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单原子催化:沟通均相催化与多相催化的桥梁(英文) 被引量:15
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作者 陈芳 江训柱 +2 位作者 张磊磊 郎睿 乔波涛 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期893-898,共6页
催化在现代化学工业中占据着极为重要的地位.催化剂是催化过程的核心.均相催化剂由于具有均一、孤立的活性位点,往往具有高活性与高选择性;但是分离困难限制了其实际应用.多相催化剂由于金属原子利用效率低、活性组分不均匀,活性与选择... 催化在现代化学工业中占据着极为重要的地位.催化剂是催化过程的核心.均相催化剂由于具有均一、孤立的活性位点,往往具有高活性与高选择性;但是分离困难限制了其实际应用.多相催化剂由于金属原子利用效率低、活性组分不均匀,活性与选择性相对较低;但其稳定易分离的特点使得目前大多数工业催化过程都是多相催化过程.近年来,单原子催化逐渐成为催化领域新的研究热点与前沿,受到相关研究人员的广泛关注.作为一种多相催化剂,单原子催化剂具有稳定易分离的优势.此外,单原子催化剂具有类似均相催化剂的孤立活性位点,可能具有高活性与高选择.因此单原子催化的概念一经提出,便被认为有望成为架起多相催化与均相催化的桥梁;但几年来并未从实验上得到证实.2016年开始,逐渐有单原子催化剂在经典均相催化反应过程中的应用报道,为该观点提供了实验上的证据.本综述概述了2016至2017年单原子催化剂在典型均相催化反应中的成功应用,包括:1)氢甲酰化反应.以烯烃和合成气为原料合成精细化学品醛类化合物的氢甲酰化反应是目前化工生产中典型的均相催化反应之一.2016年,张涛课题组和曾杰课题组先后报道了Rh/ZnO和Rh/CoO单原子催化剂在该反应中的成功应用.催化剂都表现出优异的催化性能,活性与经典均相Wilkinson’s催化剂相当;2)氢硅加成反应.作为合成有机硅产品的重要反应之一,工业上硅氢加成反应主要由Pt基均相催化剂催化.2016年Beller课题组首次报道了将Pt/Al_2O_3单原子催化剂用于烯烃硅氢加成反应中.该催化剂除表现出良好的催化活性和区域选择性外,还具有较高的稳定性和底物普适性;3)C–H键选择性氧化.烷烃部分氧化反应在学术研究和工业应用方面都有重要意义.刘文刚等将M-N-C单原子催化剂(其中M为Fe,Co等金属)成功应用于C–H键的活化反应中,并对催化剂的结构进行了深入剖析.以上实例表明通过调控金属与载体组合、设计开发合适的单原子催化剂,可以达到结合均相催化高活性、高选择性与多相催化稳定易分离的目的,为均相催化多相化提供了一条新途径,也证明单原子催化可望成为沟通均相催化与多相催化的桥梁. 展开更多
关键词 单原子催化 均相反应多相化 氢甲酰化反应 氢硅加成反应 碳氢键活化
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单原子催化的最新进展(英文) 被引量:15
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作者 韩冰 郎睿 +2 位作者 乔波涛 王爱琴 张涛 《Chinese Journal of Catalysis》 CSCD 北大核心 2017年第9期1498-1507,共10页
单原子催化剂由于其自身兼具均相催化剂的"孤立活性位点"和多相催化剂易于循环使用的特点,近年来受到了广泛关注.本综述概括了2015至2016年单原子催化领域的重要进展,重点介绍了新的催化剂制备方法、单原子金催化剂在CO氧化... 单原子催化剂由于其自身兼具均相催化剂的"孤立活性位点"和多相催化剂易于循环使用的特点,近年来受到了广泛关注.本综述概括了2015至2016年单原子催化领域的重要进展,重点介绍了新的催化剂制备方法、单原子金催化剂在CO氧化中的进展、单原子钯/铂催化的选择性加氢反应以及铂或非贵金属单原子催化剂在电化学中的应用等.在催化剂的合成方面,用传统的湿化学方法制备的单原子催化剂通常金属负载量较低,使得催化剂的常规表征比较困难.最近发展的一系列新型合成方法例如原子层沉积法、高温蒸汽转移法、光介还原法以及热解法等制备M-N-C等非贵金属催化剂等,尽管有不同程度的局限性,但均可以成功制备高负载量的单原子催化剂.单原子催化剂的载体得到了拓展,除传统的金属氧化物外,金属有机框架材料和二维材料等均被用于单原子催化剂的制备.在单原子催化剂的应用方面,金由于较高的电负性和与氧的弱相互作用能力,因而与氧化物载体作用较弱,不易形成单原子催化剂.但近期报道了成功制备的单原子金催化剂,在CO氧化反应、乙醇脱氢和二烯加氢反应中都有不错的进展.本文还介绍了铂和钯单原子(合金)催化剂在加氢反应中的优异活性及选择性,表明了单原子催化剂在选择性上的优势.将一种金属掺杂到另一种金属基底中制备的单原子合金催化剂也因其特异的性能备受关注.此外,对于化工生产中典型的均相催化反应,如氢甲酰化,单原子催化剂在无外加膦配体的情况下表现出高活性的同时还能很好地控制化学选择性,甚至达到令人满意的区域选择性,从实验上证明了单原子催化剂有望作为沟通均相催化和多相催化的桥梁.单原子催化剂在电催化和光催化中也得到了快速发展.铂单原子催化剂因其高原子利用率和高稳定性,在析氢反应和氧还原反应中有着良好的应用前景.另一方面,非贵金属特别是Co单原子催化剂在光电催化中因其优异的活性和巨大潜力得到了较深入的研究.除了上述进展,单原子催化领域还有许多基本问题需要继续深入研究,对单原子催化剂更加全面透彻的认识将为设计发展新型催化体系,扩展单原子催化领域提供指导和借鉴. 展开更多
关键词 单原子催化 催化剂合成 一氧化碳氧化 加氢反应 电催化
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铑/氧化锌单原子催化剂的优异CO氧化反应性能(英文) 被引量:5
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作者 韩冰 郎睿 +4 位作者 唐海莲 徐嘉 顾向奎 乔波涛 刘景月 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1847-1853,共7页
一氧化碳(CO)低温氧化因其在基础研究和实际应用中的重要意义和价值,成为多相催化领域中研究最多的反应之一.特定氧化物和复合氧化物均具有优异的CO氧化活性,但其高温稳定性较差,且易被水和硫化物毒化,严重限制了其实际应用.贵金属具有... 一氧化碳(CO)低温氧化因其在基础研究和实际应用中的重要意义和价值,成为多相催化领域中研究最多的反应之一.特定氧化物和复合氧化物均具有优异的CO氧化活性,但其高温稳定性较差,且易被水和硫化物毒化,严重限制了其实际应用.贵金属具有较高的CO氧化活性,但是资源稀缺、价格较高.减小贵金属尺寸至纳米尺度能够提高反应活性并有效提高金属利用效率,但由于只有纳米粒子表面的原子能够提供吸附反应活性位,因此金属原子利用率仍有待提高.单原子催化是多相催化领域的新概念.单原子催化剂的活性组分以原子级分散在载体上,能够实现原子利用率最大化,降低贵金属使用量.活性位点的高度非饱和配位环境使得单原子催化剂在多种反应中具有优异的反应性能,如CO氧化、水汽变换、选择性加氢和选择性氧化等反应.单原子催化剂具有相对简单和均一的化学环境,可以作为较好的系统来研究化学反应的本质,如反应活性位点和金属与载体的相互作用等.贵金属如金、铂、钯在CO氧化中具有较高活性,但是一般认为铑金属活性较差.最近几年研究表明,铑基单原子、亚纳米催化剂在CO氧化反应中可具有优异活性,表明负载型铑单原子催化剂可能是一种潜在的CO氧化高活性催化剂.氧化锌作为CO反应催化剂载体的研究不多,因为其不可还原性使得催化剂活性不高.氧化锌纳米线(ZnO-nw)主要晶面为{10-10},作为载体使得催化剂活性位点更为均一.本文在前期研究工作基础上成功制备了氧化锌纳米线负载的铑、金、铂单原子催化剂,并研究了其CO氧化性能.采用氧化锌载体一是因为其不可还原性,可以最大程度降低载体的影响,二是其单一暴露晶面{10-10}可以使催化剂均一程度最大化.研究发现,在所制备的催化剂中Rh1/ZnO-nw具有最高反应活性和良好的反应稳定性.CO完全转化温度为210℃,明显低于其它氧化锌负载的单原子催化剂.进一步测定其反应速率,得到Rh1/ZnO-nw在180℃时单位活性位点转化数(TOF)为0.63 s^–1,是已报道的单原子催化剂中最高值之一,为相同氧化锌负载Rh纳米粒子的3倍(0.21 s^–1).密度泛函理论计算揭示了氧化锌负载Rh单原子催化剂上CO氧化的反应机理和高活性原因.计算表明反应机理为Mars-van Krevelen,氧气在表面氧空位的解离是速控步骤,计算得到的能垒为Rh1/ZnO<Pt1/ZnO<Au1/ZnO,表明CO氧化活性顺序为Rh1/ZnO>Pt1/ZnO>Au1/ZnO,与实验结果相符.此外,测试了两种反应条件下Rh1/ZnO-nw单原子催化剂的稳定性.在300℃反应温度、反应气氛为CO/O2和模拟汽车尾气的反应条件下,即反应气氛为1.6%CO、1%O2、0.01%丙烯、0.0087%甲苯、10%水、He平衡,在100 h的测试中其活性保持稳定.高温循环测试中,经过800℃反应后,活性有所下降,但是在经过原位还原后,其反应活性可以基本恢复,表明Rh1/ZnO-nw单原子催化剂不仅具有优异的高温抗烧结性能,同时在水分和碳氢化合物存在的条件下,具有优异的抗毒化能力,展现出在实际应用中的潜力. 展开更多
关键词 单原子催化 一氧化碳氧化 氧化锌纳米线 密度泛函理论计算
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3种胶原蛋白基皮革填充材料在无铬鞣工艺中的应用研究 被引量:4
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作者 刘素清 李金朋 +2 位作者 芮浪 杨茂 李彦春 《中国皮革》 CAS 2021年第8期1-7,共7页
无铬鞣目前存在的主要问题是鞣制出来的革负电性强,对后续阴离子染整材料的吸收利用率低,加之适合无铬鞣的配套后整饰材料少,导致无铬鞣的应用受限。本文将齐鲁工业大学实验室自制的氨基树脂、丙烯酸树脂及芳香族合成鞣剂改性的3种胶原... 无铬鞣目前存在的主要问题是鞣制出来的革负电性强,对后续阴离子染整材料的吸收利用率低,加之适合无铬鞣的配套后整饰材料少,导致无铬鞣的应用受限。本文将齐鲁工业大学实验室自制的氨基树脂、丙烯酸树脂及芳香族合成鞣剂改性的3种胶原蛋白基皮革填充材料(DCL、NCL、PCL)应用于F-90无铬鞣工艺的复鞣填充过程中,通过对坯革的物理机械性能测试和废水中有机物的检测研究了胶原基复合材料用于无铬鞣工艺中对坯革质量及化工材料吸收的影响;通过FTIR、DSC和SEM等手段对鞣剂间的相互作用和反应机理进行了初步研究。结果表明:3种胶原蛋白基皮革填充材料DCL、NCL、PCL均有很好的填充作用,坯革的机械性能得到提升,还可促进皮革对染料和加脂剂的吸收,废水中有机碳降低,说明胶原蛋白基皮革填充材料上的游离-NH_(2)与F-90的氯代三嗪结构产生了有效的化学交联。 展开更多
关键词 胶原蛋白 皮革填充材料 无铬鞣 F-90 应用研究
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An Analysis on Mental Health Education of College Students with Financial Difficulties 被引量:1
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作者 Shuzhen WANG Ling NI +2 位作者 Chaoqiong LI rui lang Dan FU 《Asian Agricultural Research》 2017年第6期108-109,共2页
With the enrollment expansion of college and continuous reform of college education system and college charging system,the number of college students with financial difficulties is increasing. The college students wit... With the enrollment expansion of college and continuous reform of college education system and college charging system,the number of college students with financial difficulties is increasing. The college students with family financial difficulties not only bear the huge economic burden,but also bear the huge pressure of learning and mental stress,and they have many kinds of psychological problems including psychological distress of tension and anxiety,psychological conflict of self-respect and self-abasement,conflict of desire for interpersonal interaction and self-containment and strong vanity and dependence mentality. This paper puts forward the corresponding recommendations to solve these problems. 展开更多
关键词 COLLEGE Students with financial difficulties Psychological problems Mental health education
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Effects of Jian Pi Qu Shi Formula on intestinal bacterial flora in patients with idiopathic membranous nephropathy:A prospective randomized controlled trial 被引量:8
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作者 rui lang Xin-Hui Wang +5 位作者 Ai-Feng Li Ying Liang Bao-Chen Zhu Bin Shi Yong-Qiu Zheng Ren-Huan Yu 《Chronic Diseases and Translational Medicine》 CSCD 2020年第2期124-133,共10页
Background:The incidence of idiopathic nlembranous nephropathy(IMN)has recently increased remarkably.Immune dysfunction caused by disordered intestinal flora might be an important factor affecting IMN.The Jian Pi Qu S... Background:The incidence of idiopathic nlembranous nephropathy(IMN)has recently increased remarkably.Immune dysfunction caused by disordered intestinal flora might be an important factor affecting IMN.The Jian Pi Qu Shi Formula(JPQSF)shows promise in treating IMN.Here,we sequenced 16S rRNA genes to compare intestinal flora between patients with IMN and healthy persons.We also conducted a randomized controlled clinical trial to further compare the intestinal flora of patients with IMN treated with traditional Chinese medicine(TCM)and western medicine(WM).Methods:Among 40 patie nls with IMN treated at Department of Nephrology in Xiyuan Hospital,Chinese Academy of Traditional Chinese Medicine between July 2016 and December 2018,we compared 30 of them with 10 healthy persons(controls).The IMN group was randomly assigned to receive JPQSF(TCM)or immunosuppressant WM therapy in(n=15 per group)for 6 months.Intestinal microbiota diversity was analyzed using alpha diversity and beta diversity.Intestinal flora that significantly differed between the groups was analyzed using MetaStat.The effects and safety of the therapies were determined based on the values for plasma albumin,24-h urine protein excretion,serum creatinine,urea nitrogen,estimate glomerular filtration rate(eGFR),complete blood count,and liver enzymes.All data were statistically analyzed using Statistical Package for the Social Sciences(SPSS)20.0 statistical software.Results:Baseline characteristics did not significanlly differ between the IMN and healthy groups,or the TCM and WM groups.After six months of treatment,24-h urinary protein significantly declined in the TCM and WM groups(before and after treatment:3.24±1.74 vs.1.73±1.85 g,P<0.05 and 3.94±1.05 vs.1.91±1.18 g,P<0.05,respectively).Plasma albumin was significantly increased in the TCM group(before vs.after treatment:32.44±9.04 vs.39.99±7.03 g/L,P<0.05),but did not significantly change in the WM group(31.55±4.23 vs.34.83±9」4 g/L,P>0.05).Values for urea nitrogen,serum creatinine,and eGFR did not significanlly change in either group.The alpha diversity index for intestinal flora differed between the IMN and healthy groups,and the TCM and WM groups.Comparisons of multiple samples(beta diversity)revealed differences in intestinal flora between the IMN and healthy groups,and the TCM and WM groups.The Metastat analysis findings showed that the main genera that differed between the IMN group before treatment and the healthy group were Christensenellaceae_R-7_group,Bifidobacterium(77),Dorea,Escherichia-Shigella,Parabacteroides,Bifidobacterium,and Coprococcus_3.AfterTCM therapy,the main differential genera were Butyricimonas,Bacteroides,Alistipes,and Lachnospira,and after WM therapy,these were Ruminococcus_2,Lachnospiraceae_ND3007_group,Lachnospira,Bifidobacterium,Alistipes,and[Eubacterium]_ventriosum_group.Conclusion:Patients with IMN might have disordered intestinal flora,and JPQSF can regulate intestinal flora in patienls with IMN. 展开更多
关键词 Idiopathic membranous nephropathy Jian Pi Qu Shi Formula Intestinal flora Randomized controlled trial
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Direct synthesis of a disinfectant with fresh scent of green plants by semi-hydrogenation of alkynol on Pd single-atom catalysts
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作者 Yan Jiang Xuetong Yu +8 位作者 Yuxia Ji Xunzhu Jiang Yalin Guo Tianbo Li Liang Gao rui lang Yanxiong Fang Botao Qiao Jinxiang Dong 《Nano Research》 SCIE EI 2024年第5期3872-3878,共7页
Alcohol-based disinfectants have protected people in the coronavirus disease 2019(COVID-19)pandemic,but olfactory stimuli of ethanol may evoke unpleasant memories associated with stressful situations in the devastatin... Alcohol-based disinfectants have protected people in the coronavirus disease 2019(COVID-19)pandemic,but olfactory stimuli of ethanol may evoke unpleasant memories associated with stressful situations in the devastating infectious disease.The smell of ethanol in household cleaning and disinfectant products can be covered up by the fragrance additives,and 3-hexenol is especially appreciated for the characteristic,strong odor of green plants.Industrial production of 3-hexenol relies on the selective hydrogenation of 3-hexyn-1-ol,where Lindlar catalyst is normally used for the superior selectivity.Although achieving such catalytic transformation in ethanol solution seems as a direct way to produce a disinfectant with green aroma,a popular consumer product in the post-COVID era,severe leaching of toxic Pb hinders Lindlar catalyst as a promising candidate.We find that the Fe_(2)O_(3) supported Pd single-atom catalyst is highly selective to fulfill semi-hydrogenation of 3-hexyn-1-ol in 75%ethanol,and the aforementioned household product is readily generated after filtrating the stable,solid catalyst out of reaction solution.Single-atom catalysts have been frequently utilized for fine-chemical synthesis,while in this work they make stunning debut in practical manufacture of daily used products. 展开更多
关键词 single-atom catalysis hydrogenation fragrance household product coronavirus disease 2019(COVID-19)
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