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分子催化
分子催化

李树本

双月刊

1001-3555

fzch@licp.cas.cn

0931-4968226

730000

兰州市天水中路18号

分子催化/Journal Journal of Molecular Catalysis(China)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由中国化学会和中国科学院兰州化学物理研究所主办、中国科学院科学出版基金资助、科学出版社出版的国内外公开发行的学术性刊物。主要报道有关分子催化的最新进展与研究成果。内容侧重于配位催化、酶催化、光肋催化、催化过程中的立体化学问题、催化反应机理与动力学、催化剂表面态的研究及量子化学在催化学科中的应用等。
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    还原剂调控的不同晶相纳米Ru催化剂对氨合成活性的影响

    王东伟马占伟李静胡斌...
    503-509页
    查看更多>>摘要：通过调控前驱体和还原剂,采用化学还原法制备了具有不同晶相的Ru纳米颗粒,分别为fcc Ru和hcp Ru.研究了Ru晶相对氨合成反应活性的影响,发现fcc Ru主要暴露的(200)和(111)晶面对N2 的解离要优于传统hcp Ru的(100)晶面,具有较高的氨合成活性.在400℃,1 MPa的测试条件下,fcc Ru催化剂的反应速率为666.4 μmol·h-1·g-1,是hcp Ru(378.9 μmol·h-1·g-1)的 1.76倍.进一步将两种晶相的Ru负载在CeO2 载体上,所得氨合成活性进一步提高,fcc Ru/CeO2 的氨合成活性仍高于hcp Ru/CeO2,说明Ru的晶相对氨合成活性的影响占主导因素.

    Ru纳米催化剂晶相调控氨合成

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    A位钡掺杂钙钛矿型LaCoO3光催化剂制备及其光催化降解苯酚性能

    袁利静赵坤峰宋金郭世龙...
    510-520页
    查看更多>>摘要：钙钛矿氧化物材料作为光催化降解水中有机污染物催化剂的应用是一个前景广阔且快速发展的领域.本文采用柠檬酸配合-水热合成相结合的方法合成出一系列不同Ba掺杂比的La1-xBaxCoO3(x=0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)钙钛矿型光催化剂,并考察其在可见光下光催化降解苯酚的催化性能.实验结果表明La0.5Ba0.5CoO3 表现出最高的光催化性能.此外,还讨论了La0.5Ba0.5CoO3 的光催化机理.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线电子能谱(XPS)、磁性测量系统(MPMS)等多种表征技术对合成的催化剂进行全面表征,结果表明,La1-xBaxCoO3 的衍射峰强度随着Ba掺杂比的增加而增强,其中La0.4Ba0.6CoO3 的衍射峰最强.催化剂颗粒大小范围为 10～50 nm,且随着Ba含量的增加,比表面积逐渐降低.此外,La0.5Ba0.5CoO3 和La0.4Ba0.6CoO3 的顺磁性特征非常相似.实验结果表明,Ba的掺杂可以显著增强La1-xBaxCoO3 钙钛矿的催化性能,促进电子循环和羟基自由基(·OH)的生成,从而有效降解苯酚.

    钙钛矿催化剂La1-xBaxCoO3光催化苯酚降解机理

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    N掺杂FeNi催化剂提升Fe2O3光阳极析氧活性

    罗亿毕迎普
    521-529页
    查看更多>>摘要：光电催化分解水技术可将太阳能直接转化为清洁、可储存的氢能源,然而目前光阳极普遍存在析氧动力学缓慢、光生载流子复合快等问题导致太阳能分解水转换效率较低.我们在Fe2O3 纳米棒光阳极表面修饰N掺杂FeNi催化剂(Fe2O3-FNNO),在 1.23 V时光电流密度达到 2.5 mA·cm-2(AM 1.5G,100 mW·cm-2),相比未修饰Fe2O3 光阳极性能提升 2.5倍(1.0 mA·cm-2).进一步研究表明,FeNi催化剂与Fe2O3 之间的N-O界面键合能够有效促进光生电子-空穴高效分离与转移,光生空穴快速转移至FeNi催化剂表面活性位,从而大幅度提高析氧催化活性与稳定性.该研究工作为构筑高效稳定的Fe2O3 光阳极提供了新的研究思路.

    太阳能Fe2O3光阳极N掺杂FeNi催化剂水氧化

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    Ni/活性炭催化剂上乙醇羰基化性能演变研究

    杨文兵赵华华宋焕玲杨建...
    530-540页
    查看更多>>摘要：活性炭负载的Ni基催化剂(Ni/AC)在乙醇多相羰基化反应中具有良好的活性,然而在反应过程中也存在着明显的失活,因此明确催化剂在反应过程中的失活机理和原因对于提高催化剂的稳定性至关重要.本文通过浸渍法制备了Ni/AC催化剂,并对不同反应时间的催化剂进行表征分析.研究结果表明,在助催化剂碘乙烷的作用下,反应初期Ni纳米颗粒再分散导致乙醇转化率升高,而随着反应进行,Ni物种出现聚集的现象,导致乙醇转化率明显降低.在乙醇羰基化反应过程中,催化剂中的积炭量不断增加,导致催化剂的比表面积和孔体积不断减小;结合相关表征发现积炭物种中存在产物丙酸、丙酸乙酯或含有丙酰基的中间体,且积炭对催化剂的CO吸附有抑制作用,从而使丙酸及丙酸乙酯的选择性降低.进一步研究表明,减少碘乙烷的比例会使催化剂的活性明显降低,但催化稳定性有所提高.

    乙醇羰基化Ni/活性炭失活

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    制备途径对咪唑基酸性聚离子液体催化Prins反应性能影响

    刘桥康美荣方伟国刘海龙...
    541-549页
    查看更多>>摘要：通过自由基聚合法固载酸性离子液体,研究了聚合溶剂、聚合顺序、聚离子液体(PILs)酸化时溶剂等对制备咪唑基酸性聚离子液体(APILs)结构的影响,以芳香烯烃与三聚甲醛的Prins反应考察其催化性能,并结合多种物理化学表征手段揭示反应的构效关系.结果表明,以乙醇为溶剂,交联剂与乙烯基咪唑鎓盐直接聚合得到的PILs具有更高的热稳定性和硫含量,这可能是因为溶剂化作用和聚合单体电荷不同导致的.使用二氯甲烷(DCM)为溶剂酸化PILs得到的酸催化剂具有最高的酸性(5.69 mmol·g-1),其能够高效催化苯乙烯与三聚甲醛反应制备4-苯基-1,3-二氧六环.在温和反应条件下,苯乙烯转化率为 100%,目标产物选择性达 98%,且催化剂具有良好的循环使用稳定性,重复使用 6次后催化活性未见明显降低.此外,该催化剂具有好的底物适用性,在一系列不同取代芳香烯烃的Prins反应中均表现出优异的性能.

    酸性聚离子液体Prins反应烯烃三聚甲醛

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    含CoNx中心的石墨烯电催化氧还原反应机理研究

    张静崔丹丹杨钧钰刘一鸣...
    550-559页
    查看更多>>摘要：采用理论计算方法深入研究了两种含三配位CoNx(x=2,3)中心的石墨烯(CoNx-G)催化剂在氧还原反应(ORR)中的催化机理.在这两种催化剂表面,ORR的最低能量反应路径遵循相同的机制:O2(ads)分子首先加氢还原为OOH(ads),随后OOH(ads)加氢解离为两个OH(ads),最终OH(ads)继续加氢还原为产物水.在CoN2-G上,整条反应路径中OH(ads)还原为H2O(ads)具有最高能垒;而在CoN3-G表面,O2(ads)还原为OOH(ads)具有最高能垒.相比CoN2-G,CoN3-G具有较低的最高势垒,更佳的结构对称性,更负的形成能,且在ORR过程中Co中心始终保持正电荷,有利于含氧中间体的活化.因此,CoN3-G表现出比CoN2-G更优良的ORR催化性能,归因于配位的三个N原子对Co位点电子结构的优化以及体系稳定性的增强.

    CoNx-G催化剂催化机理反应势垒氧还原反应密度泛函理论

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    敏捷食酸菌腈水解酶在大肠杆菌中的组成型表达及其催化高浓度烟腈水解的研究

    侯现莉吴小梅马宝娣徐毅...
    560-566页
    查看更多>>摘要：对来源于敏捷食酸菌的腈水解酶在大肠杆菌中的组成型表达进行了研究,构建了组成型表达腈水解酶重组质粒pET3b-NIT,确定了其表达的最佳宿主菌株为E.coli BL21Gold(DE3),所得组成型菌株发酵产酶活性和比酶活分别为 4 392.39 U·L-1 和 953.25 U·g-1,是原始诱导表达菌株的 2.19和 1.94倍.在此基础上系统研究了该重组菌静息细胞催化高浓度烟腈水解合成烟酸的工艺条件,发现 12 g·L-1 的细胞在 35℃条件下,2 h可将 2 mol·L-1 的烟腈完全转化为烟酸,时空产率达 246.22 g·g-1·d-1.并进行了烟酸克级规模的制备实验,最终得到 2.23 g烟酸,收率为90.65%,纯度达99%以上,实现了高底物浓度下烟酸的高效制备.

    腈水解酶组成型表达烟腈烟酸生物催化

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    BiVO4-TiO2光催化剂的超声辅助合成及其可见光性能

    钱震童熙安国芳黄琼...
    567-577页
    查看更多>>摘要：光催化氧化技术已被广泛应用于气态污染物催化降解,被普遍认为是一种高效降解室内低浓度甲醛污染的治理技术.TiO2 是应用最广泛的一种光催化剂,具有强氧化能力、低成本、无毒等优点,但存在仅能被紫外光激发的缺点;BiVO4 具有适宜的带隙和多样化的晶体结构,可提升催化剂的可见光反应活性.引入 4种表面活性剂构建BiVO4/TiO2 异质结结构,研究考察表面活性剂种类、掺入量及混合方法等对BiVO4-TiO2 可见光催化氧化甲醛性能的影响,应用XRD、BET、PL、UV-Vis、XPS等分析表征技术对催化剂微观结构及性能进行表征分析.研究结果表明,以NaOH为表面活性剂,采用超声辅助混合所制的BiVO4-TiO2 催化剂性能最佳,其 48 h甲醛去除率高达97.1%,且稳定性良好,这均归结于高比表面积、丰富的孔径分布以及BiVO4 与TiO2 间所形成异质结结构,提升光生载流子的分离,降低光生电子和空穴的复合速率.

    光催化氧化异质结催化剂甲醛二氧化钛钒酸铋

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    载铜钙钛矿LaFeO3的制备及其光催化抗菌性能研究

    张莉封水彬刘振宇
    578-584页
    查看更多>>摘要：由于载铜抗菌剂低毒、安全、杀菌广谱,对真菌和细菌有效,环境友好,目前已开始使用铜作为替代银抗菌剂.采用先取代和后原位析出法制备出Cu修饰的钙钛矿LaFeO3(LFO),并通过X射线衍射(XRD),紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征手段对其晶相结构、吸光特性、形貌进行了表征,评价了其抗菌性能并提出可能的光催化抗菌机理.添加摩尔分数 0.2%的Cu2+可以显著提升LaFeO3 抗菌剂在室温下对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌的抗菌性能,Cu2+还原后得到的Cu金属修饰的LFO抗菌性能进一步增强,在规定接触时间内几乎能将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌全部杀灭,抗菌效果均接近 100%,说明Cu修饰的钙钛矿LFO具有良好的光催化抗菌效果.

    光催化抗菌剂Cu改性LaFeO3

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    链烷烃催化重整分子筛基催化剂研究进展

    焦扬魏丽李治学祁先军...
    585-599页
    查看更多>>摘要：烷烃是石脑油的重要组成部分,但其应用价值和经济效益相对较低,尤其对于中长链烷烃需进一步加工提升其使用价值.烷烃组分结构复杂,多以饱和烃形式存在,研究者通常采用催化重整技术对其进行提质增效.在催化剂作用下,将中长链烷烃转化为短链烃、异构烃和芳烃,是提升烷烃品质及经济价值的有效手段.催化重整技术主要包括芳构化、异构化和加氢裂化,催化剂主要包括Pt/Cl-/Al2O3 单/双功能催化剂、金属氧化物催化剂及分子筛改性催化剂等.分子筛基催化剂因其孔道结构及活性金属多样性而备受关注.近年来,研究者们通过在原子级别对活性金属种类调控、电子性质调变以及孔道结构优化等方式提高分子筛催化剂性能,但分子筛骨架结构调变对催化活性中心的影响仍未得到充分研究,是今后工作研究的重点.此外,探究烷烃重整反应机理始终是催化重整领域研究的核心前沿课题.本综述概述了链烷烃在催化重整过程中的主要反应机理,分析了近期的研究进展,并对分子筛基催化剂性能优化进行了讨论.

    分子筛链烷烃芳构化异构化加氢裂化

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