Co1@UIO-66-NH_2催化剂表现出最高的催化活性,其TOF值为570. 8 mol H_2min~(-1)(mol Ru)~(-1),活化能为39. 2 k J mol~(-1).     

羟基磷灰石负载Ru催化氨硼烷产氢性能研究

采用浸渍-还原法制备了Ru/羟基磷灰石(HAP)催化剂,并考察了Ru负载量、还原剂硼氢化钠的用量、还原温度以及反应条件对催化剂Ru/HAP催化BH₃NH₃水解产氢的影响.结果表明:当Ru的负载质量分数为0.3%、Ru与还原剂硼氢化钠的物质的量比为1.0∶2.2、还原温度为303 K时,Ru/HAP催化剂催化BH₃NH₃水解产氢的转化频率T_OF为125 mol H₂·mol^-1Ru·min^-1.当搅拌转速为450 r·min^-1时,外扩散限制消除,产氢速率最大.产氢速率与催化剂浓度成正比,氨硼烷水解产氢反应由催化剂界面反应控制,Ru/HAP催化剂催化BH₃NH₃水解产氢反应对催化剂浓度反应级数为0.8.随着反应温度的升高,氨硼烷产氢速率系数增大,副产物偏硼酸钠越易从催化剂表面脱附,产氢速率逐渐增大.反应动力学计算表明Ru/HAP催化剂催化BH     

BiVO4微球负载RuAg纳米合金高效催化氨硼烷水解产氢

采用一步水热法合成出BiVO_4微球,首次以BiVO_4微球为载体通过浸渍还原法,制备出Ru/Ag不同摩尔比的RuAg@BiVO_4催化剂,并用于催化氨硼烷水解产氢.催化剂的结构、组成、形貌以及负载金属的电子状态分别运用XRD、TEM、SEM、EDS、XPS等手段进行表征,并探究催化剂在不同温度下的催化活性.结果发现,由于双金属Ru和Ag之间强的电子效应以及金属RuAg与载体BiVO_4微球之间的双功能机制,使RuAg@BiVO_4表现出高的催化活性,其中Ru_(0.6)Ag_(0.8)@BiVO_4的催化性能最佳,该反应的活化能(Ea)和转化频率(TOF)分别为33.8 kJ/mol和150.5 mol H_2 min~(-1)(mol Ru)~(-1),这种制备简单、催化活性显著的催化剂为新型高效催化剂的研究提供了重要的参考价值.     

沸石咪唑酯骨架结构材料Co-ZIF-9催化氨硼烷水解制氢

采用溶剂热方法合成了沸石咪唑酯骨架结构材料Co-ZIF-9,并将其用于非均相催化氨硼烷水解放氢实验.结果表明:配位的Co-ZIF-9在室温下能够有效地催化氨硼烷放出氢气,且其催化活性远高于Co纳米粒子,Co-ZIF-9的多孔结构在催化中起了很大的作用.另外,Co-ZIF-9催化水解氨硼烷的活化能约为40.8 kJ mol-1,低于多数用于该催化实验的其他催化剂,表明所合成的沸石咪唑酯骨架结构材料Co-ZIF-9具有优越的催化性能.     

磁性花生壳负载钯催化剂的制备及催化氨硼烷释氢性能

以高锰酸钾改性后的花生壳为原料,通过共沉淀法制备了磁性花生壳(PSK-Fe_3O_4)复合材料,并以其为载体制备了磁性花生壳负载钯催化剂(Pd/PSK-Fe_3O_4).以XRD、FT-IR、TEM、XPS、TG等表征手段对该催化剂进行了表征,并将其应用于催化氨硼烷水解释氢.结果表明:Pd/PSK-Fe_3O_4催化剂在催化氨硼烷水解反应中表现出较好的催化活性,其转换频率(TOF)为6.7 mol_(H2)·mol_(Pd)~(-1)·min~(-1),表观活化能(E_(app))为28.0 kJ mol~(-1).Pd/PSK-Fe_3O_4催化氨硼烷水解释氢反应对于催化剂浓度和氨硼烷浓度的反应级数分别为一级和零级.此外,循环实验表明该催化剂具有较好的循环稳定性.     

原位还原第四周期过渡金属盐催化氨硼烷水解产氢研究

该文探究了原位还原第四周期过渡金属盐(FeCl2、CoCl2、NiCl2、CuCl2和ZnCl2)催化氨硼烷水解产氢性能,发现它们催化氨硼烷水解产氢活性由高至低依次为CuCl2>CoCl2>NiCl2>FeCl2>ZnCl2,这些盐催化氨硼烷水解产氢速率与它们及其相应金属组成电对的标准还原电极电势呈近似线性关系,这说明...     

Rh/Ti3C2Tx MXene催化剂用于氨硼烷催化产氢

二维过渡金属碳/氮化合物基（MXene）催化剂对于水解产氢反应具有优异的催化活性.以二维过渡金属碳化钛（Ti₃C₂T_x MXene）材料为载体,采用原位还原法,制备了超高分散度的二维Ti₃C₂T_x MXene材料担载的金属铑（Rh）催化剂（Rh/Ti₃C₂T_x MXene）.利用单层二维Ti₃C₂T_x MXene材料高度暴露的表面,实现了Rh亚纳米团簇的高度分散.在常压的温和条件下,将制得的Rh/Ti₃C₂T_x MXene催化剂用于氨硼烷的常温分解.在35℃,0.1 MPa的条件下,氨硼烷可以在3 min内完全实现氢气（H₂）的释放.催化剂的结构表征证明：Rh亚纳米团簇的平均尺寸约为0.66 nm.构效关系研究表明：二维Ti₃C₂T_x MXene载体表面高度暴露的碳钛键（C-Ti）结构可以起到锚定和高度分散Rh亚纳米团簇的作用.     

中空微结构合金Pt/Cu的制备及其对氨硼烷水解释氢的催化活性

通过铜(Cu)还原铂(Pt)伽伐尼置换的液相化学反应途径,在温和条件下制备了具有中空结构的Pt/Cu微纳米合金粒子,借助于氨硼烷的水解释氢反应对其催化活性进行了评价.研究结果表明:所制得的系列双金属合金Pt/Cu纳米粒子,平均粒径约45 nm,呈中空微结构,分散性良好,且其赋存状态为独立的单金属Cu和Pt,未形成化合物...     

限域在介孔材料中的氨硼烷的催化脱氢性能和化学储氢性能

报道了同时采用催化剂和限域基体对氨硼烷（BH3NH3）脱氢性能的影响．结果发现,非贵金属催化剂和孔状限域基体能显著改变氨硼烷的储氢性能．填充在介孔二氧化硅中含Co催化剂的氨硼烷在75℃或90℃能释放出4％或9％纯氢,进一步用锂修饰介孔二氧化硅可使氨硼烷脱氢速度更快,但产生氢气、氨气和二硼烷的混合气．氨硼烷热分解活化能的降低导致填充在介孔二氧化硅中含催化剂的氨硼烷具有较快的动力学和热力学行为．     

手性噁唑硼烷催化前手性酮的不对称催化还原反应

由手性－β氨基醇与硼烷作用形成的手性恶唑硼烷是一类性能优异的不对称氢化还原催化剂。论综述了催化剂及底物酮的结构与对映选择性的关系以及该催化系的最佳条件。     

MoO3-TiO2/ZrO2催化水解CHCl2F研究

CHCl₂F(HCFC-22)是氟利昂CFl₂Cl₂(CFC-12)的主要代替物,其无害化处理非常重要.通过水解HCFC-22考察MoO₃-TiO₂/ZrO₂的催化性能.结果表明：MoO₃-TiO₂/ZrO₂的最佳焙烧温度为500℃,其催化性能优于TiO₂-ZrO₂、TiO₂.结合MoO₃-TiO₂/ZrO₂的SEM、EDS表征,呈现晶型结构的MoO₃-TiO₂/ZrO₂催化水解HCFC-22无明显氟化现象,选择性强.研究结果为催化水解HCFC-22提供了一定的理论依据.     

噻唑烷并手性唑硼烷催化芳香酮的 不对称还原反应的量子化学研究

采用量子化学从头计算方法研究了噻唑烷并手性唑硼烷催化剂催化芳香酮的不对称还原反应.选用Hartree-Fock方法,在STO-3g基组下对体系进行了全优化计算.该催化剂具有扭曲的椅式构型,反应中首先在N原子处与硼烷配位生成催化剂-硼烷加合物,然后再与芳香酮形成具有3种构型的催化剂-硼烷-芳香酮加合物,其中最有利于H转移并决定还原产物手性的构型具有次低的能量.H转移后形成的催化剂-烷氧基硼烷加合物中含有一个稳定的B-O-B-N四元环.     

氨硼烷基化学储氢材料

自20世纪50年代中期氨硼烷(AB)第一次被制备出来后,AB及其相关化合物受到了储氢材料研究者越来越广泛的关注。从AB的制备、结构及热分解性能出发,阐述包括水解、将AB置入多孔硅中改善反应环境、金属替代的化学激活等诸多改善AB的放氢性能的方法,并指出了它们的优缺点。接着对大家共同关心的AB的再生可行性问题进行了探讨。指出金属替代的化学激活方法形成的金属氨硼烷化合物具有优异的放氢性能。其在较低温度下具有较高的放氢容量,放氢反应过程中无挥发性的气体副产物,整个放氢反应过程几乎是热中性。AB及其相关化合物的这些优势使其成为潜在的颇具实际应用价值的储氢材料之一。     

噻唑烷并手性口恶唑硼烷催化剂结构和性质的量子化学研究

采用量子化学从头计算方法研究了噻唑烷并手性口恶唑硼烷催化剂及其硼烷加合物的结构和性质.选用Hartree-Fock方法在6-31g基组下进行了全优化计算,并计算了催化剂及其加合物的红外振动光谱.催化剂具有扭曲的椅式构型,与硼烷在N原子处配位形成加合物,反应是放热的.加合物的形成,一方面使得催化剂上B原子所带正电荷增加,有利于与酮羰基氧的配位反应进行;另一方面使得BH3中B-H键被削弱,有利于后继反应中H 从BH3到酮羰基碳的转移,从而增强了催化反应的活性.     

团簇CrPS4催化析氢密度泛函研究

为了探究团簇CrPS₄的催化析氢能力,依据拓扑学原理,利用密度泛函理论,采用B3LYP泛函和def2-tzvp基组,运用Gaussian09量子化学软件对团簇CrPS₄的基础构型分别在二重态和四重态下进行优化运行,获得16种稳定构型,其中10种构型在吸附氢原子后能够稳定存在。从前线轨道理论、HOMO-LUMO轨道能级差以及键级方面对团簇CrPS₄的10种构型的吸附与解吸能力进行探究,结果表明：在团簇CrPS₄中,S原子为主要活性位点;在结合氢原子后,相对于二重态构型,四重态构型的稳定性较高,催化活性较强,更适合用于催化析氢;团簇CrPS₄的催化析氢能力因构型不同而异,在与水反应形成(CrPS₄)—H构型的过程中,构型4⁽(4))吸附氢原子的能力最强,而在解吸过程中,构型7⁽(2))更占优势;构型8⁽(4))的综合析氢能力在10种构型中最强,其次为构型5⁽(4))和6     

噻唑烷并手性(口恶)唑硼烷催化芳香酮的不对称还原反应的量子化学研究

采用量子化学从头计算方法研究了噻唑烷并手性口恶唑硼烷催化剂催化芳香酮的不对称还原反应 .选用Hartree Fock方法 ,在STO 3g基组下对体系进行了全优化计算 .该催化剂具有扭曲的椅式构型 ,反应中首先在N原子处与硼烷配位生成催化剂 硼烷加合物 ,然后再与芳香酮形成具有 3种构型的催化剂 硼烷 芳香酮加合物 ,其中最有利于H转移并决定还原产物手性的构型具有次低的能量 .H转移后形成的催化剂 烷氧基硼烷加合物中含有一个稳定的B O B N四元环 .     

H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3催化合成己二酸

以环己酮为原料,w(H2O2)=30%的过氧化氢为氧化剂,在硫酸氢钠作为助剂的条件下,采用H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3作催化剂合成己二酸。探讨H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3对合成己二酸的催化活性,较系统地研究了催化剂用量、氧化剂用量、酸性助剂硫酸氢钠用量及反应时间四因素对反应的影响。实验表明:H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3催化剂是合成己二酸的良好催化剂,在固定环己酮用量为0.1mol的情况下,当催化剂用量为2g,氧化剂用量为50mL,酸性助剂硫酸氢钠的用量为0.05g,反应时间为6h的优化条件下,产品收率可达78.7%。     

Fe3O4/Bi2O3复合粒子的制备及其可见光催化性能

首先通过共沉淀法制备Fe3O4磁粒子,然后采用水热法制备Fe3O4/Bi2O3复合粒子,并利用X-射线衍射、X-光电子能谱、扫描电子显微镜等进行表征。结果表明,复合粒子由Fe3O4和Bi2O3组成,形貌呈球形,具有三维多级结构。在可见光照射下,所制备的复合粒子对罗丹明B的降解率达95.2%。降解完成后,在外界磁场的作用下,Fe3O4/Bi2O3很快从体系中分离,可进行重复利用,实现循环催化。实验发现,Fe3O4/Bi2O3经5次循环催化后,对罗丹明B的降解率仍达93%以上。     

Li取代氨硼烷的掺杂对RDX初始热分解影响的理论研究

提高高能炸药的爆轰性能始终是含能领域的研究目标,而金属硼氨储氢化合物具有良好化学稳定性和超高释氢能力,将其应用于含能领域,其中的金属离子和分解产物中的高纯度氢气可以有效改善高能炸药的热分解性能.因此本文探索了锂取代氨硼烷的掺杂对1,3,5-环三亚甲基三硝胺（RDX）的影响.本文基于第一性原理优化了RDX的周期性几何结构并分析了其电子结构特性;基于Monte-Carlo方法构建了锂氨硼烷（LAB）掺杂RDX化合物的周期性结构,对预测的结构进行了电子结构的分析并用Gaussian 09程序下的BP86/6-311+g （d,p）理论水平设计了RDX及LAB的相互作用方式,并分析相应的反应热效应.模拟的结果表明,引入LAB后,对应的化学势能降低,反应的自发性提高,后续反应的放热量增大.