催化化学

近年来，催化已经成为时下火热的领域。随着人们对自然资源、环境气候的重视，低碳、绿色已经成为发展不可回避的主题，而催化也是这进程中最为关键的核心技术。为推动催化研究交流、化学化工学科建设，天津大学化工学院和岛津企业管理（中国）有限公司于2023年3月25日共同举办“第二届天津大学-岛津高端催化学术论坛”，邀请国内催化相关领域的顶尖专家进行学术交流及学科建设讨论。大会现场天津大学副校长/化工学院院长 马新宾教授致辞天津大学副校长/化工学院院长马新宾教授首先对参会的催化领域专家的到来表示感谢。天津大学和岛津一起举办高端催化论坛，希望通过这种形式，催化领域的专家、学者能进行更多、更充分的交流、沟通。马新宾教授也希望通过这种交流，逐渐扩大“天津大学-岛津高端催化学术论坛”的广度和深度。岛津分析计测事业部营业部副部长马景辉致辞马景辉副部长表示，现代化学工业中有90%的产品是借助催化过程生产实现，生产总值约为工业生产总值的25%。没有催化科学的发展和催化剂的应用，就没有现代化学工艺。天津大学化工学院化学工程与技术一级学科，在领域内享有盛誉。岛津希望借助本次论坛能与行业的专家深入探讨，进一步加深相互沟通和了解；同时也希望凭借自身140年的历史积淀为催化研究提供稳定可靠的分析仪器解决方案。主题报告报告题目：生物质醇高效转化的催化基础报告人：北京化工大学 何静教授何静教授表示，人类已经进入“第四次工业革 命”即绿色工业。生物质能源产业主要有生物柴油和生物乙醇两类，全球生物柴油市场需求已经超过4000万吨/年，生物乙醇超过400万吨/年。在双碳目标导向下，能源行业也将发展重点由石油能源转向生物质能源。何静教授团队主要研究了乙醇化学中乙醇化学键的定点活化与定向转化，构建了金属-酸-碱多中心接力协同体系，大幅提升反应选择性。设计了MgAl-LDO、Ni-Li-LDO、Fe@GCN、Cu2O-SrTiCuO3-x等催化体系。此外何静教授也在甘油化学中甘油伯仲位定点活化与高效定向氧化方面有研究。报告题目：自适应催化位点调控CO2定向转化报告人：天津工业大学 仲崇立教授二氧化碳作为温室气体随着人类生产生活等活动，在近几十年内急剧增加。仲崇立教授团队基于在沸石催化体系长期积累，构建了柔性多金属单原子位点催化剂制备的平台技术，利用EDTA取代MOF材料特定位点，通过EDTA与金属的相互作用，得到了高度分散的多金属单原子催化剂。并以Cu-Ni催化体系为例，利用球差电镜、原位电子自旋共振等方法明确催化剂结构，同时说明了柔性多金属单原子催化剂在二氧化碳转化方面展现了优异的性能。报告题目：离子液体强化CO2电催化过程报告人：中国石油大学 张香平教授二氧化碳电化学还原是极具潜力的领域。离子液体不挥发、稳定、有催化、导电等特殊的性质。张香平教授团队针对离子液体的特性，在其稳定性好的基础上引入碱性官能团和多个活性位点，制备了[Bmim][Triz]等碱性离子液体和[P444][4-MF-PhO]等 芳香脂类的双位点离子液体，并对离子液体在微环境的表现以及在电极秒面的性质进行了考量。张香平教授还利用离子热法制备硫化铟催化剂和利用电沉积法制备改性Pd和Ag催化剂，以及对离子液体中二氧化碳还原过程中产生的纳米气泡的生成原理进行了探究。此外，张香平还在电化学催化的成本方面，对之前做的研究应用前景进行考量与分析。报告题目：碳基硝基加氢催化剂的设计报告人：中南大学 刘又年教授芳香胺是关键基础化学品，广泛应用于染料、医药、农药和光电材料等，对工业生产具有重要支撑作用。非贵金属由于其含量大、成本低、催化性能好，通常为硝基催化加氢的理想催化剂，但相比于贵金属催化剂也在稳定性等方面存在缺点。刘又年教授利用金属中心调节-多金属位点的方法，构建了基于Co和Zi双活性中心的金属催化剂，其性能优于已有报道的纳米粒子中心催化剂，并可以在常温下对硝基苯类化合物催化加氢有较好的选择性和催化效率。此外，在金属中心合金化方面合成了Ni-Cu合金催化剂；在金属中心单原子化方面合成了N、S共配位的Co催化剂。报告题目：烷烃芳构化研究报告人：中科院山西煤炭化学研究所 樊卫斌研究员芳烃制备传统工艺的原料通常来源于石油化工的裂解和石油馏分的重整。樊卫斌研究员通过Ga/ZSM-5分子筛催化剂实现了丙烷芳构化，BTX收率约为60%。跟据核磁共振分析，对这种Ga催化剂的结构和配位状态进行研究，明确了高度分散的Ga是实现反应高活性和高稳定性的关键。樊卫斌研究员团队通过DFT计算和原位表征技术深入分析并明确了丙烷芳构化的反应机理，解决了长期以来在反应机理方面的争议。在费托尾气芳构化方面，樊卫斌构建了两段流化床的新工艺，增加了芳构化效率；在长链烷烃芳构化方面，以beta-分子筛为基础构建了一些列催化体系，增加长链烷烃如庚烷芳构化的效率及收率。报告题目：CO2电化学转化与过程强化报告人：天津大学 张生教授张生教授团队在二氧化碳电化学多层次转化上以绿色化学为基础，构建了从催化剂到电极，到反应器再到工业点解槽的研究模式。在催化剂理性设计上设计了二氧化碳电化学制备甲酸反应途径，合成并表征了CeO2/SnO2催化剂，并在静电纺丝表面构建成异质界面纳米纤维。在电化学过程强化上，张生教授引入刚性四氟乙烯和柔性离聚物分别构建了反应物二氧化碳和质子传输通道，协同强化二者传递过程。此外尝试用其他多种材料增强点解反应过程中电子传输效率。张生教授在报告的最后，介绍了团队在二氧化碳工业化方面取得的进展。报告题目：催化剂评价系统-微型反应器搭档气质联用仪报告人：岛津分析计测事业部市场部GCMS产品专员 王子君催化已经渗入了生活的方方面面。岛津公司开发了一套适用于实验室催化剂快速筛选的系统，可以帮助催化领域的研究者加速对催化剂的研究。微型反应器μ-Reactor是简便的分析系统，可以对气体、液体和固体样品进行分析检测；高性能微型反应炉可以实现高精度温度控制和快速升降温；产物快速分析支持在线MS检测，并且可以在8个温区GC/MS分析。报告题目：单原子催化剂的配位环境和动态演化行为研究报告人：中科院大连化物所 王爱琴研究员催化自提出开始便不断受到化学家的重视。单原子催化剂是一类仅含相互孤立的个体原子作为催化活性中心的负载型催化剂。王爱琴研究员首先介绍了单原子催化剂的发展过程，标准研究规范，并将其概念进行拓展，以及单位点催化剂和单原子催化剂的区别与共通部分。这种催化剂的已经不适用于传统界面化学的定义，其带来的新概念也带来新的思考。介绍了单原子活性中心微配位环境的多样性研究、微配位环境的精细调控的研究、Ru-N-C单原子催化中心微配位环境调控研究、Ru-N-C第二壳层配位环境的研究、Co-N-C单原子催化中心微配位环境调控研究等。在报告的最后，以铜基催化剂为例，介绍了在原位表征技术的辅助下，活性位点在反应条件下由单原子到纳米颗粒再到单原子的结构动态变化。报告题目：冷等离子增强作用下CO2在碳化钼表面的定向活化与转化报告人：大连理工大学 石川教授冷等离子有能打破原有热力学平衡，低温、快速高效，但也有定向性差等特点。石川教授借助冷等离子体构建了冷等离子体-催化耦合CO2加氢催化制取CO体系。在温和条件下，冷等离子体-催化耦合表现出的催化效率是TOF颗粒催化剂的2倍。通过等离子体系的使用，避免了反应过程积碳的问题，提高了反应稳定性，解决了工程长期存在的问题。课题组进一步研究了等离子体-催化协同机制的特点，并用该方法研究了CH4-CO2重整反应的催化研究。报告题目：铁基催化材料的理论设计基础报告人： 中科院山西煤炭化学研究所 温晓东研究员催化科学是借助数据科学与量子力学之间的学科，涉及材料化学、化学工程、分析测试、配位化学、表面科学、物理化学等诸多领域。计算化学作为理论工具已经成为一种“微观层面分析的手段”。以费托合成为多相催化技术研究的典型范例，课题组研究了工业铁基催化剂的活性、选择性和稳定性。基于DFT优化模型为基础，对铁-碳催化剂形成的活性物相进行了辨析和调控研究，并对并针对新一代工业铁基催化材料的预测和开发进行了讨论。此外，温晓东研究员团队在煤炭间接液化制备油品技术方面，发明了260~290费托反应催化剂活性的碳化/氧化动态稳定化技术。报告题目：沸石分子筛上活性位与催化反应机制的固体核磁共振研究报告人：中科院武汉物理与数学研究所 徐君研究员核磁共振在固体核磁、材料科学、表面化学、生物科学等领域有诸多应用。沸石分子筛的物理化学性质特殊，在催化领域中有重要应用前景。徐君对ZSM-5分子筛骨架用借助固体NMR，对其Lewis酸性位活性进行评估。此外也用NMR观测了Zn、Mo、Ga改性后的分子筛金属活性中心，并且定了新的活性位点。徐君研究员也构建了简述协同活性中心的方法，利用NMR、IR等检测手段，跟踪了Mo/ZSM-5分子筛催化剂甲烷无氧芳构化反应、研究了Sn-分子筛Sn活性位点的醛酮交换反应。位进介绍了分子筛不同T位点区分与反应活性。此外，核磁共振也可以用于观测分子筛中相互作用研究，例如：分子筛孔道与酸性影响双分子反应、非共价键相互总用对反应活性影响等。报告题目：同步辐射X射线谱学在能源小分子催化转化中的应用报告人：中国科学技术大学 姜政教授姜政教授介绍了X射线吸收能谱，以及SRXS方法与材料结构关联的信息。目前X射线朴学表征方法学利用原位该分辨XANES、模拟计算、Δ-μXANES和亚秒/秒级时间分辨+大数据分析。在小波变换方面首次通过原位XAF研究了Co2C的形成过程；在高分辨X射线发射谱方面，借助差谱特征判断Co和Mn相关催化剂的结构变化；通过原位发射谱研究Cu基催化剂还原CO2等。同步辐射光源谱学平台已经在北京、上海、合肥等多地完成建设。其中上海光源谱学平台已经有动力学线站、能源材料线站、稀有元素线站等多条分析线。报告题目：数据驱动的工业催化剂设计报告人：天津大学 赵志坚教授催化反应工程从最远处的试错法，再到人为计算，再到如今的人工智能背景下的大数据计算，已经取得了质的飞跃。赵志坚教授介绍了其团队开发的催化剂模型的算法，对合金特征进行模拟，并在此基础上开发了CuZu纳米催化剂。其催化剂与预测理论活性有较高的相似性，为设计新一代高效催化剂提供了理论基础。此外，课题组也借助DFT计算了CuCo热还原CO2反应机理并进行了实际的实验测试。在复杂反应网络方面，利用机械学习和人工智能抽提描述符提出普适性设计准则，完成对催化剂的快速筛选等功能。在耦合多尺度计算方法上，实现跨尺度按耦合模拟。报告题目：超临界流体色谱分离技术在油品分析中的应用报告人：岛津中国创新中心高级专家 郭彦丽超临界流体是指二氧化碳流体在低超临界温度和压力下呈现的一种特殊的状态。其密度与液体接近，有良好的溶剂化能力，同时粘度和扩散能力接近气体，物质交换效率，由于二氧化碳无毒无害因此也更加环保，且其和油脂互溶性好，适合油脂样品分析。岛津SFC可以在原本GC-FID系统基础上进行合并，完成从气相色谱到超临界流体色谱仪的升级。介绍了SFC-GC-FID柴油中芳烃快速定量、汽油中烯烃分析、油脂样品在线净化实现多环芳烃检测的案例。除此超临界色谱还可以与液相色谱联用对食物油中成分进行分析测定。岛津杯学术报告后，进行了第二届“岛津杯”天津大学化工学院优秀博士生论文颁奖活动，通过post展示、现场答疑，参会的专家无记名投票选出了10篇优秀论文，岛津市场部陈志凌高级经理对10位获奖的优秀论文作者进行了颁奖。岛津为墙报获奖人员颁奖同期也举办了学科建设研讨会，天津大学化工学院的领导与部分参会学校化学和化工学院的院长/副院长一起参加了研讨，就学科建设中学科设立、人才引进、管理、考核等等各方方面进行了非常坦诚、充分的交流，与会者均表示收获颇多。高端催化学术研讨会现场参加论坛人员合影本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

摘自石油化工科学研究院《色谱法多功能催化研究装置》 在以往工作的基础上，提出了用气象色谱（GC）对催化反应、化学吸附和气体扩散进行联合研究的设计，建立了相应的装置，并拟投入定型化仪器生产。根据要求，可以使用脉冲法、连续流动法、迎头法，以及程序升温脱附技术，在一套设备上逐个测定催化剂的反应速度、金属分散性或其它活性中心、表面酸碱度和质量传递性能等，以便参照催化全过程的多种原位数据，有效地改进催化剂的活性、选择性及寿命。一、序言 在多相催化中，由于反应体系的复杂性，使得再解释催化活性及其机理上遇到了困难，因而妨碍了对特定化学过程最佳催化剂的选择。在近代，虽然有着各种能谱，光谱，磁学方法，场发射技术等应用于催化精细结构的研究，但由于各自在仪器和理论方面的限制，它们存在以下主要缺点：1、由于价格昂贵，不是所有的研究者都能得到所希望的仪器设备；2、由于催化材料的多样性，不是每种仪器都能获得所希望的数据；3、多数物理方法在“非原位“条件下所得到的数据，很难与催化行为直接关联。 近十多年来，随着色谱理论和技术的日臻成熟，并且由于它没有以上缺点和具有简便、快速、定量准确等优点，因而在催化研究中得到了广泛的应用。则是在接近于反应的条件下，研究固体催化剂的大多数表面化学性质，并在同时测定他们的催化性能，以便关联这些数据，加深对某特定过程催化作用本质的了解，并控制它的最佳催化剂的选择。为此，在综合以前工作的基础上，笔者提出了利用气相色谱技术，对催化行为进行联合研究的设计，并建立了可以作为定型化仪器的示范装置。现将该方法的基本原理和操作要点介绍如下。二、在催化研究中的应用GC技术通常按两种方式用在催化研究中，一种是将催化剂直接填充在色谱柱中，另一种是附加一个微型反应器与GC。用此可以测定物理表面积，传递参数，化学吸附和表面行为，反应速度等催化过程所需要的几乎全部数据。由于使用物理吸附法进行总表面积和孔分布的测定熟为人知，因而将不予涉及。在此，仅介绍笔者及其同事曾经进行和较感兴趣的几个方面。应用GC技术研制的程序升温化学吸附仪PCA-1000系列可进行以下催化剂性能分析：1. 催化剂活性表面积或金属分散性 催化剂的活性表面积仅占物理总表面积的一小部分。这一数据对于考虑催化反应的结构敏感性行为和计算转换数是不必可少的。通常，它也可以用在催化剂上的活性中心数目来表示。并且，通过用用脉冲色谱技术测定不可逆化学吸附，能够获得这一结果。金属和负载的金属催化剂，是研究的最多的对象。我们曾对重整过程中的各种催化剂和双金属催化剂进行研究。吸附质可以使用氢气、氧气、一氧化碳等。最优越的是化学吸附氧的氢脉冲滴定法。吸附体积的测量，按催化剂上消耗的吸附质数量来计算2. 程序升温脱附（TPD）技术 当吸附的质点被提供的热能活化，以至能够克服为了它的逸出所需越过的势垒时，便产生脱附。由于脱附速度随着温度的升高而指数地增加，同时，又因覆盖度的减小而减小，因此，正比于脱附物质浓度的信号，即脱附速度曲线呈TPD谱。 我们曾用氢气的TPD法，对国内外工业和实验室重整催化剂，发现在以Pt为主要组分，以氧化铝为载体的单、多金属催化剂上，存在着两类主要的活性中心。其低能中心是Pt的某种结构所特有的，它主要与加氢-脱氢反应活性有关；而第二或第三组元的引入，则只改变了高能中心的结构特征，它主要与异构化和环化反应有关。两类中心的相对数量和谱图的形状，决定着各基元反应的选择性；而催化剂的稳定性，则可由谱图的值估价。由此向我们提供了改进催化剂活性、选择性，以及使用寿命的方向。3. 固体材料表面酸碱性能的研究 在多相酸碱催化或双功能催化反应中，催化剂或者在体表面的酸碱度、酸碱中心类型，以及强度，对其活性、选择性、甚至寿命，都有着十分重要的作用。田部浩三曾系统的介绍了这一催化现象和对其进行实验测定的各种方法。特别是应用GC技术的气相酸碱物质的化学吸附法，在快速、准确、简便等方面，具有明显的优越性。 例如，当气体碱在酸性中心上吸附时，与强酸的结合将较在弱酸中心上更稳定，因此，随着温度的上升，吸附在后者上的碱性物质将优先的因热能激发而逸出。于是，在各种温度下逸出的吸附碱的份数，能够作为酸强度的量度；而从气相中所吸附的碱量，则作为表面酸度的量度；如果选择适当的吸附质，也有可能对表面Bronsted酸和 Lewis酸中心加以区分。4. 微型催化反应器技术 将微型催化反应器与GC相结合，提供了一个节省催化反应性能、动力学参数。特别是研究起始速度。中毒效应、催化剂失活等缓慢现象的手段。而且，它也容许方便地获得有关反应机律的情报。 笔者所给出的这种实验设计，可以按两种方式操作：一种是所谓的尾气技术，它与一般的连续流动法没有什么区别；一种是脉冲技术，它更能体现出GC法的优点。特别适合于在各种条件之下快速筛选和评价催化剂的情形。结合选择加氢催化剂的研制，我们曾有效地使用了环己烯、噻吩、异戊二烯模型化合物的微型脉冲催化反应研究法。考察了在许多催化剂上的活性、选择性，以及在某些工业催化剂上的吸附竞争性、反应机理，并计算了主要过程的反应活化能。在本文报道的装置上，还用类似方法研究了环戊二烯在各种类型催化剂上的选择加氢行为。 在非稳态脉冲条件下反应动力学的理论研究指出，只有在一级反应的情形中，或者在脉冲宽度远大于床层高度的条件之下，才能得到与连续流动法反应一致的结果。因此在进行动力学测量时，仔细的把握这一条件是十分重要的。5. 催化剂有效扩散系数的测定 质量传递作用，即扩散效应在使用多孔固体催化剂的工业过程中，对于产品的生产率有着巨大的影响。因此关于催化剂有效扩散性的测定是十分重要的。利用我们给出的装置，还可以按照另外一种途径进行这方面的研究。方法的基本点是在各种流速上，用测定非化学作用气体脉冲加宽的办法，来计算有效扩散系数。

过渡金属(氧)氢氧化物是一种很有前途的析氧反应电催化剂。通过离子插入氧化还原反应，这些材料的性质随外加电压动态非均匀地变化，将开路条件下不活跃的材料转化为反应过程中的活性电催化剂。因此，催化状态始终就是非平衡态，这就使得直接观察催化剂的形貌变得异常复杂。析氧反应被认为是电解水制氢工艺的效率瓶颈，因为它需要相当大的应用过电位。因而提高OER的效率对于实现基于氢气生成和存储的闭环清洁能源基础设施至关重要。这将需要开发改进的过渡金属基电催化剂，直接确定材料性能的变化如何影响操作中的反应性。有鉴于此，斯坦福大学的J. Tyler Mefford和William C. Chueh教授等利用一套相关的扫描探针和X射线显微镜技术，建立了β-Co(OH)2单晶片状材料的化学物理性质、纳米级电子结构与析氧活性之间的联系。在预催化电压下，钴的氧化态为+2.5，氢氧根插层形成类似α-CoO2H1.50.5 H2O结构。在增加电压驱动氧进化，层间水和质子脱插形成收缩的β-CoOOH粒子，包含Co3+物种。虽然这些转变表现出非均匀的粒子的大部分，电化学电流主要限制在他们的边缘面位。观察到的Tafel行为与这些反应边缘位置的Co3+的局部浓度相关，表明了大块离子插入和表面催化活性之间的联系。原位电镜表征OER催化剂图1.β-Co(OH)2的质量负荷和扫描速率依赖的电化学研究作者发展了一套扫描探针和X射线显微镜联合技术，深入研究了β-Co(OH)2单晶片状材料与析氧活性之间的构效关系，单晶片的基面{0001}面约为1~2 μm宽，边缘{1010}面约为50~75 nm厚，图b~c展现了其形貌特征，这些粒子表现出两个典型的部分氧化还原特征—阳极电压的增加（E1=1.20 V，E2=1.55 V），分别对应于Co(OH)2 到CoOOH和CoOOH到CoO2的动态转化。在催化初始电压下，粒子膨胀形成α-CoO2H1.50.5 H2O状结构(通过氢氧根插层产生)，其中钴的氧化态为+2.5。在增加电压驱动氧的析出时，层间水和质子脱插，形成含有Co3+的收缩状β-CoOOH粒子。尽管这些转变在大部分粒子中均表现出不均匀性，但电化学电流主要受限于其边缘面。观察到的Tafel行为与这些反应性边缘位点处Co3+的局部浓度相关，这说明了大量离子插入与表面催化活性之间的联系。图2.扫描电化学电池显微镜表征β-Co(OH)2颗粒体氧化还原转化和OER活性研究者使用扫描电化学电池显微镜（SECCM）直接绘制了OER电流图，其空间分辨率由纳米移液器吸头的直径确定（dtip = 440 nm）。扫描模式下，在1.87 V下进行计时电流分析，同时对移液器进行线性连续扫描（横向平移速率= 30 nm s-1）。通过保持弯液面和表面之间的恒定接触，可以同时进行形貌（高度）和电化学活性（电流）测量。结果表明，颗粒边缘面主导着整个系统的电化学反应性。仅当移液器在粒子的边缘面时才观察到电流，而当移液器位于基面内时未观察到电流。跳跃模式下观察到的结果与扫描模式类似。在该催化体系中，不同面的催化活性可以通过离子(去)插层反应特性来合理化解释。可移动的电荷补偿离子被限制在CoO2层间的夹层通道中。在层状β-Co(OH)2的逐步氧化过程中，离子(去)插层反应在边缘平面处（与电解质接触的区域）变得容易。相反，在CoO2层中不存在扩展缺陷的情况下，离子在方向上的移动受到限制，这阻止了基面充当大量氧化还原转化反应的反应位点。这也解释了内部Co原子缺乏活性的原因。图3 原位电化学原子力显微镜表征β-Co(OH)2粒子使用电化学原子力显微镜（EC-AFM）在0.1 M KOH中在约10 nm的空间分辨率下测量了颗粒形态随电压的变化。并利用原位扫描透射X射线显微镜(STXM)在约50 nm分辨率下表征了β-Co(OH)2粒子Co的氧化态。研究表明，在催化初始电压下，粒子膨胀形成α-CoO2H1.50.5H2O状结构(通过氢氧根插层产生)，其中钴的氧化态为+2.5。在增加电压驱动氧的析出时，层间水和质子脱插，形成含有Co3+的收缩状β-CoOOH粒子。尽管这些转变在大部分粒子中均表现出不均匀性，但电化学电流主要受限于其边缘面。图4 原位扫描透射X射线显微镜表征β-Co(OH)2粒子原位扫描透射X射线显微镜实验结果表明，XAS反应的可逆电压, n1 = 0.54 ± 0.04 e−at E 1′ = 1.14 ± 0.03 V and n2 = 0.46 ± 0.04 e− at E′2= 1.58 ± 0.03 V。推导出的可逆电压与STXM电池中的氧化还原峰(图4d)、RDE实验(图1d)、EC-AFM和EQCM结果6(图3c)非常一致；此外，各反应过程中转移的电子数与我们的EQCM结果相吻合。研究发现了Tafel行为与这些反应性边缘位点处Co3+的局部浓度密切相关。综合上述表征结果，可以证实，Co3+（β-CoOOH）是OER的真正活性位点（或限速步骤的反应物状态）。研究意义1、原位电镜揭示催化剂构效关系：使用相关原位电镜来揭示了能量转换材料的局部物理化学特性和电子结构如何控制其电化学响应。2、揭示边缘位Co3+活性位点浓度的重要性：在CoOxHy系统中，氢氧根离子(去)插层反应通过控制OER过电位和反应边面上电压依赖的Co3+活性位点浓度之间的关系来影响表面催化活性。3、启示如何提高层状氧化物OER活性：调整离子插入的热力学的策略以及通过表面吸附能的方法。电化学原位实验电化学控制在EC-AFM, EQCM和操作STXM期间使用SP-300恒电位器(BioLogic)进行。旋转圆盘电化学(RDE)和紫外-可见光谱电化学使用VSP-300恒电位仪(Biologic)。使用如下所述的自制仪器进行SECCM电化学操作。所有电压都参考了可逆氢电极(RHE)，其中每个实验的参考电极的RHE电位在测试前在0.1 M KOH中与大块RHE电极(Hydroflex氢参考电极，eDAQ)进行了标准化。底物电极的制备是通过滴注3 ml的β-Co(OH)2油墨，其中含有2mg的β-Co(OH)2粒子在2ml四氢呋喃中，在新清洁的GC板上(HTWGermany)。让油墨在GC表面干燥后，用干净的PDMS块轻轻压印dropcast区域，以去除聚集的颗粒。然后，在制备的衬底上覆盖一层薄薄的十二烷。使用FE-SEM(GeminiSEM, ZEISS)进行表征。探针(针尖)具有~400 nm的扫描模和~440 nm的跳模，同时确保足够的空间分辨率，在如上所述制备微管后，两通道均充满0.1 M KOH，并配备准参比对电极(QRCE 例如，镀有AgCl的银线)。用于询问S5衬底工作电极的半月板(液滴)细胞在充满的微管探针的末端自然形成。将制备的微移液管和基板分别安装在z-压电定位器上，用于三维空间的纳米级移位。在整个扫描过程中，离子被持续监测(使用自制的电流放大器)，并作为反馈信号来精确地将半月板(液滴)电池定位到衬底电极上。参考文献：J. Tyler Mefford et al. Correlative operando microscopy ofoxygenevolution electrocatalysts. Nature, 2021, 593, 67-73DOI: 10.1038/s41586-021-03454-xhttps://doi.org/10.1038/s41586-021-03454-x

近日，大连化物所太阳能制储氢材料与催化研究组(DNL1621组)章福祥研究员团队与日本东京工业大学Kazuhiko Maeda教授团队合作，设计合成了一种层状结构的宽光谱捕光催化新材料β-ZrNBr，其吸光带边可至530nm，表现出较优异的光催化水分解半反应制氢和放氧、光催化半反应还原CO2制甲酸等功能。宽光谱捕光催化材料的设计合成是实现太阳能高效光—化学转化的基础，其吸收带边越宽，太阳能 转化理论效率越高。 　　在前期氮氧化物设计合成基础上，本工作中，科研人员通过氮元素与卤素离子共取代氧原子策略，合成了氮卤化物(β-ZrNBr)，解决了以往单纯氮取代氧过程中，由于电荷不匹配(N3-，O2-)，导致产生不可避免缺陷态的弊端，实现了兼具宽光谱响应和低缺陷密度的新型可见光催化材料的开发。该新型宽光谱捕光催化材料为层状结构化合物，其结构单层为双面Br-离子夹棱形ZrN层板的结构，且通过插层剥离后可得到纳米片结构。此外，科研人员通过在β-ZrNBr表面分别修饰Pt、RuOx、RuRu’分子，实现了该材料光催化还原水产氢、光催化水氧化产氧、光催化还原CO2产甲酸等半反应功能，展示了较好的光化学转化应用潜力。 　　大连化物所太阳能研究部长期致力于具有较宽可见光利用的新光催化材料开发，先后设计合成了氮氧化物类(J. Mater. Chem. A，2013；J. Mater. Chem. A，2017；Chem. Commun.，2014；Angew. Chem. Int. Ed.，2015；Appl. Catal. B，2019；Adv. Mater.，2021；J. Energy Chem.，2021等)、含氧酸盐类(Adv. Energy Mater.，2018)、金属有机框架类(Adv. Mater.，2018；Sci. China Chem.，2020；J. Am. Chem. Soc.，2022)等不同类型、具有我国自主知识产权的新材料，在光催化分解水制氢方面展现了良好性能。 　　上述工作以“Layered β-ZrNBr Nitro-Halide as Multifunctional Photocatalyst for Water Splitting and CO2 Reduction”为题，于近日发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。该论文的第一作者是大连化物所DNL1621组毕业生鲍云锋博士和博士后杜仕文，以上工作得到了国家自然科学基金、国家科技部等项目资助。

2016年第十五届全国太阳能光化学和光催化会议于2016年8月21-24日在山东大学召开。会议邀请到了世界光催化、光化学及太阳能电池领域的著名专家东京大学Kazunari Domen教授等为本次大会作大会报告，全面展示了中国太阳能光化学、光催化及太阳能电池领域所取得的最新进展及成果，深入探讨太阳能光化学、光催化及太阳能电池领域所面临的机遇与挑战，并致力于促进学术界和产业界的沟通与联系，促进我国太阳能光化学、光催化及太阳能电池领域科学和技术的发展。本次会议是我国太阳能光化学、光催化及太阳能电池科研工作者的一次盛会。作为本次太阳能和光催化大会的赞助方，美国Gamry电化学仪器公司向各位太阳能以及光催化领域的研究工作者展示了我们最新研发的强度调制光电流/电压测试系统（imps/imvs），该系统由三部分组成：LED光源以及光学支架，两台电化学工作站还有实验暗箱。两台电化学工作站一台用于调节光源强度，另一台用于检测光电流或电压信号。该测试系统是研究者探究光电反应界面动力学以及反应机理等方面的强大工具。 此外，Gamry电化学仪器公司还给大家展示了最新研发的interface5000型号电化学工作站。这款电化学工作站是专门为能源领域客户设计，最大测试电流可达到5A，适合于功率略大的测试体系。 刚瑞（上海）商务信息咨询有限公司上海市杨浦区逸仙路25号同济晶度310室 200437电话： 021-65686006 传真：021-65688389微信公众号：Gamry电化学

电场，一种非实物的物理场，已被证明能对化学反应产生重大影响。使用电场作为化学反应的催化剂是当今最前沿的化学研究领域之一。早在2016年，在Nature 杂志上就有论文指出，109 V/m数量级的电场可以作为一种“非实物”的新型催化剂。当电场方向与反应中电子的重新分布或偶极矩的变化方向一致时，反应势垒将会降低，化学反应速率将会被显著提高。虽然将电场作为催化剂有很多优势，但如何在实验中产生高达109 V/m数量级的电场一直是一个棘手的问题，阻碍了该领域的进一步发展。　　目前产生如此之高的电场的实验手段并不多，现存的研究包括扫描隧道显微镜，其针尖和基底之间产生的电场只能作用于有限数量的分子，导致它在反应放大和实用性方面有很多局限性 又如利用带电官能团和金属离子的净电荷可以创造分子尺度的短程电场，目前已经在光催化、酶催化等领域得到了新的认识和应用。微液滴化学是近几年来引发众多学者争相研究的新兴领域，许多实验与理论工作已经表明微液滴表面能够自发产生高达109 V/m的电场，这为研究者们提供了一个崭新且便利的创造外部电场的思路。　　对于大多化学反应体系来说，宏观的水是一种非常稳定的介质。然而近几年来，众多科学家们研究发现，当把宏观的水分散成微米尺寸的微液滴后，将会出现很多与体相水截然不同的奇特性质，其中最引人注目的性质之一就是其表面能够自发形成超高电场，其产生或由于其表面水分子偶极结构的统一自发取向，或由于其内部的阴阳离子形成了双电层结构，强度可高达109 V/m(相比之下，在空气中生成闪电的击穿电压仅有106 V/m数量级)，此电场是如此之高，以致于可以撕裂水中的氢氧根，进一步生成羟基自由基(•OH)和自由电子。自由电子具有极高的还原性，而•OH具有极高的氧化性，这看似完全矛盾的两种性质竟然可以同时存在，使得微液滴成为了“神奇的矛盾统一体(unity of opposites)”。在微液滴表面的两个•OH还可以重新组合进一步自发生成双氧水H2O2。然而“将纯水喷雾就可以自发产生H2O2”的说法似乎会令人感觉“天马行空”，但近几年来的多篇论文均证实了这项研究成果。　　图1　　近日，为了拓展微液滴表面电场的适用范围从而解决真空中电场技术的放大问题，南开大学张新星研究员通过利用微液滴表面极高的电场，实现了定向加速亲核试剂(Nu:)进攻卤素(X2)并打破卤素键(X-X)。在非极性或极性溶剂中，Nu:(吡啶或奎宁环)会与卤素(Br2或I2)迅速结合，生成卤键复合物(Nu…X-X)。在极性溶剂中，该复合物会缓慢解离为 (NuX)+和X-，前者可以再结合一个Nu:分子生成(Nu2X)+(图1)。然而，在体相溶液中，该解离过程因具有较高的能垒而进行得十分缓慢，以至于需要数天甚至数周。在该工作中，作者使用十分简便的氮气喷雾和质谱检测的方法，将Nu:与Br2或I2的混合溶液喷洒为微液滴，无需底物和水之外的任何物质的加入，随后即可在质谱中观测到 [Nu1,2(Br/I)]+的质谱峰，证明在微液滴中该反应只需微秒级的时间就可自发发生，将反应速率提高了数个数量级。当作者改变反应距离由10 mm增加至30 mm时，可以发现反应产物 (Py1,2Br)+ 的产率显著提高，进一步验证了反应是在微液滴中发生的(图2c)。由图1中的反应步骤(4)可以推断，反应的发生将会促进Br3-阴离子的生成，作者在相同条件下，持续向质谱仪中分别喷雾同一浓度的纯Br2溶液和Py+Br2混合溶液2 min，通过对比Br3-阴离子的相对强度，可以发现在Py+Br2混合溶液中Br3-阴离子的强度约为纯Br2溶液的6倍，进一步验证了该反应的机理(图2d)。为了进一步阐释气-液界面在反应中确实扮演重要角色，作者通过改变鞘气压力由60 Psi至100 Psi，由计算发现反应产物(Py1,2Br)+会随着鞘气压力的增加而显著提高，这是由于增大鞘气压力会减小微液滴的尺寸，进而能增大微液滴的比表面积，进一步说明了气-液界面在化学反应中的重要性(图2e)。　　图2　　在理论计算方面，作者利用密度泛函理论，分别对PyBr2、PyI2、(QNL)Br2和(QNL)I2 (将奎宁环简写为QNL) 四个不同体系进行了理论预测。当电场达到~109 V/m，且与NuX-X键断裂的方向一致时，(NuX)+上的正电荷以及X-上的负电荷能够得以稳定，从而降低甚至消除了卤素键异裂的能垒。如果将电场的方向倒置，X-X键将被重新稳定，从而会增大反应能垒(图3)。因此，这些理论结果解释了实验中的超高反应速率，证明了微液滴自发产生的超高电场可以显著降低卤键断裂的能垒，从而使反应速率明显加快。值得注意的是，在水中电场降低能垒的效应要比在气相中更明显，这可能是由于被水分子包围的NuX-X键更容易被极化导致。　　图3　　综上所述，通过结合实验与理论计算，作者证明了在水微液滴的气液界面处自发的高电场可以显著促进亲核试剂与卤素之间的反应。本研究不仅拓宽了微液滴电场可催化反应的适用范围，还为微液滴合成方法学的进展提供了最新的范例。　　该研究成果发表在Journal of the American Chemical Society 上。值得一提的是，这已是该课题组在2023年度发表的第四篇JACS。南开大学硕士研究生朱乘慧为本论文的第一作者，澳大利亚弗林德斯大学博士后Le Nhan Pham为第二作者，南开大学硕士研究生苑旭为本文第三作者，南开大学本科生欧阳浩然为第四作者。南开大学张新星研究员和弗林德斯大学Michelle L. Coote教授为本文通讯作者。其中张新星研究员入选了本年度的国家杰出青年基金。仪器信息网在近期也专访了张新星研究员，详情点击了解（气液界面+质谱，点燃新引擎）　　原文：　　High Electric Fields on Water Microdroplets Catalyze Spontaneous and Fast Reactions in Halogen-Bond ComplexesChenghui Zhu, Le Nhan Pham, Xu Yuan, Haoran Ouyang, Michelle L. Coote*, and Xinxing Zhang*J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c08818　　张新星课题组官网：http://www.zxx-lab.com/

p 　　 span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 前言 /strong /span /p p 　　能源问题一直是困扰人类生存发展的终极问题之一，随着时代的进步，不断革新的科学技术为解决这一问题带来了曙光。其中电催化是目前有效的手段之一，涉及诸多新能源和环境保护的研究方向，包括燃料电池、水裂解、制氢、二氧化碳资源化利用等。其中，研究电化学催化剂的微观结构，并监测电催化剂在电催化反应过程中的结构演变规律，对于设计新材料、开发新能源具有重要的意义。 /p p 　　电子显微镜作为研究学者的“电子眼”，不但可以直接观察固体催化剂的形貌，而且可以在原子尺度提供催化剂的精细结构、化学信息和电子信息，对新型高效催化剂的发现、反应过程中催化剂结构演变及结构和性能之间关系的研究起到了重要作用。因此，电子显微学方法作为一种重要的表征技术在催化化学的发展中扮演着至关重要的角色。在过去20年中，电子显微学在电催化领域内也得到了广泛的应用。最近中国科学院金属研究所张炳森研究员课题组对电化学催化剂的透射电子显微学研究进行了总结，并指出了存在的挑战和未来发展方向。 /p p 　 strong 　 span style=" color: rgb(112, 48, 160) " 1. 透射电子显微学方法对电化学催化剂的基本表征 /span /strong /p p 　　与材料研究中其它表征技术(如：X射线衍射、X射线光电子能谱、Raman光谱等)相比，透射电子显微镜具有很高的空间分辨率，可以在纳米尺度甚至是原子尺度下对催化材料结构进行研究，极大地促进了催化化学的发展。透射电镜目前已经发展为综合型分析电镜，从催化剂的微观结构，到化学组成，以及电子结构等信息都可以利用透射电镜分析获得。 /p p 　 strong 　1.1电化学催化剂微观结构表征 /strong /p p 　　电化学催化剂的微观结构，如：颗粒形貌、尺寸、暴露晶面、表界面结构等，对催化剂的性能有非常重要的影响，利用高分辨电子显微术(HRTEM)可以获得这些信息。值得注意的是，在负载型金属催化剂中，很多情况中会有很小的纳米颗粒和原子团簇存在，利用高分辨透射电子显微术(相位衬度成像)观察时可能会忽略这些信息，而利用高角环形暗场-扫描透射电子显微术(HAADF-STEM，Z衬度像)可以很容易地观察到这些颗粒的存在。目前，亚埃尺度分辨的球差校正透射电子显微镜的发展，实现了更好地在原子尺度下观察催化剂表界面结构，同时也促进了单原子电催化剂的发展。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f0f6b75a-dca5-4054-932d-4946fad9e0f5.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 strong 图1. 纳米颗粒的HRTEM图片：(a)多面体 /strong /p p strong PtNix单晶纳米颗粒，(b，c)多晶PtNix纳米颗粒，(d)核壳结构Pt/NiO纳米线，(e)PtNi合金纳米线，(f)锯齿状的Pt纳米线。(a，c)图中右下角插图分别是对应PtNix纳米颗粒的形状模型图和原子模型图，(a-c，f)图中右上角插图为对应纳米颗粒的傅立叶变换图。 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/da1074c4-9a68-49ef-ad5c-007b7e4e4f96.jpg" title=" 2.jpg" / /p p 　　 strong 图2.(a)Pt/[TaOPO4/VC]-NHT的TEM图片，(b)相同区域的HAADF-STEM图片 (c，d)球差校正透射电子显微镜获得的高分辨HAADF-STEM图片：(c)核壳结构PtPb/Pt纳米片和(d)MoS2负载单原子Pt(左下角插图是相应的构型模拟图)。 /strong /p p 　 strong 　1.2电化学催化剂的化学成分及电子结构表征 /strong /p p 　　双金属及多元金属催化剂是电催化中常用的催化剂，其化学组成及元素的分布对于催化剂的性能也有着至关重要的影响。X射线能谱(EDS)分析不仅可以对电催化剂的化学成分进行半定量分析，同时利用面扫和线扫，也可以得到相应元素在催化剂颗粒中的分布情况。除EDS表征手段，电子能量损失谱(EELS)对催化剂中的元素组分进行定性、定量和元素分布分析等也具有独特的优势，尤其在分析B、O、N等轻元素时，与EDS分析相比，会得到更精确的信息。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/45b9bfc5-c80a-4c25-b99d-f4a411601a16.jpg" title=" 3.jpg" / /p p 　　 br/ /p p 　 strong 　图3.(a)PtNix纳米颗粒的HAADF-STEM图和EDS面扫图，(b)核壳结构Pt/NiO、PtNi合金、锯齿状Pt纳米线的EDS线扫曲线(插图中绿线代表对应的线扫轨迹)，(c)100 ?C水热条件下得到的B/P共掺杂有序介孔碳的TEM图片和B、C、O、P元素的能量过滤TEM图片。 /strong /p p 　　影响电化学催化剂催化性能的另一个重要因素是催化剂中原子的电子结构。EELS除了可以进行成分分析，其另一个重要且常用的功能是分析催化剂中原子的电子结构，从而可以得到相应元素的价态、配位情况等，进而获取相关信息，例如：负载型金属催化剂中金属-载体间电子相互作用，纳米碳材料中掺杂原子的种类及电子结构等。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/bcafabc9-8776-44d7-b3c5-0e6e40886088.jpg" title=" 4.jpg" / /p p 　　 strong 图4.(a，b)Pt-CeOx样品中Ce-M45边和O-K边的电子能量损失谱，(c，d)N-掺杂石墨烯样品中N-K边和C-K边的电子能量损失谱，(e，f)三种B-掺杂类洋葱碳样品中B-K边和C-K边的电子能量损失谱。 /strong /p p 　 span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 　2. “相同位置-电子显微学”方法(IL-TEM)用于电化学测试条件下电催化剂的结构演变研究 /strong /span /p p strong 　　2.1 IL-TEM方法简介以及其在商业Pt/C电催化剂稳定性研究中的应用 /strong /p p 　　该方法通过将电催化剂分散在坐标微栅上，在透射电镜下准确记录反应前某一具体位置催化剂的微结构信息 随后将携带样品的微栅放到工作电极上，保证接触良好的前提下，将该工作电极置于反应环境中 待反应结束，将坐标微栅从反应体系中取出，并在透射电镜中根据具体的坐标定位追踪反应前记录的位置。通过反应前后、或反应中各个阶段相同位置催化剂结构对比和统计分析，揭示催化剂在反应条件下的结构演变规律，并结合性能测试结果精确阐述构效关系。IL-TEM方法最初应用于电化学反应体系，例如：德国马普Mayrhofer组和西班牙Feliu组等利用此方法研究了铂基催化剂在电化学处理过程中的微结构演变，如负载铂纳米颗粒的脱落、溶解、迁移、团聚长大以及碳载体的腐蚀等特征行为。通过对负载活性组分(纳米颗粒)以及载体(活性炭)结构演变的同时观察，并关联其性能，揭示了不同反应条件下催化剂的失活机制问题。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/571bfe7a-296b-4eef-a73c-e9eb15528350.jpg" title=" 5.jpg" / /p p 　　 strong 图5.(a, b)IL-TEM方法在电化学三电极测试体系中的应用示意图,(c-f)利用坐标微栅在透射电镜下通过依次放大追踪相同位置催化剂的微结构信息。 /strong /p p strong 　　2.2 IL-TEM方法在电化学新材料体系中的应用 /strong /p p 　　各类新型纳米碳材料，如纳米碳球、碳纳米管、石墨烯等，具有优异的导电性、耐酸碱性以及较高的比表面积和丰富的孔结构等特点在能源转化领域得到了广泛关注。其本身通过杂原子改性作为氧还原和二氧化碳还原反应电催化剂被大量研究。除此以外，利用表面改性纳米碳作为电催化剂载体调控活性组分与碳载体间相互作用也是近几年新兴的研究热点之一，通过使用IL-TEM方法跟踪负载纳米粒子在改性碳载体表面的迁移、团聚和溶解等行为直观揭示不同表面修饰对电催化剂的稳定作用。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f57af8d7-c227-4571-8e0c-ed72ae77f569.jpg" title=" 6.jpg" / /p p 　　 strong 图6. IL-TEM方法用于氮掺杂碳纳米球负载Pt催化剂在氧还原反应(左上)、氧官能团化和氮掺杂改性碳纳米管负载Pt催化剂在甲醇电氧化反应(左下)、及化学接枝法改性石墨烯负载Pt催化剂在氧还原反应(右)中的稳定性研究。 /strong /p p strong 　　2.3 IL-TEM方法拓展应用于传统液相催化反应 /strong /p p 　　目前，IL-TEM方法已成功应用于电化学体系，直观揭示了不同反应条件中催化剂结构演变，以及碳材料载体表面性质对于负载金属电催化剂的稳定性影响及失活机制。而在环境电镜或原位透射样品杆中难以实现的传统液相催化反应体系中，IL-TEM方法也具有独特的优势。金属研究所张炳森、苏党生课题组在2016年底报道了此方法在液相催化反应(芳硝基化合物选择性加氢)中的应用，也是此方法第一次应用在传统液相催化反应体系中，通过研究反应条件下相同位置催化剂的结构演变过程，直观证明了氮物种的引入对负载的铂纳米颗粒的稳定性起重要作用，实现了铂-碳相互作用调节提升碳基负载型催化剂催化性能。该方法为精确研究液相催化反应中催化剂的构效关系，尤其是复杂液相催化反应体系，如固液、气液固等三相共存反应体系，探索复杂液相环境中催化反应活性中心的诱导产生、演变等行为规律提供了很好的手段，并更好地为新型高效催化剂的开发提供指导。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/64e15822-6ae3-433a-be3c-a0a0ff5988f2.jpg" title=" 7.jpg" / /p p 　 strong 　图7. IL-TEM方法在液相反应体系中的应用示意图(左上) 氧官能团化以及氮掺杂改性碳纳米管负载高分散铂纳米粒子催化剂相同位置在反应前后的透射电镜对比图(左下) 氮掺杂碳纳米管负载高分散铂纳米粒子催化剂相同位置在不同反应时间的HAADF-STEM图(右图)。 /strong /p p strong 　　 /strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 3. 原位电化学样品杆的应用前景 /strong /span /p p 　　常规透射电镜表征，样品所处的环境是真空和室温，与实际电催化剂所处的液体环境差距较大，并且是对反应前后进行随机取样表征，不够直观准确且存在严重的滞后效应，因此需要开展原位表征。电化学原位透射样品台的出现为实时观察服役环境下电催化剂的微结构以及结构演变提供了有效研究手段，并通过与电化学工作站联用可以得到实时性能数据，为揭示电催化反应黑匣子提供重要参考依据。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/9dc78db6-8ef1-4d37-b32f-52ad3873eddb.jpg" title=" 8.jpg" / /p p 　　 strong 图8.(a, b)电化学原位透射样品杆示意图，(c, d)电化学测试实时数据。 /strong /p p strong 　 /strong span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 　4. 总结与展望 /strong /span /p p 　　先进电子显微方法(分析型电子显微方法和高分辨电子显微方法)的发展提供了从微观尺度认识和理解电化学纳米催化剂结构特征的有效手段。该文通过大量研究工作全面系统地综述了透射电子显微术在揭示电催化剂纳米尺度形貌、原子尺度精细结构、化学组成以及电子结构等信息方面的重要作用，对新型高效电催化剂的设计研发、反应过程中的催化剂结构演变及结构性能间关系等的研究具有指导意义。“相同位置-电子显微学”方法的引入对于研究真实反应条件下催化剂的结构动态行为特征，揭示其稳定性和失活机理等方面提供了更直观准确的研究手段。同时，前沿性研究中电化学原位透射样品台的介绍，展望了将常规透射电镜对电催化剂的表征转变为在线可视化的电化学微型实验室的研究趋势 通过在电子显微镜中建立微纳米反应室，获取真实反应条件下催化剂活性位结构特征，使其成为电化学催化剂的创新工具。 /p p style=" text-align: center " --------------------------------------------------------------------- br/ /p p 　　Liyun Zhang,Wen Shi,Bingsen Zhang, A review of electrocatalyst characterization by transmission electron microscopy, Journal of Energy Chemistry,DOI:10.1016/j.jechem.2017.10.016 /p

中国化学会第十三届全国环境催化与环境材料学术会议第一轮通知由中国化学会催化专业委员会和大连理工大学共同主办的第十三届全国环境催化与环境材料学术会议，将于2023年10月20-22日在浪漫之都大连召开。本届会议主题是“双碳目标下的环境催化与环境材料”。本次大会旨在全面展示近年来我国环境催化领域取得的新进展和新成就，分析环境催化所面临的机遇、挑战及未来发展方向，促进同行专家和产、学、研单位间互相交流与深入讨论，推进我国环境催化科学与技术的发展和成果推广，助力国家双碳目标的实现。会议将包括：大会特邀报告、主题报告、邀请报告、口头报告、论文墙报等。会议期间还将组织催化领域的知名厂商开展相关产品展示与技术交流。大会组委会诚挚邀请从事环境催化与环境材料科学研究与技术开发的专家、学者、研究人员、博士后及在读研究生积极投稿并莅临本届盛会，并热忱欢迎国内外相关催化剂生产、仪器销售和出版界等企业代表参会。我们期待与各位同仁相约金秋十月，相聚滨城大连，共襄盛举，共话未来！本届会议注册及投稿官方网站（https://13ncecm.sciconf.cn）正在不断完善更新中，并将陆续发布有关会议的最新消息。欢迎您登录会议官方网站或手机扫描右侧二维码，及时关注后续相关信息。一、会议基本信息会议时间：2023年10月20-22日会议地点：大连香格里拉酒店、富丽华酒店重要日期：2023年6月6日 第一轮通知（稿件收集）2023年8月6日 论文摘要投稿截止2023年9月10日 第二轮通知（会议日程及大会邀请报告）2023年10月5日 第三轮通知（会议详细日程）2023年10月20日 报到注册2023年10月21-22日 会议召开二、会议组织机构主办单位：中国化学会催化专业委员会共同主办/承办单位：大连理工大学大会学术委员会（以姓氏音序为序）安太成 陈春城 陈建民 陈耀强 程 杰 丑凌军 储 伟 达建文 戴洪兴 邓积光 邓友全 董 帆 董 林 高利珍 戈 磊 郭新闻 郭彦炳 郭杨龙 郭 燏 郭 耘 郝郑平 何 洪 贺 泓 何 炽 胡常伟 黄海保 纪红兵 季生福 姜桂元 井立强 李 灿 李发堂 李和兴 李华明 李俊华 李进军 李兰冬 李瑞丰 李小年 李新刚 李新勇 李雪辉 李永丹 李增喜 刘昌俊 刘 坚 刘立成 刘社田 刘昭铁 刘志明 刘忠文 吕功煊 路 勇 罗孟飞 罗永明 门 勇 孟祥举 欧阳峰 邱介山 上官文峰 申文杰 石 川 宋卫国 孙宏建 唐幸福 唐志诚 万 颖 王海辉 王建国 王 军 王 胜 王 翔 王向宇 王心晨 王新平 王 野 吴 鹏 吴晓东 吴忠标 肖丰收 熊 亚 闫文付 阎子峰 杨启华 杨向光 叶代启 叶芝祥 尹双凤 展思辉 张登松 张 静 张礼知 张润铎 张锁江 张铁锐 张文祥 张昭良 赵凤玉 赵进才 赵云昆 赵 震 周克斌 周仁贤 朱建华 朱君江 朱文帅 朱永法 朱宇君大会组织委员会（以姓氏音序为序）主 席：郭新闻 石 川委 员：陈绍云 侯军刚 刘 毅 马 伟 毛 庆 曲振平 陶胜洋 王东琪 王 敏 王 翔 张耀斌 秘书长：陈冰冰 张光辉 张 晓三、大会会议征文会议征文范围分会场一、气态污染物的催化消除分会场二、废水/污水催化净化分会场三、环境催化剂设计分会场四、外场作用下的催化技术与环境保护分会场五、洁净能源转化中的催化科学与技术分会场六、绿色反应介质与绿色过程工程研究分会场七、生物质催化转化分会场八、理论化学和分子模拟在环境催化中的应用 分会场九、CO2存储与催化转化专场分会场十、低碳催化制氢专场四、大会注册本次大会采用网上注册系统，参会代表可以电脑登录大会官方网站(https://13ncecm.sciconf.cn）或手机扫描二维码，点击报名参会。五、大会会务组 会议联系人：陈冰冰 13840856880 张 晓 18840984831温 泉 13644117475通讯地址：辽宁省大连市大连理工大学西校区化工综合楼C211邮编：116024电子邮件：dut13ncecm@163.com第十三届全国环境催化与环境材料学术会议组委会2023年 6月 6日

近日，大连化物所催化基础国家重点实验室汪国雄研究员和包信和院士团队在电化学合成氨研究中取得新进展，发展了一种原位衍生的高性能Cu纳米片催化剂，提出了Cu晶面串联催化促进电化学还原NO3-合成NH3的有效策略，并加深了对Cu催化剂上NO3-转化为NH3反应机制的理解。 　　电催化还原将硝酸盐(NO3-)污染物转化为高附加值的氨(NH3)，为氮资源循环利用提供了一种有前景的解决途径。NO3-转化为NH3需要经历复杂的多步质子电子转移过程，导致动力学速率缓慢，过电势高。同时，竞争性析氢反应(HER)降低了NH3法拉第效率及分电流密度。因此，硝酸盐电催化还原(NO3-RR)的关键是设计制备高活性、高选择性和高稳定性的催化剂。本工作报道了一种电化学原位衍生的高性能铜(Cu)纳米片催化剂，在流动相电解池中，该催化剂在-0.59 V vs. 相对可逆氢电极(RHE)条件下获得了665 mA cm-2的NH3分电流密度和1.41 mmol h-1 cm-2的NH3产率。该催化剂表现出700 h的高稳定性，在365 mA cm-2电流密度下，NH3法拉第效率保持在~88%。电化学原位谱学表征结果表明，氧化铜(CuO)纳米片在RR反应条件下被原位还原为金属Cu，提供了NO3-电化学还原的活性位点。物理化学和电化学表征以及密度泛函理论计算结果表明，原位衍生Cu纳米片的高性能归因于Cu(100)和Cu(111)晶面的串联催化作用。由于Cu的不同晶面上静电势的差异导致NO3-吸附强弱的差别，其中Cu(100)更容易吸附NO3-并促进其转化为NO2-，产生的NO2-随后迁移在Cu(111)上进一步还原，从而促进了NH3的生成。 　　相关工作近日以“Enhancing Electrochemical Nitrate Reduction to Ammonia over Cu Nanosheets via Facet Tandem Catalysis”为题发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。该工作第一作者是我所502组博士研究生付云凡和博士后王硕。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。

2016年8月21-24日由中国可再生能源学会光化学专业委员会和中国化学会催化专业委员会主办，由山东大学、中科院兰州化物所、青岛大学、石油大学联合承办的第十五届全国太阳能光化学和光催化会议在山东大学召开。此次会议主要在光催化反应及其在环境保护中的应用、光电化学及清洁能源的开发利用、光化学与光催化新材料研究等领域展开交流，其中包括太阳能电池的开发和利用、光解水制氢系统、可见光催化降解有毒难降解有机物等热点议题，来自全国各大高校、研究院所及海内外机构的1300余人参加了会议。　　北京泊菲莱科技有限公司作为会议的主赞助方全程参与了此次会议。天美（中国）科学仪器有限公司作为泊菲莱公司在光催化行业的唯一合作方受邀参加了此次盛会，并展出了在光催化及相关领域的检测仪器：赛里安气质联用仪——Scion 456-SQ、上海天美气相色谱仪——GC7980。　　天美（中国）总部分析及色谱仪器市场部和济南分公司人员参加了会议，并在展会期间向广大参会者介绍了以上两款仪器的优势特点及光催化行业检测应用。 　　第十五届全国太阳能光化学和光催化会议在精彩的学术交流与展会活动中圆满落幕，天美公司将一如既往的致力于分析仪器在环保及新生能源的检测应用。关于天美：　　天美(控股)有限公司(“天美(控股)”)从事表面科学、分析仪器、生命科学 设备及实验室仪器的设计、开发和制造及分销 为科研、教育、检测及生产提供完整可靠的解决方案。继2004年於新加坡SGX主板上市后，2011年12月 21日天美(控股)又在香港联交所主板上市(香港股票代码1298)，成为中国分析仪器行业第一家在国际主要市场主板上市的公司。近年来天美(控股)积极 拓展国际市场，先后在新加坡、印度、澳门、印尼、泰国、越南、美国、英国、法国、德国、瑞士等多个国家设立分支机构。公司亦先后收购了法国 Froilabo公司、瑞士Precisa公司、美国IXRF公司、英国 Edinburgh Instruments公司等多家海外知名生产企业和布鲁克公司Scion气相和气质产品生产线，加强了公司产品的多样化。　　更多详情欢迎访问天美(中国)官方网站：http://www.techcomp.cn

北京卓立汉光仪器有限公司光谱事业部受邀参加 2016年第十五届全国太阳能光化学和光催化会议，该会议将全面展示中国太阳能光化学、光催化及太阳能电池领域所取得的最新进展及成果，本次会议将是我国太阳能光化学、光催化及太阳能电池科研工作者的一次盛会。 会议时间：2016年8月21-24日 会议地点：山东大学我司在现场设有展位，随时欢迎您的莅临！我司能够为您提供的优质产品：大会报告内容抢先看：时间：2016年8月21日主持人：赵进才10:30-11:10孟庆波中国科学院物理研究所高效有机无机杂化钙钛矿太阳能电池研究11:10-11:50李朝升南京大学光电极材料探索及光电催化分解水的性能研究午餐（12:00-13:30）主持人：林原14:00-14:40王心晨福州大学石墨相氮化碳光催化14:40-15:20张纯喜中国科学院化学研究所从自然光合作用到人工光合作用

在科技日新月异的今天，分析化学领域迎来了新的里程碑——谱策ProC-1在线催化质谱仪的问世，它不仅标志着质谱技术的一次重大飞跃，更为材料科学、药物研发、环境保护等多个领域的研究提供了前所未有的便捷与精准。ProC-1以其独特的设计理念和卓越的性能表现，正逐步成为科研工作者手中不可或缺的利器。　　技术革新，引领未来　　谱策ProC-1在线催化质谱仪的最大亮点在于其集成了催化反应与质谱分析两大功能于一体，实现了从样品制备到数据分析的全程自动化与实时化。这一创新设计彻底打破了传统方法中催化反应与质谱分析分离的局限，大大缩短了实验周期，提高了数据的准确性和可靠性。同时，ProC-1采用了先进的离子源技术和高灵敏度的检测器，能够实现对微量乃至痕量物质的精确检测，为复杂体系中的成分分析提供了强有力的技术支持。　　应用广泛，助力科研　　在材料科学领域，ProC-1在线催化质谱仪被广泛应用于催化剂性能评估、反应机理研究以及新材料开发等方面。科研人员可以通过实时监测催化反应过程中的气体产物变化，快速判断催化剂的活性、选择性和稳定性，为优化催化剂配方和工艺条件提供直接证据。此外，ProC-1还能帮助揭示催化反应的微观机制，为设计更高效、更环保的催化剂提供理论指导。　　药物研发是另一个受益匪浅的领域。在药物合成过程中，往往需要经过多步复杂的化学反应，每一步都可能产生多种副产物或中间体。传统方法难以准确追踪这些化合物的变化，而ProC-1则能在线监测每一步反应，确保目标化合物的纯度和收率，加速药物筛选和优化的进程。同时，它还能帮助研究人员理解药物分子的作用机制，为新药开发提供重要线索。　　环境保护方面，ProC-1在线催化质谱仪同样发挥着不可替代的作用。随着工业化的快速发展，环境污染问题日益严峻。通过监测大气、水体和土壤中的污染物种类及浓度变化，可以评估环境污染程度，制定有效的治理措施。ProC-1以其高灵敏度和高分辨率的特点，能够准确识别出环境中的微量有害物质，为环境保护工作提供科学依据。　　操作便捷，提升效率　　除了卓越的技术性能外，谱策ProC-1在线催化质谱仪还具备极高的操作便捷性。其用户友好的界面设计使得即便是初次接触质谱技术的科研人员也能快速上手。同时，仪器内置的智能分析软件能够自动处理数据、生成报告，大大减轻了科研人员的工作负担。此外，ProC-1还支持远程控制和数据传输功能，科研人员可以随时随地查看实验进展和数据结果，实现科研工作的无缝衔接。　　展望未来，无限可能　　随着科技的不断进步和科研需求的日益增长，谱策ProC-1在线催化质谱仪的应用前景将更加广阔。未来，它有望与更多先进分析技术相结合，形成更加完善的分析平台 同时，通过不断优化设计和提升性能指标，ProC-1将能够更好地满足科研工作的多样化需求。我们有理由相信，在不久的将来，谱策ProC-1将成为推动科学研究和技术创新的重要力量之一。　　总之，谱策ProC-1在线催化质谱仪以其独特的技术优势和广泛的应用价值在科研领域掀起了一场革新性的变革。它不仅为科研人员提供了更加高效、准确、便捷的分析工具还极大地推动了相关领域的研究进展和发展速度。随着技术的不断成熟和完善相信ProC-1将在未来的科研道路上发挥更加重要的作用。

近日，南开大学化学学院教授陈军带领的课题组在尖晶石型电催化纳米材料研究方面取得了重要进展，研究成果以论文形式发表于《自然》(Nature)系列期刊的《自然-化学》杂志(Nature Chemistry)。该研究得到了科技部、教育部、国家自然科学基金委员会、天津市科委和中央高校科研基金的支持。 　　尖晶石类化合物广泛应用于电、磁、催化、能量储存与转化等不同领域，传统方法制备需要较高的加热温度和较长的反应时间，合成步骤复杂，并且产物粒径大、比表面积小、电化学活性低。南开大学的这项研究将理论与实验有机结合，发展了一种可控的基于还原-转晶新合成方法，在室温和常压条件下实现了锰系尖晶石纳米材料的快速制备。新合成方法步骤简单，有利于节能减排，对氧还原/氧析出反应展现出良好的电化学催化性能，在新能源的金属-空气电池、燃料电池等方面有很好的应用前景。

2012年10月15日-10月19日，由中国化学催化委员会主办、中国石化抚顺石油化工研究院、大连理工大学、辽宁石油化工大学承办的第十六届全国催化学术会议将在沈阳召开，麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司应用部经理钟华博士将在此次会议上做题为&ldquo 微量热法研究CO,H2和O2在Pd/C,Pt/C和Pt-Ru/C上的吸附&rdquo 的讲座。 本次大会的主题为&ldquo 促进经济转型的催化科学与技术&rdquo 。该会两年举办一次，是我国催化界规模最大、学术水准最高的会议。将有来自国内外高校、科研院所以及工业部门约1500位专家学者莅临本次盛会，就催化剂设计与催化反应机理、能源催化、化学品合成催化、绿色催化以及催化反应工程等领域的最新研究成果与发展动向进行学术报告和研讨。 美国麦克仪器公司成立于1962年，是化学吸附分析以及微型催化反应研究的领导供应商，其产品广泛用于催化剂、催化剂载体和其他各种材料的物理性质的分析，可以用来研究活性金属表面积、表面酸性、活性位点的分布和强度、比表面积和其他性质。 更多会议信息，可参考以下链接： http://www.16ncc.org/CN/column/column216.shtml

2018年8月17至20日，由中国化学会催化专业委员会主办，中国科学院兰州化学物理研究所、兰州大学、中石油石化院兰州化工研究中心承办，兰州理工大学、西北师范大学协办的第十七届全国青年催化学术会议，在甘肃省兰州市召开。本届会议的主题为“产学研与均多相融合发展的催化科学与技术”，吸引了来自国内外高校和科研院所以及工业界的1500多位青年催化工作者参加会议。大会现场催化剂是多种工业制造过程中必不可少的技术，而催化剂中最重要的活性组分主要由各种金属及其氧化物组成，金属的种类及含量都会对催化剂的效用产生极大的影响。另外，在使用过程中，也需要对催化剂的成分进行检测以便保证其在生产过程中发挥应有的功效。珀金埃尔默公司为催化剂行业相关客户提供多种应用方案，供您参考：下载地址：利用SP-ICP-MS 对单壁碳纳米管中残留金属进行分析：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100168/s893863.htmPerkinElmer油品分析全面解决方案：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100168/s875497.htm石化行业仪器分析产品与服务：https://www.instrument.com.cn/download/shtml/893860.shtml本届会议设1个主会场和6个分会场，围绕“催化反应化学/工业催化/环境催化”、“催化材料/纳米催化/能源催化”、“催化作用机制/表面化学/理论计算”、“光催化/光电催化/电催化”、“催化剂设计/制备”、“绿色催化/均相催化/生物催化”等主题进行了交流，珀金埃尔默公司作为全球范围内享有盛誉的尖端分析仪器和解决方案供应商，在大会设立展位同与会嘉宾积极交流。展台交流

李灿院士当选国际催化学会理事会主席 是当选该学会主席的第一位中国科学家 在7月13—18日韩国首尔举行的第14届国际催化大会上，李灿院士当选为国际催化学会理事会主席（任期4年）。国际催化理事会历任主席主要由来自美国和欧洲的著名科学家担任。李灿是国际催化理事会创立半个多世纪以来当选该学会主席的第一位中国科学家，也是出任该学会主席的第一位发展中国家科学家。 国际催化理事会创立于1956年美国费城，创立以来为促进国际催化科学和技术的发展做出了重要贡献，成为国际催化领域最权威的学术组织。目前由50多个国家和地区的来自学术界和工业界的60多位理事组成。国际催化学会理事会每四年在不同国家和地区举办国际催化大会，迄今为止已经成功举办了14届。该大会是目前世界范围内规模最大、学术水平最高、影响最广泛的催化大会，也是化学和化工领域涉及能源和环境问题的最重要的国际会议之一。 李灿院士从1998年开始任国际催化学会理事会理事， 2004年在巴黎举行的第13届国际催化大会上当选为副主席，并获得国际催化学会理事会颁发的国际催化奖（每四年一次、每次一人，主要奖励在国际催化领域取得杰出科学成就的45岁以下的科学家）。在第14届会议上李灿升任为主席，这标志着中国乃至发展中国家的催化研究逐渐受到国际学术界的关注和重视。 附：李灿院士简介 李 灿，男，1960年1月生，理学博士，研究员。现任中国科学院大连化学物理研究所学位委员会主任，催化基础国家重点实验室主任和中法催化联合实验室中方主任。2003年当选为中国科学院院士。 主要从事催化材料、催化反应和催化的光谱表征方面的研究工作。利用红外光谱和同位素技术表征了稀土氧化铈等催化剂表面的超氧和过氧等分子离子氧物种以及这些物种之间的转化和催化反应活性，观测到甲烷在催化剂表面形成的活化吸附态及其结构畸变现象。研制了用于催化研究的紫外拉曼光谱仪，解决了拉曼光谱用于催化研究所面临的荧光干扰和灵敏度低的难题，建立了鉴定分子筛骨架过渡金属杂原子的紫外共振拉曼方法。合成了含高度隔离过渡金属离子的催化材料。将Sharpless和Mn(Salen)等均相催化剂通过有机-无机杂化合成引入纳米孔材料，获得具有与均相不对称催化相媲美的多相手性催化剂。 在国内外学术刊物发表正式论文200余篇，其中国际刊物140余篇， 论文被他人引用超过1100次。在国际Elsevier Science系列中主编文集1卷。作为第一作者获得中国科学院自然科学奖二等奖、发明二等奖和国家发明二等奖。曾获得中国青年科技奖(1994)、香港求是科技基金杰出青年学者奖(1997)、中国青年科学家奖(1998)、全国优秀科技工作者(2000)和全国优秀回国人员成就奖(2003)等。 任国际催化理事会(IACS)理事、国际刊物"Applied Catalysis A"、 "Journal of Molecular Catalysis A"和"Catalysis Surveys from Asia"的编委和多个国际系列会议的学术委员会委员，作为大会主席主持了第三届亚太催化大会。任国内"中国科学"、"化学进展"和"催化学报"等9种刊物编委、兰州大学、大连理工大学和中国科学技术大学等8所大学兼职教授。培养(包括与他人合作培养)毕业硕士/博士研究生和出站博士后30余名。 更多阅读 中国化学家李灿当选欧洲人文和自然科学院外籍院士

2022年3月9日，由湖南大学化学化工学院与岛津企业管理（中国）有限公司（以下简称：岛津）共同组织开展的电催化研究相关研讨会顺利召开，电催化相关研究是湖南大学化学化工学院的传统重点领域，2022年5月，本着合作发展与协作共赢的理念，“湖南大学化学化工学院--岛津合作实验室” 正式挂牌成立。本次研讨会旨在加强双方在该领域的交流与合作，共同推进国内科研事业的发展。研讨会邀请了国内催化相关领域的顶尖专家一起进行高水平技术交流。湖南大学为第二轮“双一流”建设高校，化学学科为第二轮“双一流”建设学科，是“９８５工程”一类科技创新平台和国家“２１１工程”重点学科建设项目。化学学院建有“化学生物传感与计量学”国家重点实验室、先进催化教育部工程研究中心、化石能源低碳化高效利用湖南省重点实验室、湖南省新能源重点实验室、石墨烯材料与器件湖南省重点实验室等重要研究机构。根据国际ESI统计，湖南大学化学与化工学科处于国际同类学科先进行列，进入全球前1‰和TOP100。会议由湖南大学邹雨芹教授主持湖南大学化工学院王双印书记进行致辞湖南大学陶李博士发表了题目为《高温电催化》的报告岛津分析计测事业部市场部龚沿东发表了题目为《X射线光电子能谱技术在催化材料研究中的应用》 的报告湖南大学陈晨发表题目为《电催化尿素合成》的报告岛津分析计测事业部市场部石欲容发表题目为《质子交换膜燃料电池岛津解决方案》的报告报告结束后，与会嘉宾移步实验室，在仪器上对XPS进行了进一步的了解，并参观了实验室。与会嘉宾合影本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

瑞士华嘉公司将于12月份参加第十五届全国催化学术会议，期间华嘉公司将展出日本BEL公司比表面和空隙分布仪，欢迎有兴趣的用户前往参观。 日本拜尔有限公司（Bel Japan，Inc.）是一家研究生产容量法/重量法气体吸附分析仪的专业制造厂商。第一台多功能催化剂表征系统，首创全自动蒸汽吸附系统，固体电解质膜水分吸附和质子传导分析仪，燃料电池综合评价装置等，极大丰富了表面吸附表征方法，同时也为拜尔公司高品质的产品和服务赢得了口碑。 全国催化会议是催化界规模最大、学术水准最高的全国性学术会议。会议的内容涉及催化研究的所有领域，是展示国内催化界在均相催化、非均相催化、生物催化等领域中关于催化剂开发、催化新理论、催化剂应用、催化反应工程等各个方面的最新成果的平台，也是全国催化工作者进行学术思想交流、了解前沿动态的盛会。 欢迎来电咨询 华嘉公司在全国各地办事处联系方式： 上海代表处 电话：021-5383 8811 北京代表处 电话：010-6561 3988 广州代表处 电话：020-8132 0662 成都代表处 电话：028-8676 1111 西安办事处 电话：029-8833 7412

Loyola大学研究人员考察麦克仪器的气体吸附仪和催化剂评价装置。 材料表征技术全球领导者麦克仪器（micromeritics），扩展了其用于多相催化剂测试的仪器组合，因此客户现在可以很容易地选择多个高效协同工作的系统来加速催化剂开发。麦克仪器的研究级气体吸附仪ASAP2020和全自动实验室催化剂评价装置Microactivity Effi,为目前流行且强大的组合。ASAP2020用于定量活性催化剂和载体的主要物性，Effi可用于相关条件过程的催化剂评价，来自Universidad Loyola (Seville, Spain)的Dr Manuel Antonio Díaz Pérez是使用这一双仪器解决方案进行高效催化剂研究的最新客户之一。 “当谈到建立我们的新实验室时，我毫不犹豫地直接去麦克仪器公司复制了一套在以前的工作中证明对我有价值的测试设备，” Díaz Pérez博士 表示，“EFFI是非常有效和高度可靠的。硬件稳定，软件直观，如果您需要，更换部件非常容易。我对ASAP 2020的体验主要是为了物理吸附来研究表面积和孔隙率，这是任何多相催化剂都需要的性能表征。展望未来，我希望投资于Micromeritics的更多设备，以进一步增强我们的研究能力。他们提供的一系列设备可得到丰富的相关和有用的数据，可加快催化剂的开发。” Díaz Pérez博士在University of Loyola工程系内建立一个新的实验室，以开发解决特定环境问题的新材料。研究课题包括将生物燃料转化为大宗化学构件的催化剂和二氧化碳的吸附剂。ASAP2020气体吸附仪为物理吸附加化学吸附配置，采用体积法分析催化剂的表面积，孔容和孔径分布，这些参数定义了反应物和产品进出活性催化剂位点的难易程度，帮助研究者在分子级别优化反应环境。Effi催化剂评价装置可用于研究催化剂活性、选择性、产率和典型条件下的失活，可得到动力学数据和合适的催化剂再生条件。 “高质量、可靠的分析设备是一项值得投资的项目，” Díaz Pérez博士表示 “这对实验室的日常运行和生产力有很大影响。麦克仪器的产品非常好用，该公司在具体分析和应用方面提供快速有效的帮助。我相信我们购买的新仪器将对我们正在进行的研究做出重要贡献。” Micromeritics Microactivity Effi 催化剂评价装置 Micromeritics ASAP 2020 Plus 气体吸附仪关于麦克仪器麦克仪器公司是提供材料表征解决方案的全球领先厂商，在密度、比表面积及孔隙度、粒度及粒形、粉体表征、催化剂表征及工艺开发等五个核心领域拥有一流的仪器和应用技术。麦克仪器公司成立于1962年，总部位于美国佐治亚州诺克罗斯，在全球拥有400多名员工。同时具备丰富的科学知识库和一流内部生产制造， 麦克仪器公司产品覆盖了石油加工、石化产品和催化剂、食品和制药等多个行业，以及为下一代材料例如石墨烯、MOF材料、纳米催化剂和沸石等提供最前沿的表征技术。在Particulate Systems旗下，麦克仪器公司发现并商业化独特和创新的材料表征技术，对核心产品线进行补充。商业测试实验室–Particle Testing Authority (PTA)实验室可提供表征分析测试服务。战略收购富瑞曼科技有限公司（Freeman Technology Ltd）和PID公司(PID Eng & Tech)，也反映公司一直致力于在粉体和催化等工业关键领域提供优化、集成的解决方案。仪器咨询：400-860-5168转0677

本文由天津大学一碳化工课题组所作，第一作者为刘海博士，文章发表于Journal of Materials Chemistry A（J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 7848–7856）。 将CO2作为一种资源，通过电化学方法利用可再生能源产生的电能将其转化为化工原料与高附加值产品具有巨大的应用前景，有助于实现“碳中和”的长远目标。CO2电化学还原产物有多种，其中两电子还原产物甲酸的路线具有100%的原子经济性和较高的技术经济价值。锡基材料由于价格低廉、无毒和高甲酸选择性等特点而被广泛用作CO2电催化还原制甲酸的催化剂。其存在的一个重要问题是仅能在特定的操作电位下实现高的甲酸选择性，这显然不利于实际CO2电解到甲酸的生产过程，阻碍了该技术的工业化应用。 CO2还原产物的准确定量检测对于催化剂的性能评价至关重要，连续在线检测技术的发展为开发高效的CO2还原电催化剂提供了有效的检测手段。利用岛津在线监测气相色谱系统，通过搭建密封CO2电催化还原电解系统，可实时、准确检测反应过程中气相还原产物的浓度，快速评价催化剂的性能，为设计合成高效的CO2转化电催化剂提供了重要依据。 GC-2014C 在线监测色谱系统 文献解析图一. 扫描电镜(a, b)和HAADF-STEM (c-f)电镜图 首先通过改性水热法合成了暴露(111)和(332)高能晶面的八面体单晶SnO₂纳米粒子。从图一可以看出，两种SnO₂纳米粒子形貌和尺寸均一，且表面由不同的台阶位和平台位等缺陷位组成。 图二. 电催化还原CO2性能表征：(a, b) H-cell (c, d) Flow cell. 图二表明暴露高能晶面的SnO₂呈现出了高的CO₂催化活性和选择性。在流动性电解池(Flow cell)测试中，暴露(111)晶面的SnO₂更是实现了超过500 mA cm-2的甲酸分电流密度以及87.8%的甲酸法拉第效率，超过了工业化指标要求。 图三. DFT计算结果: (a) SnO₂不同晶面组成示意图；(b-c) 反应中间体自由能和吸附能。 DFT计算（图三）和原位Raman光谱（图四）的表征结果表明在高能晶面上有利于*OCHO中间体(生成甲酸的关键中间体)的吸附，而不利于*HCOOH生成物的吸附，从而打破了SnO₂中普通 (110)晶面上固有的中间产物在催化剂表面吸附的尺度依赖关系(Scaling relationship)，从而促进了甲酸的生成。图四. 原位Raman表征: (a) 原位Raman示意图；（b-d）不同电位下的原位Raman光谱。 图五. CO₂电化学转化与氯碱工业的耦合技术: (a) 电解装置示意图；(b-d) 电解产物分布图。 在传统的CO₂电催化还原过程中，阳极反应为氧析出反应(OER)，该反应需要较高的过电位且产物为低价值的氧气。为了解决这一问题，作者利用廉价的海水作为电解液，与工业上成熟的氯碱技术相结合，将阳极的OER反应替换为氯析出反应(CER)，从而大大提高了实际工业应用经济性。图五表明在CO₂还原-耦合CER的电解池中，SnO₂(111)催化剂在宽的电流密度范围下实现了80%的甲酸选择性和接近60%的Cl₂选择性，并表现出了较长时间的操作稳定性。这一重要结果为CO₂还原到甲酸的工业化提供了应用前景。 对上述实验进行总结，本工作通过水热法合成了暴露（332）和（111）高能晶面的的八面体SnO2单晶。它们在~500 mV的电化学窗口内表现出了很高的CO2催化活性和80％以上的高甲酸选择性。结合气体扩散电极，可以实现超过500 mA cm-2的高甲酸分电流密度。密度泛函理论（DFT）计算和原位拉曼光谱研究表明，在高能晶面上有利于*OCHO物种的吸附而不利于HCOOH*的结合，从而有利于在宽的电势范围内生成甲酸。同时，这些八面体的SnO2与氯碱电解槽实现了耦合，可同时高效地生产甲酸和Cl2。而应用自动在线进样分析检测产物的Shimadzu GC-2014C设备，为以上实验中产物的检测提供有效助力。 关联仪器：GC-2014C 文献题目《Highly efficient CO2 electrolysis within a wide operation window using octahedral tin oxide single crystals》 使用仪器GC-2014C 作者Hai Liu, a Yaqiong Su,b, c Siyu Kuang,a Emiel J. M. Hensen,b Sheng Zhang,*a Xinbin Ma*aa Key Laboratory for Green Chemical Technology of Ministry of Education,Collaborative Innovation Centre of Chemical Science and Engineering, School ofChemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China.E-mail: xbma@tju.edu.cn sheng.zhang@tju.edu.cnb Laboratory of Inorganic Materials and Catalysis, Department of ChemicalEngineering and Chemistry, Eindhoven University of Technology, P.O. Box 513, 5600MB Eindhoven, The Netherlandsc School of Chemistry, Xi' an Key Laboratory of Sustainable Energy Materials Chemistry,MOE Key Laboratory for Nonequilibrium Synthesis and Modulation of CondensedMatter, State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment, Xi' anJiaotong University, Xi' an 710049, China 声明 1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考，不得用于其他营利性活动。3. 文中涉及最优，最佳类描述，限于实验组别对比结果。4. 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

随着亚洲地区研发能力的提升，亚洲区域的催化剂研究在国际催化剂研究领域中起到越来越重要的作用，为了方便大家互相交流，培养感情促进合作，日本催化学会组织了催化剂与化学会议。会议主旨是促使各个高校以及企业的研究人员互相交流催化剂领域的最新的方法以及研究成果，从而促进整个行业的发展。该会议始于2001年，每隔两年举行一次，此次会议将于2011年12月4-8号在日本奈良举行。 作为细微颗粒分析仪器领域的领导者，美国麦克仪器公司（以下简称麦克仪器）一直致力于为广大的研究人员提供创新技术，帮助其解决实验过程中遇到的难题。麦克仪器在比表面与孔隙度分析、压汞分析技术、沉降式粒度表征、各种密度测试和化学吸附分析等领域做出了杰出贡献。为了支持国内催化剂研究的发展，麦克仪器秉承一贯作风，将出资赞助一位研究人员出席此次会议，欢迎广大学者踊跃报名。 由于此次名额有限，麦克仪器将依据您的研究领域以及研究成果做出最后选择并保留最终解释权，报名截止日期：2011年9月2号。会议介绍请参看下面的网页。 http://www.comp.tmu.ac.jp/cfc2011/ 联系方式： 麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司 电话：021-51085884 传真：021-50129907 E-mail: application_china@micromeritics.com

7月20日，仪器信息网(instrument.com.cn)与日本分析仪器工业会(JAIMA) 首次共同主办“中日科学家论坛之材料科学”线上科技论坛，以期为中日科学家们提供交流平台，促进两国科学技术的发展。此次在线科技论坛有幸邀请到国际著名光化学家、光催化研究的开创者、中国工程院外籍院士、诺奖热门人选、荣膺2019年度中国政府友谊奖的日本藤岛昭教授，中国科学院院士、北京大学博雅讲席教授、北京石墨烯研究院院长刘忠范教授，中国科学院大学教授，中国科学院物理研究所孟庆波研究员，北京工业大学闫鹏飞教授，国家纳米科学中心孟幻研究员，将分别围绕光催化材料、新能源、纳米材料等前瞻领域进行探讨。同时也邀请到日本电子株式会社（JEOL Ltd. ）TEM应用部总经理助理大西市朗、岛津企业管理（中国）有限公司SPM产品担当陈强将分别为大家分享科学研究离不开的利器技术：最前沿的球差校正透射电镜技术、原子力显微镜技术。以下为藤岛昭教授报告预告，以飨读者：藤岛昭（Akira Fujishima）教授，东京大学特别荣誉教授、东京理科大学荣誉教授、中国工程院外籍院士。他于1972 年在Nature 上发表了二氧化钛单晶表面在紫外光照射下水的光分解现象，这一被称为“本多-藤岛效应”（Honda-Fujishima Effect）的开创性科研成果及其随后的一系列重要成果，使得藤岛昭教授 被公认为“ 光催化之父” 。报告形式：线上直播，30分钟报告+10分钟在线答疑报告时间：2021年7月20日9:40-10:20（北京时间）报告语言：英文PPT，英文报告，中文字幕报告题目：How to Get Clean Energy: Photocatalysis and Carbon Recycling如何获得清洁能源：光催化与碳循环报告摘要：Photocatalysis has been widely developed and put into practical use in the areas of antifouling and antifogging，research on artificial photosynthesis—the process of extracting hydrogen through photocatalysis—has also been garnering significant attention in recent years as a technology with the potential to contribute to a decarbonized society. Along with the shift to replace fossil fuels with renewable energies such as hydrogen ,another important measure to achieving a decarbonized society is carbon recycling, effectively using CO2 as a resource. In consideration of that viewpoint, I has proposed the following method: first, extract hydrogen through water electrolysis using the electricity produced from highly efficient solarcells. Next, combine the extracted hydrogen with the CO2 emitted from power plants and factories to produce methanol, which can be used as an energy source.报名参加：免费，点击报名扫码报名藤岛昭教授在央视《开讲啦》栏目演讲视频回顾：央视网：《开讲啦》 20191019 中国工程院外籍院士，日本著名光化学家藤岛昭教授：知之不如好之，好之不如乐之藤岛昭简介（主要摘自中国工程院）藤岛昭教授藤岛昭教授，1942年生于日本东京，致力于研究半导体电化学。2009年，藤岛昭教授当选欧洲科学院院士。不久前，他接受一项新的职位，担任东京理科大学校长。1971年获得日本东京大学应用化学专业博士学位。在东京大学，他发现水可以通过光电化学方式，经TiO2电极照射分解为氢气和氧气。他在神奈川大学任教四年，后到东京大学任教，并于1986年取得教授职称；其研究领域也扩展到更大的范围，包括光与无机材料及有机材料的相互关系。他于1990年开始研究基于二氧化钛的光催化自洁涂料。他认识到太阳光中少量的紫外线辐射可以被有效利用，通过充分氧化的以氧为基础的自由基作用，用于自洁与自消毒。藤岛昭教授对光诱导的亲水性的相关现象进行研究，在此种现象中，紫外光会导致TiO2表面具有超亲水性。藤岛昭教授依然对光催化基础研究和应用，以及光诱导亲水性保持浓厚兴趣，同时也热衷于开发新材料，包括带有光功能性质的纳米结构材料。藤岛昭教授已经发表了750多篇原始论文，440篇综述文章，拥有280项专利。主要奖项：朝日新闻朝日奖（1983）、井上春成奖（技术创新）（1998）、日本化学会奖（2000）、Heinz Gerischer奖（电化学学会欧洲分会，2003）、紫绶带勋章（2003）、日本奖（2004）、日本学院奖（2004） ）、国家发明嘉奖（2006年）、神奈川文化奖（2006）、文化功勋人物（2010年）、路易吉伽伐尼奖章（2011年）、汤森路透引文奖（2012年）、文化勋章（2017年）。2003年，藤岛昭教授成为中国工程院外籍院士。2003年，藤岛昭教授从东京大学退休，担任神奈川科学与技术研究院主席一职。2005年，成为东京大学特别大学荣誉教授。2006年至2008年期间，担任日本化学会会长。高被引代表作Surface Science Reports:TiO2 光催化作用及相关的表面现象（TiO2 photocatalysis and related surfacephenomena. Surface Science Reports, 2008, 63, 515-582）光催化领域的历史可以追溯到80多年以前，主要是对二氧化钛基涂料的粉化现象的早期观察以及对与有机化合物在阳光下接触的金属氧化物变黑的研究。在过去的20 年中，由于对空气和水的修复，自清洁表面和自灭菌表面的影响，它已成为一个研究非常深入的领域。在同一时期，研究人员也一直在努力地将光催化用于光辅助生产氢气。在研究最多的光催化剂二氧化钛上光催化的基本方面仍在积极研究中，并且最近已得到相当广泛的了解。但是，某些方面（例如光致润湿现象）仍存在争议，其中一些人认为该效应是一种简单的分解有机污染物的效应，而另一些人则认为存在其他效应，其中固有的表面性质被光修饰。在过去的几年中，一些有效的工具，例如在超高真空下对单晶执行的表面光谱技术和扫描探针技术，以及超快脉冲激光光谱技术都可以解决这些问题，并且新的见解也变得可能。除此之外，量子化学计算也提供了新的见解。最近已经基于二氧化钛开发了新材料，并且对可见光的敏感度得到了提高。作者在这篇综述中提供了一些亮点的概述，在回顾一些起源的同时，并指出一些可能的新方向。

电化学储存与转换系统主要包括金属离子电池、双离子电池、超级电容器、金属-空气电池和燃料电池等。后两种是清洁、安全、可靠的能源装置，具有环境友好、能量密度高、原料来源丰富、工作时间长等优点。氧还原反应(ORR)作为燃料电池的阴极反应，具有缓慢的反应动力学。因此，需要电催化剂来增强反应过程。近年来，过渡金属单原子电催化剂(TM-SACs)因其优异的催化活性(FeCoMnCuNi)、低成本和优异的稳定性而蓬勃发展。由于单原子在制备过程中容易团聚，因此载体材料的选择对于TM-SACs的形成尤为重要。载体也会影响催化反应中的电子输运和物质输运过程。MOFs具有结构可调、改性方法多样等优点，在TM-SACs的制备方面具有很大的潜力。图1. 基于MOFs的TM-SACs的制备策略和表征方法02成果展示金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks, MOFs)由于其独特的结构和组成，在燃料电池和金属-空气电池的氧还原反应中得到了广泛的应用。近年来，以MOFs为前驱体或模板制备过渡金属单原子电催化剂(TM-SACs)的研究取得了很大进展。近期，吉林大学材料科学与工程学院郑伟涛团队对MOFs衍生的TM-SACs的制备方法和表征手段进行概述，并在此基础上归纳了TM-SACs的结构与性能的关系 (图1)。该综述旨在阐明大量的最新研究进展，来指导高活性、高负载量、高稳定性的TM-SACs的实现。第一作者为吉林大学材料科学与工程学院硕士生宋可心，通讯作者为张伟教授和郑伟涛教授。03图文导读1.ORR反应机制与优化原则ORR的反应过程如图2所示。由于反应条件的不同，导致酸性和碱性条件下的反应机制存在一定的差异。研究表明，酸性条件下较差的ORR性能主要是由于反应过程中吡啶-N质子化为吡啶-N-H结构，所以可以通过以下方式改善酸性条件下的ORR性能：1）防止质子和吡啶-N在酸性环境中快速结合；2） 增加本征活性和活性位点的数量。然而，在碱性条件下，大多数研究证明吡啶-N在催化过程中起着积极的作用。因此，增加吡啶-N的含量和增加金属活性中心数量是改善碱性条件下ORR性能的重要手段。此外，O2分子在活性位点上的吸附方式主要分为以下三种：Griffiths模式、Pauling模式和Yeager模式。不同的吸附模式也对催化机制产生一定的影响。图2.(a)酸性条件下ORR反应示意图。(b)碱性条件下ORR反应示意图。(c)O2在金属活性位点的三种吸附模式示意图2. 单原子催化剂的表征手段由于SACs的金属的尺寸很小，对表征技术提出了更高的要求。电镜技术和谱学技术的有效结合可以实现SACs的定性和定量分析。球差电镜利用其超高的空间分辨率可以直接观察到单原子的存在。结合EELS和EDS可以准确地确定材料的元素分布，有利于结构分析和物相识别。谱学技术，如(原位)X射线精细结构分析、穆斯堡尔光谱、红外光谱、原位拉曼光谱和原位漫反射红外傅里叶变换光谱（DRIFTS），有助于准确表征SACs并探究催化机理。这些表征技术从不同角度证实了SACs的存在，形成了完整的SACs表征体系。表征技术如图所示：图3.(a)FeSAC@FeSAC-N-C的不同放大倍数的像差校正STEM图像和EDS图像。(b)Co-pyridinic N-C的不同放大倍率的像差校正STEM图像和EELS光谱。(c) Co(mIm)-NC(1.0)催化剂的亮场STEM图像、HAADF-STEM图像和相应的EELS光谱图像。(d) Co(mIm)-NC(1.0)催化剂的亮场STEM图像、HAADF-STEM图像和相应的EELS光谱图像图4.(a)不同电位下Au L3边和Cu K边的XANES光谱和EXAFS拟合分析.（b）不同电位下的Pt1-N/C的XANES光谱和EXAFS拟合分析3. 基于MOFs制备TM-SACs的五大策略由于MOFs独特的空间结构，是制备TM-SACs的良好前驱体。在这一部分中，详细总结了使用MOFs制备TM-SACs的五种策略，并探讨了TM-SACs的结构特征和性能之间的相关性。所有这些策略都集中于如何保护过渡金属原子在热解过程中不发生团聚。由于MOFs后处理的方式不同，保护机制也存在一些差异。根据保护机制的不同，本部分将其分为以下五种策略：1) 表面限域策略：由于MOFs提供高度分散的金属位点，是制备TM-SACs的理想前驱体或模板。通过使用牺牲金属（SMs）的“空间栅栏”效应，可以调整过渡金属之间的距离，从而有效地避免高温下过渡金属原子的聚集。因为SMs的熔点相对较低，它们在热解过程中挥发。根据过渡金属的掺杂数量，主要可分为以下几类：1）单金属掺杂；2） 双/多金属掺杂。图5.(a)Fe掺杂ZIF-8衍生催化剂的合成过程示意图和不同粒径的Fe掺杂ZIF-8的SEM图像。(b)ZIF-8前驱体中Fe掺杂量对催化剂结构和活性影响示意图。(c)NC吸附铁离子的模型催化剂示意图及反应路径图。(d)通过调节Zn/Co的摩尔比制备Co-SAC/N-C的示意图。(e)负压热解法制备三维石墨烯骨架上的SACs示意图2) 空腔限域策略：利用MOFs独特的空腔结构优势，对金属前驱体进行封装。这种封装效应可以最大程度地减少热解过程中金属前驱体的聚集。对于ZIF结构，ZIF-8是一个具有菱形十二面体结构的三维空间纳米笼，由锌离子和二甲基咪唑配体组装而成。其具有孔径为3.4Å、空腔直径为11Å的空腔结构，金属前驱体可封装在里面来实现金属前驱体的空间隔离。高温碳化后，ZIF-8变成氮掺杂碳骨架，为金属位点的负载提供了载体。常见的金属前驱体可分为以下几类：1）金属无机化合物，如金属盐和金属氢氧化物；2） 金属有机化合物，如乙酰丙酮化合物和二茂铁；3） 金属大环化合物，如酞菁、卟啉和菲咯啉。图6.(a)Mn-SAS/CN催化剂的制备示意图和原位XANES光谱。(b)基于Kirkendall效应制备的(Fe,Co)/N-C催化剂示意图。(c)基于ZIF-8前驱体制备C-Cu(OH)2@ZIF-8-10%-1000的原理图。(d)Fe-ISA/CN催化剂制备示意图。(e)微孔限制和配体交换法制备Co(mIm)-NC催化剂示意图3) 外层保护策略：对MOFs的外层采取一些保护措施，以避免在热解过程中结构坍塌和金属原子的聚集。未热解MOFs表面的金属离子呈现高度分散的单原子态。但是在热解后由于单个原子的高比表面能，会发生团聚，这大大降低了金属活性位点的利用效率。此外，高温热解后，MOFs的孔结构坍塌，不利于催化剂传质过程和更多活性位点的暴露。因此，应采取措施对MOFs的外层进行保护，以促进高密度TM-SACs的形成，并保持热解后结构的稳定性。常用的保护策略主要分为以下两类：1）有机化合物（如表面活性剂、酶和聚合物）的保护策略；2） 主客体策略。图7. (a)原位约束热解法制备核壳结构的Co-N-C@surfactants催化剂示意图。CoN2+2活性位点构型和反应自由能演化图。(b)酚醛树脂辅助策略制备核壳结构1.0-ZIF-67@AF催化剂示意图。(c) CoNi-SAs/NC催化剂制备示意图。(d)配体交换策略制备C-AFC© ZIF-8催化剂示意图。(e) Fe-SAs/NPS-HC催化剂制备示意图4）相扩散策略：湿化学合成法通常用于制备以MOFs为前驱体的TM-SACs，即金属前驱体的合成在溶剂中完成。此外，由于单原子与其载体之间的弱相互作用，单原子在随后的制备和催化反应过程中不可避免地会团聚。如果使用MOFs衍生的碳载体作为前驱体，金属原子在高温下的扩散特性将被捕获并在碳载体上还原。这种强烈的相互作用可以提高催化剂的高温稳定性，也为TM-SACs的制备提供了一条新的途径。相扩散策略主要分为以下两种方法：1）球磨法（固相扩散法）；2） 气相扩散法。图8.(a)固相合成法制备Fe掺杂ZIF-8的原理图。(b) M15-FeNC-NH3催化剂制备示意图。(c) Fe-N/C催化剂制备的示意图及ORR性能曲线。(d)气相扩散法制备Cu-SAs /N-C催化剂示意图。(e)金属氧化物热扩散法制备Cu ISA/NC催化剂原理图和Cu-N3-C、Cu-N3-V自由能演化图5）双模板策略：模板策略可以通过模板本身的空间约束效应来控制合成材料的形态、结构和几何尺寸。MOFs是合成TM-SACs的最佳前驱体或模板。外来模板的引入可以对MOFs的形态和尺寸进行一定的限制。三维骨架上的金属原子可以得到很好的保护，有效地避免了热解过程中单个原子的团聚。根据热解后是否需要额外繁琐的步骤去除外来模板，这种双模板策略主要分为以下两类：1）一步模板法：PS和盐模板法；2） 多步骤模板法：介孔SiO2、SiOX和有序介孔硅。图 9.(a)利用KCl模板制备了SCoNC催化剂的制备图和不同放大率的HAADF-STEM图像。(b)PS模板法制备具有分级多孔结构的FeN4/HOPC催化剂的制备示意图。(c)PS模板法制备Fe/Ni-NX-OC催化剂示意图04小结MOFs材料的优异特性为高负载量、高稳定性、高催化活性的单原子催化剂的制备提供了丰富的平台。目前还有许多需要解决的问题，主要包括以下几个方面：1）充分发挥MOF材料的结构多样性的优势，探索一些新的策略来制备TM-SACs。目前主要以ZIF结构为主来制备TM-SACs，可以充分挖掘其他结构的MOF材料来进行制备。2）TM-SACs的单原子活性位点通常以TM-N4为主，这种配位结构被认为具有良好的ORR活性。对活性中心的配位结构进行调整，可以使得它们的活性得到进一步提高。目前已有的调整方式主要包括构建双原子活性中心、引入非金属(S,P,B)、纳米粒子与单原子协同催化、构建客体基团等。3）提高过渡金属单原子的负载量。催化剂的活性与催化位点数目和本征活性息息相关。对于TM-SACs，在合成过程中最大程度地避免单原子的聚集，提高过渡金属的利用效率，将MOF前驱体中的金属位点最大程度地转变为TM-NX结构。 4）实现TM-SACs的大规模制备和通用策略制备。金属浓度过高会导致单原子催化剂在制备过程中极易发生团聚， 并且由于不同种类的金属的配位环境和物理化学性质不同，难以实现制备策略的通用化。因此，开发一种新的策略去实现TM-SACs的大规模制备和通用化制备显得尤为重要。5）利用先进的表征手段和原位技术，在原子水平上对催化剂的结构进行剖析，从而探究结构与性能的关系。这些技术为MOF材料为目标明确的TM-SACs的设计提供了指导。6）结合理论计算去探究TM-SACs的氧还原反应动力学和最佳反应路径，确定催化剂的真实活性位点和反应过程的决速步。这为催化剂的结构设计提供了理论支撑，从而更好地提高TM-SACs的性能。

简介工业用水和废水的工艺监测技术必须长时间运行，且维护要求低，才能提供稳定可靠的监测数据来帮助决策者做出正确的工艺决策。采用高温燃烧法的总有机碳（TOC，Total Organic Carbon）分析技术具有处理多种样品类型所需的稳健性。就燃烧氧化技术来说，催化燃烧和非催化燃烧有所差别，主要体现在工艺监测的运行时长、维护要求、使用成本等方面。本文概述了在线催化与非催化高温燃烧TOC之间的主要差别。为了方便起见，下文将这些燃烧技术分别简称“高温催化燃烧（HTCC，High Temperature Catalytic Combustion）”或“催化法”，和“高温非催化燃烧（HTNCC，High Temperature Non-Catalytic Combustion）”或“非催化法”。本文中的比较只适用于在线技术和高温燃烧TOC技术。想了解更多？燃烧法检测TOC主要用于监测含有废水、工艺水、工业废水中常见的高分子化合物和难氧化有机化合物的样品。催化燃烧包括在一个炉子中加热样品，使用铂金催化剂支持氧化。添加催化剂的目的是为了确保样品中所有的有机碳都被完全氧化。催化燃烧法的炉温不够高，无法仅通过温度来彻底氧化样品中的有机碳。非催化高温燃烧法将炉管中的样品加热到更高温度，能够确保彻底氧化样品中的有机碳。非催化法无需使用催化剂，从而减少了诸多干扰因素。为了防止频繁出现维护问题，必须充分考虑高温非催化燃烧和高温催化燃烧中的盐含量。高温催化燃烧的温度比高温非催化燃烧低。采用高温催化燃烧时，未燃烧的盐会“毒害”催化剂，甚至“毒害”燃烧管。虽然替换燃烧管和催化剂，可以帮助催化燃烧装置在含盐的环境中运行，但会限制分析仪的测量范围和性能，还会增加维护工作量。如果采用高温非催化燃烧，所有的盐都会在更高的温度下彻底燃烧。无需催化剂意味着减少维护工作量。催化燃烧和非催化燃烧之间的最大区别在于工艺设备的维护要求、运行时间、使用成本。Sievers® TOC-R3非催化在线型TOC分析仪Sievers TOC-R3采用非催化高温燃烧法，具有维护简单、使用成本低、运行时间长等优点。Sievers TOC-R3使用光电离检测器（PID，Photoionization Detector）来直接监测挥发性有机化合物（VOC，Volatile Organic Compound），或使用电化学检测器（ECD，Electrochemical Detector）来监测总氮（TN，Total Nitrogen），因而具有满足任何应用需求的灵活性。即使对于挑战性样品基质，此款分析仪的自动稀释、冲洗、标准品检查等功能，都能大大延长仪器的运行时间。此款分析仪采用稳健的模块化设计，能够对样品基质变化做出快速响应。此款分析仪还具有预测诊断功能，提供无与伦比的可靠性。结论与催化燃烧法相比，非催化燃烧法要求更少的耗材和更低的维护要求，这意味着仪器的使用成本更低、运行时间更长。有了更长的运行时间和更可靠的监测数据，非催化燃烧法就能更好地帮助决策者做出正确的工艺决策。Sievers TOC-R3采用非催化高温燃烧法，功能稳健且灵活，能够满足所有应用需求。◆◆◆联系我们，了解更多！

简介 工业用水和废水的工艺监测技术必须长时间运行，且维护要求低，才能提供稳定可靠的监测数据来帮助决策者做出正确的工艺决策。采用高温燃烧法的总有机碳（TOC，Total Organic Carbon）分析技术具有处理多种样品类型所需的稳健性。就燃烧氧化技术来说，催化燃烧和非催化燃烧有所差别，主要体现在工艺监测的运行时长、维护要求、使用成本等方面。本文概述了在线催化与非催化高温燃烧TOC之间的主要差别。为了方便起见，下文将这些燃烧技术分别简称“高温催化燃烧（HTCC，High Temperature Catalytic Combustion）”或“催化法”，和“高温非催化燃烧（HTNCC，High Temperature Non-Catalytic Combustion）”或“非催化法”。本文中的比较只适用于在线技术和高温燃烧TOC技术。想了解更多？ 燃烧法检测TOC主要用于监测含有废水、工艺水、工业废水中常见的高分子化合物和难氧化有机化合物的样品。催化燃烧包括在一个炉子中加热样品，使用铂金催化剂支持氧化。添加催化剂的目的是为了确保样品中所有的有机碳都被完全氧化。催化燃烧法的炉温不够高，无法仅通过温度来彻底氧化样品中的有机碳。非催化高温燃烧法将炉管中的样品加热到更高温度，能够确保彻底氧化样品中的有机碳。非催化法无需使用催化剂，从而减少了诸多干扰因素。为了防止频繁出现维护问题，必须充分考虑高温非催化燃烧和高温催化燃烧中的盐含量。高温催化燃烧的温度比高温非催化燃烧低。采用高温催化燃烧时，未燃烧的盐会“毒害”催化剂，甚至“毒害”燃烧管。虽然替换燃烧管和催化剂，可以帮助催化燃烧装置在含盐的环境中运行，但会限制分析仪的测量范围和性能，还会增加维护工作量。如果采用高温非催化燃烧，所有的盐都会在更高的温度下彻底燃烧。无需催化剂意味着减少维护工作量。催化燃烧和非催化燃烧之间的最大区别在于工艺设备的维护要求、运行时间、使用成本。Sievers® TOC-R3非催化在线型TOC分析仪Sievers TOC-R3采用非催化高温燃烧法，具有维护简单、使用成本低、运行时间长等优点。Sievers TOC-R3使用光电离检测器（PID，Photoionization Detector）来直接监测挥发性有机化合物（VOC，Volatile Organic Compound），或使用电化学检测器（ECD，Electrochemical Detector）来监测总氮（TN，Total Nitrogen），因而具有满足任何应用需求的灵活性。即使对于挑战性样品基质，此款分析仪的自动稀释、冲洗、标准品检查等功能，都能大大延长仪器的运行时间。此款分析仪采用稳健的模块化设计，能够对样品基质变化做出快速响应。此款分析仪还具有预测诊断功能，提供无与伦比的可靠性。结论与催化燃烧法相比，非催化燃烧法要求更少的耗材和更低的维护要求，这意味着仪器的使用成本更低、运行时间更长。有了更长的运行时间和更可靠的监测数据，非催化燃烧法就能更好地帮助决策者做出正确的工艺决策。Sievers TOC-R3采用非催化高温燃烧法，功能稳健且灵活，能够满足所有应用需求。◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！

你知道吗？图片来源网络2021年诺贝尔化学奖颁给了“在不对称催化方面”做出贡献的两位科学家。北京时间10月6日下午5时许，2021年诺贝尔奖的最 后一个科学类奖项揭晓——来自马克斯普朗克研究所的德国科学家本杰明李斯特（Benjamin List）教授与普林斯顿大学的美国科学家大卫麦克米伦（David MacMillan）教授因在“不对称有机催化”上的突破性贡献，被授予2021年诺贝尔化学奖。在化学领域，分子合成不是一件容易的事。化学家可以将小的化学构件连接在一起，以此创造新分子。但若要控制看不见的化合底物，并令它们以所需的方式结合是非常困难的。诺奖委员会指出，这两名科学家的贡献，为合成分子提供了一种巧妙的工具。这一工具不仅可以被用来研发新药，还能让化学更环保。利用这些反应，研究人员现在可以更有效地构建很多东西，从新药物到可以在太阳能电池中捕获光的分子。可以说，通过这种方式，有机催化剂正在为人类带来利益。图为化学合成教学图体现有机催化如何让化学合成更高效的一个例子，就是合成天然存在且极其复杂的士的宁分子。许多人从“谋杀小说女王“阿加莎克里斯蒂（Agatha Christie）的书中知道了士的宁。然而，对于化学家来说，士的宁就像一个魔方：一个你想用尽可能少的步骤解决的挑战。1952年士的宁被首次合成时，需要29次不同的化学反应，只有0.0009%的初始材料彩才可合成士的宁。来到2011年，研究人员使用有机催化和级联反应，仅用12步就合成了士的宁，效率提高了7000倍！微波合成：更快！更有效！更安全！传统的回流设备受限于溶剂的沸点，这导致了化学研究是一个非常耗时的工作。提高反应速率最简单的方法就是提升反应温度，因此就要借助密闭反应管。同时将玻璃反应管代替不锈钢反应管，并结合微波这一现代的加热方法，这便是微波反应器的基本设计理念。专用微波合成仪通常是一种紧凑的台式设备，它一般使用由玻璃或者其它惰性材料制成的耐压管。这种管子可以使内部的反应液在高密度的微波辐射下迅速的升到高达 300℃的温度。大多数微波合成都高度自动化且拥有人性化的操作界面。是时候请出安东帕微波合成Monowave系列出场啦！安东帕微波设备为客户提供一个多样化的合成家族，每个家族成员在日常化学研究中都有这一个独特的优势：单模反应器：Monowave 系列• 手动或自动的连续方法开发和优化；• 从毫克到克级的合成；• 通过使用插入式和IR测温的精确方法开发。图为安东帕微波合成家族如何设计并开始一个微波合成实验？将密封好的反应管放入微波腔体后，就可以设置需要的反应条件了。之后，就可以通过点击“Start”来开始程序了。此外在实验过程中，也可以随时的通过“Edit Experiment”或者直接的点击显示在主屏幕上的参数来对实验过程进行实时的更改。图为Monowave 200/400/450的程序编辑界面如何监测一个实验?编辑好的加热步骤可以通过主屏幕上显示的过程曲线温度、压力、微波功率来进行监控。如下图所示，曲线包括了从开始加热到反应温度的整个过程。图为IR温度曲线（橘色），Ruby温度（红色），压力（Bar，绿色）和微波功率（W,蓝色）安东帕微波反应器拥有精确的温度传感器、压力传感器、内置磁力搅拌、功率控制、软件操作和精妙的安全设计，即使在极端的温度/压力条件下，也可保证安全便捷的操作与良好的重复性。福利来了《安东帕微波合成指南》本书的目的是为了使读者对安东帕的微波合成有一个深入的了解。通过阅读本书，你将会学到关于微波合成的历史、微波加热原理、微波合成的巨大优势以及如何选择一个合适的仪器。 获取方式识别下方二维码，申领书籍电子档关注我们公众号，留言微波合成，更有微波合成试用活动等你来！

第十五届全国催化学术会议定于2010年11月28日～12月2日在广州白云国际会展中心召开。会议由中国化学会催化专业委员会主办，华南理工大学承办。 　　催化是涵盖化学、生物学和材料等科学的一门综合交叉学科，在能源、环境和生命健康等领域发挥着非常重要的作用。当前化石能源利用和由此引起的气候、环境问题已成为全球面临的挑战性难题。在开发可再生能源、提高化石资源的利用效率以及减低污染物和CO2排放中，催化科学和技术起着关键作用。本次会议将全面地展示近年来我国催化领域取得的最新进展及成果，深入探讨催化领域所面临的机遇、挑战及未来发展方向，致力于促进学术界与产业界的沟通联系，推进我国催化科学和技术的发展。 　　本次会议的主题是“低碳经济中的催化科学与技术”，内容涉及能源、材料、环保、生物、化工等高新技术领域相关的基础和应用研究。会议内容包括：大会特邀报告、分会邀请报告、专题报告、论文墙报展讲、专题学术论坛等。会议期间，还将颁发第三届“中国催化成就奖”和“中国催化青年奖”。会议还将组织与催化有关的知名厂商作相关产品展示与技术交流。 　　会议组委会热忱欢迎从事催化科学研究与技术开发的专家、同行及在读研究生积极投稿并莅临本届盛会! 　　本次会议的网站将于2010年3月31日开通，并陆续发布有关会议的最新消息，敬请留意。详细内容请登陆网址http://www.15ncc.org。 　　一、征文范围 　　A. 催化剂制备科学与技术 　　催化剂设计新概念 　　催化材料制备新技术 　　新催化材料 　　B. 催化剂表征技术及反应机理 　　催化材料表征(包括原位、动态技术) 　　催化反应动力学和机理 　　原子/分子水平的表面催化 　　理论化学、分子模拟在催化中的应用 　　C. 能源与节能催化 　　生物质催化转化 　　碳一化学与低碳烃化学 　　氢能、燃料电池及电催化 　　石油化工、石油炼制新技术 　　D. 环境催化 　　温室气体减排技术 　　废水/污水催化净化 　　气体污染物催化净化 　　光催化、太阳能催化利用 　　E. 精细化学品合成及绿色催化 　　环境友好的精细化学品合成 　　匀相/多相/酶催化的手性合成 　　生物催化、配位催化、绿色合成 　　F. 工业催化 催化剂失活与再生 　　新型催化反应技术与工程 催化反应工程 　　二、征文要求 　　1. 论文内容符合主题范围，符合 　　国家及各单位保密规定，文责自负。 　　2. 论文模板及编排规则可在会议网站(www.15ncc.org) 下载。 　　3. 论文通过会议网站在线投稿。 　　4. 根据在线投稿的说明，选择稿件主题与投稿类别(“口头报告”或“墙报”)。 　　5. 论文提交截止日期为2010年8月31日。 　　三、会议重要日期 　　2010.03.31 第一轮通知(稿件征集) 　　2010.08.31 网站投稿结束 　　2010.10.08 第二轮通知(论文录用通知及安排) 　　2010.10.31 第三轮通知(会议详细安排) 　　2010.11.28 会期 　　四、会议联系人 　　李雪辉 电话：020-87114707 　　李映伟 电话：020-87113656 　　通信地址：华南理工大学化学与化工学院 　　邮编：510640 　　Email: 15ncc@scut.edu.cn 第15届全国催化学术会议第一轮通知.pdf

第二十届全国催化学术会议将于2021年10月15日-20日在武汉市召开。会议由中国化学会催化专业委员会主办，武汉理工大学、中南民族大学、中石化石油化工科学研究院及湖北省化学化工学会催化专业委员会联合承办。此次大会主席为苏宝连教授，共同主席为李金林教授、宗保宁教授。“全国催化学术会议”每两年举办一次。此次会议的主题是“双循环发展时代的催化科学与技术：构建绿色、低碳、可持续新发展催化前沿科学与技术的研究”。会议内容涵盖催化材料和催化剂制备科学与技术、催化材料和催化反应表征技术及理论、绿色催化、环境催化、能源催化、石油与化工工业催化过程中的科学及技术。会议程序包括：大会特邀报告、主旨特邀报告、分会邀请报告、口头报告、墙报展讲、专题学术论坛等；会议期间催化委员会将颁发“第八届中国催化奖”。会议还将组织催化领域的企业开展相关技术和产品展示与交流。会议组委会热忱欢迎从事催化科学研究与技术开发的专家、学者、博士后、研究人员及在读研究生积极投稿并莅临本届盛会！也欢迎相关企业界、出版界和仪器厂商参加此次盛会！会议征文范围涵盖：催化材料、催化剂表征、均相催化、催化新反应、催化理论研究、能源催化、生物质催化转化、环境领域催化、精细化学品的催化合成原理、工业催化等与催化相关的最新研究进展和成果。一、主办和承办单位主办单位：中国化学会催化委员会承办单位：武汉理工大学 中南民族大学 中石化石油化工科学研究院 湖北省化学化工学会催化专业委员会二、会议组织机构三、征文要求会议征文范围涵盖：催化材料、催化剂表征、均相催化、催化新反应、催化理论研究、能源催化、生物质催化转化、环境领域催化、精细化学品的催化合成原理、工业催化等与催化相关的最新研究进展和发展动态。凡符合会议主题范围、未在国内外正式刊物或其他会议上公开发表的论文，均可投稿。摘要提交格式如下：（1）题目：字号：四号；字体：黑色；字形：加粗；对齐方式：居中；单倍行距。（2）参会作者a，作者b，作者ab，通讯作者a*（宋体，五号，居中，单倍行距）。（3）关键词：界面催化，工业催化，生物催化（宋体，小四，不超过5个）。（4）摘要正文：字号：五号；中文字体：宋体；西文字体：Times New Roman；多倍行距：1.25倍；首行缩进：两字符；对齐方式：两端对齐。（5）摘要总篇幅为1页（含图表）。每位拟参会用户仅能上传一份摘要。为避免格式出现错误，请以PDF格式上传。（6）格式参见会议网站模板：http://20ncc.mzpco.com。四、会议地点和重要日期 1. 会议时间与地点会议时间：2021年10月15-20日（15日报到，20日离会）会议地点：武汉洲际酒店(地址:湖北省武汉市汉阳区鹦鹉大道619号)2. 会议重要日期注册开通时间：2021年4月10日注册截至时间：2021年10月8日收费开通时间：2021年4月10日投稿开放时间：2021年4月10日投稿截止时间：2021年7月10日论文评审通知及安排公布时间：2021年7月31日3. 会议联系方式学术咨询：负责人：陈丽华手 机：13628644340邮 箱：chenlihua@whut.edu.cn地 址：湖北省武汉市洪山区珞狮路122号武汉理工大学 联系人：吴亮手 机：18674040670邮 箱：liangwu@whut.edu.cn地 址：湖北省武汉市洪山区珞狮路122号武汉理工大学 会务咨询：负责人：吴经理手 机：13212758055邮 箱：maizewf@163.com地 址：上海市静安区海宁路1399号金城大厦303室

p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 8月18至20日，第十七届全国青年催化学术会议在兰州召开。会议由中国化学会催化委员会主办，中国科学院兰州化学物理研究所、兰州大学、中石油石化院兰州化工研究中心承办，兰州理工大学、西北师范大学、兰州化物所苏州研究院协办。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 本次会议主题为“产学研与均多相融合发展的催化科学与技术”，来自国内外高校和科研院所以及工业界的约1500多位青年催化工作者参加会议。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 大会期间，中科院副院长、中科院院士张涛，中科院化学研究所研究员、中科院院士韩布兴，北京大学教授马丁等分别应邀作了题为“单原子催化”、“可再生碳资源催化转化研究”、“WGS/RWGS催化剂中的金属-载体强相互作用”的大会报告。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 大会设有6个分会场，来自国内外高校和科研院所的120位教授/研究员分别作了分会场主题报告和邀请报告，围绕“催化反应化学/工业催化/环境催化”、“催化材料/纳米催化/能源催化”、“催化作用机制/表面化学/理论计算”、“光催化/光电催化/电催化”、“催化剂设计/制备”、“绿色催化/均相催化/生物催化”等主题进行了交流。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 本届会议共收到论文摘要近1000篇，安排大会报告6个、分会主题报告61个、邀请报告59个、口头报告110个、口头短报告104个以及墙报648篇。闭幕式上，韩布兴等专家为20名优秀墙报获得者颁奖。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 全国青年催化学术会议原则上每两年举办一次，是我国唯一的以青年催化工作者为主要参会人员的催化学术会议，也是我国乃至世界范围内青年催化工作者参加人数最多的学术会议。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 本届会议以广大青年催化工作者（45周岁以下）为参会主体，旨在为广大青年催化工作者提供一个相互学习和交流的平台，全面展示近期我国青年催化工作者在催化科学与技术领域基础研究和应用研究方面的最新进展和成果，深入探讨催化领域所面临的机遇、挑战及未来发展方向，致力于促进同行专家和产、学、研单位间的沟通与联系，促进我国催化科学和技术的融合发展。此次全国青年催化学术会议也是30年来首次在西北地区举办，在“一带一路”的倡议下，为推动我国催化科学与技术的产学研融合发展起到了积极的作用。 /p p /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/d31884d3-6d8f-4ab6-b678-9d9492f36dfa.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " 会议现场 /p p br/ /p

在当今席卷世界新兴工业革命浪潮的背景下，人类社会对高新性能化工材料的需求及化工生产高效绿色化的呼声日益高涨。作为化工生产核心技术支撑体系之一的催化剂设计、制备及表征方面的科学新理念和新技术层出不穷。为加强相关领域专家、学者、企业技术和管理人员的交流，推进产学研用合作和科技转化应用。由中国化学会催化专业委员会和南昌大学主办的“中国化学会第十一届全国催化剂制备科学与技术研讨会”现定于2021年11月5-7日在江西省南昌市召开。时间：2021年11月5-7日（11月5日签到）地址：南昌市红谷滩区学府大道888号 前湖迎宾馆