纳米铜催化剂应用与研究进展

近年来，以开采量丰富、价格低廉的铜及铜基纳米材料的应用，特别是在催化领域和石油化工领域引起了研究者与设计者的广泛关注。运用不同的铜基纳米材料的制备工艺对铜纳米粒子的理化性质有不同的影响，研究者制备各种形貌和不同尺度的铜基纳米材料应用于催化领域。铜基纳米材料在偶合反应、催化加氢反应、氧化反应与光催化反应等领域有着广泛的应用。随着铜基纳米材料制备工艺日臻成熟，实验条件日趋温和，纳米铜基催化剂在催化领域将会有广泛的应用前景。     

过渡金属催化的碳-氮键偶联反应的研究

过渡金属催化的偶联反应是形成碳-氮键最为有效的手段之一,己经被广泛地应用于有机化学的许多领域。近年来对偶联反应的研究和报导层出不穷,主要集中在寻找新的催化剂,配体和催化体系进行反应,扩大反应的应用领域。采用过渡金属催化有机反应来构建C-N键是一种有效的合成策略。铜催化剂具有价格便宜、低毒等优点,因而近年来受到广泛的关注。本论文以过渡金属催化的碳-氮键偶联反应为研究内容,为了得到最优的反应条件,首先考察水介质中各种铜催化剂(Cu、CuO,Cul,CuBr,CuCI,Cu(0Ac)_2,CuBr_2等)对反应的催化性能,筛选出具有较好催化活性的铜催化剂,然后,考察常见配体和铜催化剂对反应的影响,并从催化剂用量、物料比、温度、压力、反应时间、原料混合程度等方面来探索水介质中碳氮键构建反应的技术路线。在产物的分离与表征中,用薄层液相色谱和柱色谱分离合成中间体以及目标产物,采用傅立叶如外光谱来表征中间体和目标化合物的特征吸收峰,核磁共振氫谱(1HNMR)、破谱(13CNMR)来表征目标化合物结构特征。     

以氨为氮源的C-N偶联反应研究进展

C-N偶联反应是合成芳香胺的重要手段,咪唑、脂肪胺和氨常用作该反应的氮源。氨是最简单的氮化合物,应用在该反应中不仅廉价而且更加绿色环保。然而,由于氨结构以及偶联后产物结构使其存在一定的挑战性。各种催化体系的出现实现了以氨为氮源的C-N偶联反应。综述钯和镍在均相、多相体系中催化氨为氮源的C-N偶联合成苯胺类化合物的反应。这类金属催化剂催化活性较高,但存在进一步偶联生成二级胺的问题,且催化剂成本偏高。铜作为廉价金属在C-N偶联反应中的应用一直受到关注,重点介绍各种常见的铜盐、铜纳米材料和负载型铜催化剂等在氨为氮源的C-N偶联反应中的应用。     

铋系可见光催化剂研究进展

铋系催化剂作为一种新型的光催化材料成为近年来光催化领域的研究热点,尤其在可见光催化降解污染物方面取得一系列重大研究成果。介绍了Bi₂O₃催化剂、钛酸铋系催化剂、复合型催化剂和固溶体型催化剂的研究动态和主要成果,研究的重点将更多集中在光催化机理的深入研究、新型高效光催化剂的研究和合成以及催化剂的负载技术等方面。     

磁性可回收钯催化剂催化Suzuki反应的研究进展

钯催化剂催化卤代芳烃和芳基硼酸生成碳一碳键的Suzuki偶联反应是合成联苯化合物的最重要的途径之一。相比于传统均相钯催化剂的利用率低,污染产品等缺点,磁性钯催化剂易回收,可重复利用,具有工业化应用前景,受到了广泛的关注。综述了近年来无配体磁性钯催化剂、无包裹磁性钯配体催化剂以及以碳、氧化硅、聚合物包裹的具有核壳结构的磁性钯配体催化剂的制备及其催化Szuki偶联反应的研究进展。     

铜催化剂在有机合成中的新应用发展

铜作为金属催化剂,在有机合成上有着广泛的应用。本文在大量查阅最近两年的文献资料基础上,归纳总结了金属催化剂铜,近两年在国内的新研究动向和新应用,综述了Cu在一些经典的催化反应中应用的研究进展,主要包括Cu催化偶联反应、Cu催化多组分反应和Cu金属配合物催化有机反应的应用;此外,还综述了铜催化剂在近两年内,在新的合成方法、新的合成工艺中的新应用。     

铜基纳米材料在偶联反应中的应用

纳米催化剂由于其具有高的比表面积和表面原子不饱和度等特性而表现出优异的催化性能。与贵金属相比,铜基纳米催化剂具有价格低廉、催化活性高、应用范围广、环境友好等优点,受到了研究人员越来越多的重视。本文综述了铜基纳米材料在偶联反应中的应用进展。     

碳点用于光催化分解水制氢的研究进展

光催化分解水制氢是获取氢能的理想方式,开发高效的光催化剂成为本领域研究的热点。碳点因为具有独特的上转换性能、可见光响应以及带隙可调的性质且水溶性好、无生物毒性、光致发光性能优异,在光催化产氢领域的应用引起了极大关注。目前合成碳点的方法主要包括自上而下和自下而上两种方式。通过表面钝化、表面功能化或元素掺杂等改性手段可以进一步增强碳点的光电性能和抗腐蚀性能。本文从碳点主要的制备和改性手段出发,概述了近年来碳点用于光催化分解水制氢领域主要的研究成果,总结了碳点分别作为光催化剂主体、助催化剂、光敏剂以及Z型结构的电子转移介质在光催化制氢中的应用。同时指出目前碳点在光催化制氢领域还普遍存在着机理不明晰、产氢效率偏低的问题,未来该领域的研究方向将侧重于大规模合成结构更精确、目标特定性更强的碳点以及探究碳点在光催化产氢过程中的优化机制。     

钯催化剂的新应用进展

过渡金属钯在金属有机化学方面具有丰富的反应性,用作催化剂具有高效率、用量少、选择性高等优点,本文在查阅大量近几年文献资料的基础上,综述了钯催化偶联反应、催化环加成反应、催化重氮化合物反应在近几年的研究进展,同时综述了钯催化剂在新的合成反应中的应用。     

TiO2光催化在水中有机物降解中的应用研究进展

综述了TiO2作为半导体光催化剂在水处理中的应用。重点介绍了光催化氧化反应去除污染物的机理,以及TiO2光催化剂的改性,包括催化剂的修饰、掺杂和共掺杂的应用,形貌与晶面调控等,以提高TiO2在废水处理中的光催化活性。     

Rochow-Müller反应制备甲基氯硅烷单体工艺的研究进展

Rochow-Müller反应是一种直接合成甲基氯硅烷的方法。由于其原料易得,产物收率高,工艺较易实现,成为有机硅工业单体生产的主流工艺。到目前为止,铜基催化剂仍为Rochow-Müller反应的核心催化剂,催化性能的改善对该工艺的提升具有重大意义。在探索高效催化剂和理解其机理方面已取得相关进展,但由于副产物多,复杂性高,对该反应真实反应路径的追踪仍然较为困难。对Rochow-Müller反应的热力学过程、铜基催化剂及助催化剂的应用、反应机制及动力学过程和工艺条件的影响进行综述讨论。希望这项工作能够准确地反应Rochow-Müller反应催化工艺的最新进展,并可以促进有机硅工业的可持续性发展。     

合成气催化合成甲醇Cu基催化剂的研究

介绍了合成气催化合成甲醇Cu基催化剂的制备方法——沉淀法,并指出在制备过程中为避免催化剂失活应注意的问题。介绍了3种Cu基催化剂的活性中心模型,分别为：Cu0,Cu＋及Cu0-Cu＋模型。详细介绍了催化剂合成甲醇的反应机理：CO机理,CO2机理和CO与CO2混合反应机理。最后对甲醇合成催化剂制备提出了改进意见。     

甲醇合成铜基催化剂的研究概述

介绍了甲醇合成催化剂的分类,对常用铜基催化剂从催化机理、助剂作用及其失活原因等方面进行了综述,讨论了各种催化剂的优缺点。     

铜基材料电催化还原硝酸盐制氨研究进展

人类工农业活动导致环境中硝酸盐浓度升高,利用电催化技术将硝酸盐还原合成氨(NO₃RA)符合“双碳”政策,可达到去除硝酸盐污染和制备氨(NH₃)的双重目的。该文综述了铜(Cu)基材料电催化硝酸盐还原的反应机理,从反应机理角度分析了不同Cu基催化材料优势性能的起源。围绕Cu单原子、单金属Cu、Cu基合金、Cu基氧化物和Cu基金属有机框架材料的大量研究实例,对不同Cu基催化材料催化NO₃RA反应的性能进行归纳总结。通过对Cu基材料催化NO₃RA反应影响因素的分析,针对目前存在的问题展开探讨,以期为未来Cu基催化剂电催化NO₃RA反应的开发与实际应用提供参考。     

氧化羰基化合成碳酸二甲酯催化剂的研究进展

甲醇氧化羰基化是合成碳酸二甲酯的重要方法,也是重要的煤炭清洁利用途径之一,近年来获得较大发展。本文详细阐述了该工艺过程中有关催化剂的国内外研究现状及发展趋势,并根据载体的结构特征,按照分子筛载体、活性炭载体和其它载体,将铜基催化剂分为三类,综合论述了合成催化剂的制备技术,表面微观结构和特征、催化性能以及催化机理等方面的最新研究进展。通过深入分析和比较,认为分子筛和活性炭为载体制备的负载无氯铜基催化剂,不仅具有较好的催化活性和稳定性,而且避免了以前CuCl/CuCl2为活性组分催化剂中Cl离子对催化剂活性和稳定性的影响,以及对设备造成的腐蚀,具有较好的发展前景。     

甲醇合成铜基催化剂催化活性及失活研究

主要介绍了甲醇合成铜基催化剂及其催化机理,并从制备条件和反应条件等方面对催化剂活性的影响因素进行了探讨,最后对造成催化剂失活的因素进行了具体研究。     

铜基合成甲醇催化剂失活研究进展

自20世纪60年代ICI公司成功推出合成甲醇铜基催化剂以来，甲醇工业得到迅速发展。然而铜基催化剂仍存在抗毒性差、耐热及机械强度差等方面的问题。综述了铜基催化剂失活的方式、机理及催化剂失活的控制手段和催化剂的再生。望能为铜基合成甲醇催化剂的改进和开发研究提供有益的参考。     

Characteristics of the Photocatalytic Oxidation of Methane into Methanol on V-Containing MCM-41 Catalysts

V-containing MCM-41 catalysts were prepared by a direct synthesis method under acidic and basic conditions and impregnation. Their photocatalytic reactivity was evaluated for the selective photocatalytic oxidation of methane with NO under UV irradiation at 295 K. Selective methanol formation was observed on V-MCM-41 prepared in acidic solution and imp-V/MCM-41, while only coupling reaction products were obtained on V-MCM-41 prepared in basic solution. The photocatalytic reactivity of the catalysts for the partial oxidation of methane was found to strongly depend on the local structure of the V-oxide species including the coordination and loading sites, i.e., the charge transfer excited states of the isolated tetrahedral V⁵⁺-oxide species supported on the catalyst surface act as the active sites for the selective photocatalytic oxidation of methane into methanol.     

固载化离子液体在有机合成中的应用进展

就固载化离子液体作为催化剂或催化剂载体在不同反应类型的传统有机合成中的最新研究成果进行了综述,主要包括:偶联反应、加成反应、缩合反应、环化反应和还原反应.     

改性氧化钛光催化氧化单质汞性能及其影响因素研究进展

汞是煤中普遍存在的一种剧毒非必需元素,燃煤烟气汞污染防治已成为国家重点关注和研究热点。本文系统介绍了光催化氧化单质汞的氧化钛基催化剂,包括形貌调控氧化钛基催化剂、金属改性氧化钛基催化剂、非金属改性氧化钛基催化剂、半导体复合氧化钛基催化剂以及负载型氧化钛基催化剂等。比较了不同改性措施下氧化钛基催化剂光催化氧化单质汞效率,讨论了催化剂的制备方法、光源、反应温度、烟气组成以及光催化反应器等因素对其氧化单质汞效率的影响,总结了氧化钛基催化剂光催化氧化单质汞反应机理,展望了光催化脱除燃煤烟气汞的潜在应用前景与挑战,旨在为燃煤烟气汞污染防治提供参考。完善催化剂改性方法同时开展中试规模实验将会成为燃煤烟气光催化氧化单质汞的重要研究内容与发展趋势,同时也是实现光催化氧化单质汞技术工业化应用的关键。