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催化合成

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催化合成相关的资讯

  • 中国科大等实现金属间化合物燃料电池催化剂的普适性合成
    近日,中国科学技术大学教授梁海伟课题组与北京航空航天大学教授水江澜课题组等合作,发展了一种高温硫锚定合成方法学,实现了小尺寸金属间化合物(IMCs)燃料电池催化剂的普适性合成,成功构建出由46种Pt基二元和多元IMCs催化剂组成的材料库,并基于该材料库发现了IMCs电催化氧还原活性与其二维晶面应力之间的强关联性。该项研究成果发表在国际期刊《科学》上。  金属间化合物又称原子有序合金,具有规整的表面或近表面原子有序排列结构和独特的电子特性,在众多化学反应中表现出优异的催化性能并因此受到广泛关注。特别是在质子交换膜燃料电池领域中,Pt基IMCs有望成为新一代低Pt阴极氧还原催化剂并大幅降低燃料电池核心部件膜电极的成本。虽然在热力学上,IMCs结构相对于传统的无序固溶体合金结构是稳定相,但IMCs的合成往往需要高温热处理来克服固相中原子有序化重排的动力学能垒(图2A)。然而,高温热处理不可避免会造成金属颗粒的严重烧结和活性金属表面积的降低(图2B),并最终导致Pt利用率的下降和燃料电池成本的大幅提升。因此,发展小尺寸Pt基IMCs催化剂的合成方法是大幅降低燃料电池成本的关键所在。  在该项工作中,研究人员基于梁海伟课题组近期在金属—碳载体强相互作用领域取得的系列成果,使用硫掺杂碳(S-C)为载体,发展了一种高温硫锚定合成策略(图2C),构建出由46种小尺寸Pt基IMCs催化剂组成的材料库,包括20种二元(囊括了所有3d过渡金属元素和数种p区元素)以及26种多元IMCs(图3)。系列谱学表征证实Pt和碳载体中掺杂的硫原子之间存在强键合作用,该作用极大程度上抑制了合金颗粒在高温下的烧结,从而能够在高温下形成平均尺寸小于5纳米的IMCs催化剂。X射线衍射和球差电镜表征证明了IMC物相的成功合成、小尺寸性、高度有序性以及规整的原子有序排列结构(图4)。  基于构建的庞大、完备的材料库,研究人员发现IMCs电催化氧还原本征活性与其二维晶面应力存在强关联性:在很宽的压缩应变范围内,其氧还原活性随着压缩应变的增加呈现单调上升趋势(图5A、B)。该现象不同于现有经典理论预测的火山关系趋势。研究人员猜测,由于存在压缩应变弛豫现象,最外层原子的真实压缩应变会显著小于测量值,从而无法表现出存在峰值的火山曲线关系。基于此,研究人员进一步预测:若能进一步通过减小IMCs的晶格常数增大压缩应变,将有望将催化活性推向峰值。  研究所制备的部分IMCs催化剂表现出优异的电催化氧还原性能。特别是氢氧燃料电池测试表明,PtNi IMC催化剂展现出记录性催化活性(0.9V电压下,质量活性高达1.84 A/mgPt)(图5C)。在氢空燃料电池测试中,尽管Pt用量比商业Pt/C催化剂低10倍以上,PtCo IMCs催化剂表现出与Pt/C催化剂相当的电池性能(图5D)。具有超低Pt负载的PtCo IMC阴极在高化学计量比气流下达到了1.08 W/cm2的峰值功率密度,展现出优异的应用前景。未来通过对碳载体的多孔结构和表面化学性质进行优化改性,有望降低局部氧传输阻抗来进一步提高氢空燃料电池性能。  本项工作的合作者还包括中科院高能物理研究所副研究员储胜启、中国科大同步辐射国家实验室教授朱俊发、电子科技大学教授崔春华以及中国科大微尺度理化中心博士林岳。该项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项基金、北京市自然科学基金重点研究专题以及中科院青促会的资助。  论文链接
  • 大连化物所开发出金属辅助氮化合成宽光谱捕光催化材料新方法
    近日,大连化物所太阳能研究部太阳能制储氢材料与催化研究组(DNL1621组)章福祥研究员团队开发了一种低功函金属粉末(Mg、Al、Zr等)辅助氮化的合成新方法,实现了在低温、短时间内高效氮化合成基于d0区金属元素(Ta、Zr、Ti等)的窄带隙金属氮氧化物半导体材料。基于该合成路线,团队有效降低了大部分金属氮氧化物的缺陷密度,并提升了相应材料的光催化性能;此外,采用该氮化路线实现了对SrTiO3和Y2Zr2O7等材料的高浓度氮掺杂,大幅减小其带隙,拓展了氮氧化物半导体光催化材料的开发边界。宽光谱捕光催化材料设计合成是实现太阳能高效光—化学转化基础,其吸收带边越宽则太阳能转化理论效率越高。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(Adv. Mater.,2019;Adv. Mater.,2021;J. Energy Chem.,2021等)、含氧酸盐(Adv. Energy Mater.,2018)、金属有机框架类(Adv. Mater.,2018;Sci. China Chem.,2020;J. Am. Chem. Soc.,2022)和金属氮卤化物半导体材料(Angew. Chem.,2023;J.Mater. Chem. A,2023)等20余例不同类型、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潜力。   在团队前期氮氧化物设计合成基础上,为解决传统氮化路线氮化动力学慢、氮化产物缺陷密度高等问题,本工作以低功函金属粉末为辅助氮化剂,将金属粉与金属氧化物前驱体进行简单的机械混合,利用氮化过程中金属粉末向金属氧化物的供电子效应,有效促进了金属—氧键的活化,并降低氮原子取代的能垒,从而大幅提升氮化动力学;该创新路线不仅实现了系列金属氮氧化物在低温、短时间内的高效合成,部分抑制了氮氧化物中缺陷的生成,显著提升了金属氮氧化物基光催化剂水分解性能,而且合成了多个以往传统氮化合成路线无法制备的新材料。该低功函金属辅助增强外源阴离子植入策略有望拓展至含硫、含碳等混合阴离子或非氧阴离子半导体的设计合成和开发。   上述工作以“Metallic powder promotes nitridation kinetics for facile synthesis of (oxy)nitride photocatalysts”为题,于近日发表在《先进材料》(Advanced Materials)上。该工作的共同第一作者为我所DNL1621组毕业生鲍云锋博士、博士研究生邹海、博士后杜仕文,以上工作得到了国家科技部、国家自然科学基金等项目资助。
  • 百灵威祝贺第一届不对称催化合成大会成功举办
    第y届不对称催化合成大会暨第y届世界药化大会,以 “创造绿色、经济的生物活性分子、高效药物化学”为主题,于2010年5月18日至21日,在北京g际会议中心隆重召开。 本次大会作为世界z有影响力的免疫疾病与治疗l域专业会议之y,吸引着来自世界上40多个g家和地区的业内人士参与,同期举办70多场的研讨会、论坛、专题讲座。 百灵威占据业内l先地位,联合全球dj供应商,提供300,000种精细化学品及各项服务,可助您研究之路y臂之力。 百灵威将参与此次会议,向广大客户推荐杂环化合物、筛选化合物库、硼酸硼酯、PI3激酶、新型催化剂、手性配体等相关产品;同时会上还为您准备了专业资料。我们将在北京g际会议中心三楼24号展位敬候您的光临! 展位图:
  • 国内首台中试型超声波微波协同强化反应系统与可编程微波催化合成萃取系统通过攀钢验收
    南京先欧公司仪器制造有限公司自主研发生产的国内首台中试型超声波微波协同强化反应系统与可编程微波催化合成萃取系统,近日通过了攀钢研究院各位领导和专家的验收!攀枝花钢铁研究院兼有攀钢钢铁研究院(企业科研院所)和攀枝花钢铁研究院(冶金工业部直属科研院所)双重身份,是以钢铁钒钛技术开发为主的冶金研究机构。
  • 祥鹄发布XH-300UP电脑微波超声波紫外光组合催化合成仪新品
    创新点:为多功能组合型微波仪器,同时具备微波、超声波、紫外光三种功能并可以组合其中的功能进行使用,目前没有进口仪器具备同类功能。同时该仪器具备微波水热反应条件,市面上其它同类组合型微波仪器的最高工作压力为2Mpa,XH-300UP为6Mpa。且该仪器的控制系统为基于安卓开发的新一代操作系统,具备四核1.2GHz处理器,2G运行内存,16G存储器,可同屏显示温度、压力、时间、功率的实时参数与曲线图,并可进行数据导出至PC端配套软件进行回放,且在显示屏上可同屏拍摄或者录制反应区域的实时图像。 该仪器还可增配在反应前向高压反应釜中预先注入气体的系统,可突破传统的饱和蒸汽压的限制,真正做到温度压力可设可控,并且可以进行惰性保护气氛的填充,在国内同类仪器为独创功能。 XH-300UP电脑微波超声波紫外光组合催化合成仪
  • 有效光合成苯甲醛耦合光催化析氢
    1. 文章信息标题:Efficient benzaldehyde photosynthesis coupling photocatalytic hydrogen evolution 中文标题: 有效光合成苯甲醛耦合光催化析氢页码:52-60 DOI:10.1016/j.jechem.2021.07.0172. 期刊信息期刊名:Journal of Energy Chemistry ISSN:2095-4956 2021年影响因子9.676 (2022年影响因子:13.599) 分区信息:中科院一区TOP 涉及研究方向:综合性期刊 3. 作者信息:第一作者是 华东师范大学罗娟娟 。通讯作者为 中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士、华东师范大学陈立松副教授。4. 光源型号:CEL-HXF300E7光功率计型号:CEL-NP2000文章简介:为应对严峻的能源和环境危机,各国不断加大开发清洁和可再生能源的力度。氢气(H2)作为一种能量密度高、最有发展前景的可再生绿色能源引起了广泛关注。然而,迄今为止,传统的蒸汽甲烷重整制氢仍是制氢的主要方式,这导致了巨大的能源消耗和严重的温室气体排放。自1972年Fujishima和Honda首次报道在TiO2电极上光电化学分解水以来,光催化水裂解制氢一直被认为是将太阳能转化为化学能的潜在方法之一。然而,析氧反应(OER)动力学迟缓是水裂解的另一种半反应,已成为光催化水裂解商业化应用的最大障碍之一。同时,O2价值较低,在光催化水裂解过程中不可避免地会混入H2,存在潜在的爆炸风险和分离困难问题。为了克服这些,牺牲试剂如乳酸、抗坏血酸、三乙醇胺、甲醇、甘油、乙醇和Na2SO3/Na2S被用来抑制OER,通过消耗光产生的空穴并加速H2的产生,在此过程中这些牺牲剂被氧化。遗憾的是,这样的策略会大大增加制氢的总成本,并不能充分利用光生空穴的氧化能力。综上所述,寻找促进析氢反应(HER)的新策略具有重要意义。光合成是一种传统的利用可再生太阳能作为能源的方法,具有光能直接转化为化学能、反应路径短、不受苛刻的反应条件和有机试剂的影响等优点。为在温和的反应条件下合成药物、精细化学品和高附加值产品提供了一条绿色、清洁的途径。选择性氧化是继聚合反应后的第二大工业工艺,占化学工业总产量的30%,近年来在光合成领域引起了广泛关注。在众多的选择性氧化反应中,芳香醇转化为相应的醛被认为是最重要的官能团转化过程之一。此外,醛是一种高价值的中间体,用于有机合成广泛的化学物质,如糖果香精、染料、香水和药物。传统的醛类合成需要化学计量氧化剂,如铬酸盐、高锰酸盐等,具有剧毒、强腐蚀性,造成严重的环境问题。并极大地阻止了它们的大规模应用。然而,大多数基于光催化材料的醛的光催化合成,尽管比传统的合成方法更加环保,但都是在有机溶剂中操作或在以氧气作为一种温和氧化剂存在的情况下进行的,因此仍然存在光生电子还原能力浪费,环境不友好和效率低下的问题。因此,采用无氧化剂(或无O2)光合成的方法在水介质中氧化芳香醇选择性合成芳香醛将是最理想的环保工艺,具有重要意义。在该策略中,芳香醇氧化制取有价值化学品的过程不是简单的牺牲剂消耗,而是以高效氧化制取有价值化学品为主,并与制氢结合,尽管有众多优点但这仍然是一个巨大的挑战一种高性能的光催化氧化芳香醇并促进产氢的光催化剂是上述策略的前提。本文采用两步水热法合成了一种高效的非贵金属双功能光催化剂,NiS纳米颗粒修饰CdS纳米棒复合材料(NiS/CdS)。该催化剂对在水溶液和无氧气氛围下光合成苯甲醛同时促进产氢具有高效的活性,这归因于NiS和CdS间的协同作用。最优的光催化30% NiS/CdS在可见光照射下有显著的光催化产氢速率和苯甲醛合成速率分别为207.8μmol h-1, 163.8μmol h-1,比单独硫化镉性能高139和950倍。该研究极大地利用光产生的空穴和电子用于生产高附加值精细化学物质和氢气,因此在绿色可再生能源技术的发展及光催化合成领域中具有重要的意义。
  • 【科普】多相催化氢化反应在药物合成中的应用
    催化氢化反应是指还原剂或氢分子等在催化剂的作用下对不饱和化合物的加成反应。它是有机化合物还原方法中最方便、最常用、最重要的方法之一。多相催化氢化反应主要包括碳碳、碳氧、碳氮键等不饱和重键的加氢反应和某些单键发生的裂解反应。被还原的底物和氢一般吸附在催化剂表面,活化后进行反应。多相催化氢化主要有如下优点。①还原范围广、反应活性高、选择性好、速度快:有些反应(如碳碳不饱和键的加氢)应用其他方法比较复杂和困难,而应用催化氢化比较方便;②经济适用:氢气本身价格低廉,成本低,操作方便,对醛酮、硝基及亚硝基化合物都能起还原作用,不需其他任何还原剂和特殊溶剂;③后处理方便、反应条件温和、操作方便:反应完毕后,只需滤去催化剂,蒸发掉溶剂即可得到所需产物,产品纯度、收率都比较高,且干净无污染。因此,多相催化氢化在药物合成中有广泛的应用。01碳碳不饱和键的多相催化氢化1) 烯、炔的多相催化氢化:烯键和炔键均为易于氢化还原的官能团。通常用钯、铂和Raney镍作催化剂,在温和条件下即可反应。除酰胺卤和芳硝基外,分子中存在其他可还原官能团时,均可用氢化法选择性还原炔键和烯键。例如:抗精神病药物匹莫齐特(pimozide)中间体的合成。心血管系统药物艾司洛尔(Esmolol)中间体的合成。肺心病治疗药物樟磺咪芬(Trimetaphan)中间体的合成。一般规律:炔键活性大于烯键,位阻较小的不饱和键活性大于位阻较大的不饱和键,三取代或四取代烯需在较高的温度和压力下方能顺利进行反应。p-2型硼化镍能选择性地还原炔键和末端烯键,而不影响分子中存在的非末端双键,效果较Lindlar催化剂好。p-2型硼化镍在还原多烯类化合物时,不导致烯键异构化,也不导致苄基或烯丙基的氢解。在多相氢化反应中,炔烃、烯烃和芳烃的加氢常得到不同比例的几何异构体。一般认为,吸附在催化剂表面的是作用物分子不饱和结构空间位阻较小的一面,已吸附在催化剂表面的氢分步转移到作用物分子上进行同向加成(syn-addition)。因此,氢化产物的空间构型主要由作用物的空间因素和催化剂的性质两个方面决定。在炔类和环烯烃的加氢产物中,由于同向加成,产物以顺式体为主,但由于向反式体转化更稳定等因素,所以仍有一定量的反式体。雌性激素药雌酮(Estrone)中间体的合成。2)芳香环的多相催化氢化:苯为难于氢化的芳烃,芳稠环(如萘、蒽、菲)的氢化活性大于苯环。取代苯(如苯酚、苯胺)的活性也大于苯,在乙酸中用铂作催化剂时,取代基的活性为ArOhArNh2ArCOOhArCh3。不同的催化剂有不同的活性顺序,用铂、钌催化剂可在较低的温度和压力下氢化,而钯则需较高的温度和压力。如苯甲酸可用铂催化剂在较温和的条件下还原为环己基甲酸。激素药炔诺孕酮(Norgestrel)中间体的合成。某些取代苯选用铑作催化剂,可在较温和的条件下氢化,得到较好的收率。02醛酮的多相催化氢化目前,催化氢化还原是应用最广泛的将羰基还原为羟基的两种还原方法之一。醛和酮的氢化活性通常大于芳环而小于不饱和键,醛比酮更容易氢化。脂肪族醛、酮的氢化活性较芳香醛酮低,通常以Raney镍和铂为催化剂,而钯催化剂的效果较差,且一般需要在较高的温度和压力下还原。例如,由葡萄糖氢化的山梨醇(Sorbiol)。治疗帕金森病的药物左旋多巴(Levodopa)中间体的合成。与脂肪族醛、酮氢化不同,钯是芳香族醛、酮氢化十分有效的催化剂。在加压或酸性条件下,芳香族醛、酮氢化所生成的醇羟基能进一步被氢解,最终得到甲基或亚甲基。氢化法是还原芳酮为烃的有效方法之一。在温和条件下,选用适当活性的Raney镍作为还原剂,可得到醇。03羧酸衍生物的多相催化氢化1)酰卤的多相催化氢化:酰卤与加有活性抑制剂(如硫脲)的钯催化剂或以硫酸钡为载体的钯催化剂,于甲苯或二甲苯中,控制通入氢量略高于理论量,即可使反应停止在醛的阶段,得到收率良好的醛。在此条件下,分子中存在的双键、硝基、卤素、酯基等不受影响,如重要制药中间体三甲氧基苯甲醛的合成。2,6-二甲基吡啶的四氢呋喃可作为钯催化剂的抑制剂。在钯催化下,将氢 通入等当量的酰氯及2,6-二甲基吡啶的四氢呋喃溶液中,在室温下反应,即可以良好的产率得到醛。本法条件温和,特别适用于对热敏感的酰氯的还原。如8-壬酮酰氯用本法还原时,羰基不受影响。2)腈的多相催化氢化:催化氢化法是腈类化合物还原的主要方法。催化氢化还原可在常温下以钯或铂为催化剂,或在加压下以活性镍为还原剂,通常其还原产物中除伯胺外,还有较大量的仲胺,这是所生成的伯胺与反应中间物(亚胺)发生副反应的结果。为了避免生成仲胺的副反应,可以钯、铂或铑为催化剂,并在酸性溶剂中还原,使产物伯胺成为铵盐,从而阻止加成副反应的进行;或以镍为催化剂,在溶剂中加入过量的氨,使不易发生进一步脱氨,从而减少副产物的产生。例如,在抗皮炎药物维生素B6(Vitamin B6)中间体的合成中,一步催化氢化实现了硝基成氨基、氰基成氨甲基、氯被氢解掉等三个基团的转化。04含氮化合物的多相催化氢化1)硝基化合物的多相催化氢化:催化氢化法也是还原硝基化合物的常用方法,其具有价廉、后处理手续简便且无"三废"污染等优点。活性镍、钯、铂等均是最常用的催化剂。通常,使用活性镍时,氢压和温度要求较高,而钯和铂可在较温和的条件下进行。例如抗生素奥沙拉秦(Olsalazine)中间体的合成。由于催化氢化还原活性与催化剂及反应条件有关,因而可根据不同的需要,调节或控制反应活性。例如硝基苯还原,可选择合适的氢化条件,使反应停留在生成苯胲阶段,然后在酸性条件转位得对氨基酚。这是生产制药中间体对氨基酚的最简捷路线。硝基化合物尚可采用转移氢化法还原,常用的供氢体为肼、环己烯、异丙醇等。其中,应用最普遍的是肼。其反应设备及操作均十分简便,只需将硝基化合物与过量的水合肼溶于醇中,然后加入镍、钯等氢化催化剂,在十分温和的条件下,即可完成反应。分子中存在的羧基、氰基、非活化的烯键均可不受影响。2)肟和亚甲胺的多相催化氢化:催化氢化法亦是将肟和亚甲胺还原成伯胺或仲胺的有效方法,在制药工业中已广泛采用,常用的催化剂是镍和钯。抗心律失常药美西律(Mexiletine)中间体的合成。3)叠氮化合物的多相催化氢化:叠氮化合物可被多种还原剂还原生成伯胺。其最常用的方法是催化氢化和用金属氢化物。而在催化氢化法中常用的催化剂是活性镍和钯。例如降压药贝那普利(5)芳杂环类的多相催化氢化某些芳杂环类化合物也可发生多相催化氢化反应。其催化还原活性较苯类芳环大,但比醛酮类化合物小。参考:药物合成反应总结氢化反应在医药、精细化工和其他有机合成中具有非常重要的地位。氢化反应原子利用率很高,同时可以减少后续的分离和纯化过程。但氢气参与的反应在实验室和工业化生产中危险系数极大,难于控制,易造成安全事故,国家安监局把氢化反应纳入18类重点监管危险反应中。现阶段随着连续氢化技术的发展,使用连续氢化反应仪或设备将间歇式氢化反应转化成连续氢化反应,可极大的降低反应风险提高设备及操作的安全性。目前欧世盛连续氢化设备能成功实现双键还原,硝基还原,脱苄基,芳香环还原,氰基还原,氢化脱卤等反应。欧世盛研发出全自动加氢反应仪1:可配高压氢气发生器2:压力温度范围宽,满足绝大多数反应需求0-10Mpa,室温-200oC3:智能化程度高 可视智能控制界面,全自动气液分离4:工艺条件可放大至千吨级
  • 瑞士万通参加“2018电催化与电合成国际研讨会”
    2018年3月30日-4月1日,由湖南大学主办的“第一届电催化与电合成国际研讨会 (“2018 International Symposium on Electrocatalysis and Electrosynthesis”)在星城长沙顺利召开。 本次会议的目的是对电催化与电合成的研究进行讨论和思考,专注于能源电催化、燃料电池电催化、电解水电催化、光电催化、电催化合成等方面的研究。共有约500名研究人员,学者,博士,业界专业人员参与了此次盛会。瑞士万通携旗下电化学产品参加了此次会议。大会开幕式现场 大会开幕式上,厦门大学孙世刚院士为大会致开幕词。本次会议分为大会报告和三个分论坛举行,共近150场学术汇报。瑞士万通展台 会场外,瑞士万通设立了展台,展出了电化学拉曼光谱仪和旋转环盘电极(RRDE),吸引了众多学者前来交流讨论,不少专家对我们的仪器产生了浓烈的兴趣。 RRDE 旋转环盘电极主要特点:独特的汞密封技术,将固-固接触变为固-液接触,实现静音工作,终身免维护内置光电测速系统,实现对转速的闭环控制,在10000rpm下的误差不超过2rpm可完全密封,满足用户对环境的苛刻要求体积仅为同类产品的1/10,小巧的体积可以轻松放入手套箱中 关于Metrohm Autolab三十多年来,Metrohm Autolab恒电位/恒电流仪在品质,可靠性和耐用性方面,已经成为电化学领域的标杆!我们致力于为从事电化学研究的用户,提供最前沿的仪器,控制软件,附件和应用方案 。Mmetrohm Autolab为满足电化学研究的需要,提供一系列仪器,包括紧凑型,经济型仪器,灵活的模块化系统,以及可以同时测定多个样品的多通道工作站。
  • 研究人员设计光动力催化剂可提高产生化合物反应产率
    通过模仿光合作用,麻省理工学院的研究人员设计了一种新型光催化剂,可吸收光并用来驱动各种化学反应。  这种被称为生物混合光催化剂的新型催化剂含有一种捕光蛋白,可吸收光并将能量转移到含金属的催化剂上。该催化剂可用于合成药物或将废物转化为生物燃料等有用化合物的反应。通过用光代替有害条件和试剂,光催化可使制药、农用化学品和燃料合成更加高效、环保。  为创造新的生物混合催化剂,研究人员模拟光合作用并将两种不同的元素结合起来:一种用于收集光,另一种用于催化化学反应。对于捕光成分,他们使用了一种在红藻中发现的称为R-藻红蛋白(RPE)的蛋白质。他们将这种蛋白质附着在含钌催化剂上。研究表明,与单独的钌光催化剂相比,新的生物混合催化剂可将这些反应的产率提高十倍。并且,这些反应可以在红光照射下发生,这是现有光催化剂难以实现且有益的,因为它产生的副反应更少,对组织的损害更小,因此有可能用于生物系统。  注:本文摘自国外相关研究报道,文章内容不代表本网站观点和立场,仅供参考。
  • 大师领衔,诺奖团队在催化10元环高选择性合成中取得新突破!
    【科学背景】[6 + 4]环加成反应是一种潜在的强大合成工具,因其能够构建复杂的10元环结构而成为了研究热点。然而,该反应在反应性和选择性控制方面存在巨大的挑战,尤其是在与简单的碳氢化合物底物兼容的情况下,往往导致副产物的生成或产物的对映选择性较低。有鉴于此,德国马普研究所Benjamin List(2021年诺贝尔化学奖得主)等科学家致力于开发一种新型催化剂,以解决这些问题。他们尝试使用高度酸性且受限的咪唑二磷酰亚胺(IDPi)催化剂,然而在均相条件下并未取得成功,反应性和选择性均未达到预期效果。尽管如此,研究团队意外发现,这些催化剂能够自发形成一种双螺旋形的非共价有机框架(NCOF),并作为异质催化剂在[6 + 4]环加成反应中表现出卓越的立体选择性。这一发现不仅解决了原有的催化挑战,也为合成具有高度立体选择性的10元环提供了新的途径。【科学亮点】1. 实验首次发现,咪唑二磷酰亚胺(IDPi)类催化剂在均相条件下无法催化简单二烯与环庚三烯酮的[6 + 4]环加成反应。尽管这些催化剂在[4 + 2]环加成反应中表现出色,但在[6 + 4]环加成反应中的表现却未能如预期。2. 实验通过发现,这些催化剂在反应过程中自发沉淀,形成一种不溶性的双螺旋非共价有机框架(NCOF)。该NCOF框架展现出独特的反应性和高立体选择性,能够高效地催化简单二烯与环庚三烯酮的[6 + 4]环加成反应。【科学图文】图1: 背景与进展。图2:非均相催化剂活性及表征。图3:催化不对称[6+4]环加成的底物范围。图4: 机理分析。【科学结论】本文通过对不对称[6 + 4]环加成反应的深入研究,揭示了高酸性和受限空间的催化剂在化学合成中的潜在优势。传统的[4 + 2]环加成反应已被广泛应用,但控制[6 + 4]环加成的反应性和选择性依然面临巨大挑战。研究表明,尽管高酸性咪唑二磷酰亚胺催化剂在均相条件下未能有效催化该反应,但其在形成双螺旋非共价有机框架后,展现出卓越的立体选择性和反应活性。这一发现不仅为难以获得的10元环化合物提供了新的合成路径,也突显了非共价自组装结构在催化领域的潜力。未来,通过进一步优化和探索此类催化剂的特性,有望在更广泛的复杂分子合成中实现高效、选择性的化学转化,为材料科学和药物开发等领域带来新的机遇。参考文献:Tianyu Zheng et al. ,A solid noncovalent organic double-helix framework catalyzes asymmetric [6 + 4] cycloaddition.Science385,765-770(2024).DOI:10.1126/science.adp1127
  • 绿色化工新突破!电催化一氧化氮高效合成氨
    近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室理论催化创新特区研究组肖建平研究员团队和碳基资源电催化转化研究组汪国雄研究员团队在电催化一氧化氮还原反应(eNORR)合成氨研究方面取得新进展,在Cu6Sn5合金催化剂上实现了96.9%的氨法拉第效率和安培级电流密度。图片来源于大连化学物理研究所氮氧化物(NOx)的转化处理是一种缓解环境和能源问题的方法。氨作为一种重要的化学物质,可用于肥料、炸药和硝酸等的制备,还可作为燃料。eNORR合成氨相较于传统的哈伯法,是一种更绿色更经济的去中心化合成氨的策略。  图片来源于大连化学物理研究所本工作中,肖建平团队基于自主开发的图论和反应相图分析算法(ACS Catal. ,2021),通过基于描述符的方法初步筛选出铜锡合金具有高eNORR合成氨活性,汪国雄团队进一步合成了Cu6Sn5合金并验证了其具有安培级的合成氨活性。NO电催化实验表明,Cu6Sn5催化剂比Cu和Sn具有更高的活性和选择性,在更广泛的电压范围内也表现出很高的合成氨选择性,在电压为-0.23V vs. RHE时,得到流动池中的氨产率达到10mmolcm-2h-1,法拉第效率为96.9%,并且在大于600mAcm-2时,保持稳定运行135小时。电化学能垒计算表明,Cu6Sn5催化剂比Cu和Sn上生成氨的能垒更低,而且证明Cu6Sn5合金上各产物决速步能垒的大小关系(NH3N2ON2H2)。合作团队基于自主研发的碱性膜电解器件技术(Nat. Nanotechnology ,2023),在总电流为400A时,Cu6Sn5合金上NO电还原产氨速率达到2.5molh-1,展现出了应用潜力。相关研究以“Electrochemical synthesis of ammonia from nitric oxide using a copper-tin alloy catalyst”为题,于近日发表在《自然—能源》(Nature Energy)上。该工作的第一作者是我所05T8组博士研究生井会娟和523组博士研究生邵加奇。以上工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院洁净能源创新研究院合作基金、中国科学院B类先导专项“功能纳米系统的精准构筑原理与测量”、榆林创新院人工智能科技专项等项目的资助。文章链接:https://doi.org/10.1038/s41560-023-01386-6 小科普:氨,化学式NH3,是一种无色、有刺激性气味的气体。氨的用途很广泛,是合成肥料、硝酸(制造炸药的原料之一)、药物的重要原料,而且它还是一种高能量密度(一定空间或质量物质中储存能量的大小)的零碳能源载体,且相对易储存。传统工业上合成氨主要通过一种叫做哈伯法的制备方法在高温高压下进行,能耗较大且产生污染。科学家一直在探索新的合成路线,用可再生能源发电作为驱动力,通过电化学催化的方式合成氨是目前较有应用前景的方式之一。
  • 武汉大学-中教金源成立能源与环境光催化合作实验室
    经过一个多月的商讨筹备,武汉大学-中教金源能源与环境光催化合作实验室于2019年11月2日下午2点30分正式揭牌成立了。武汉大学动力与机械学院是我国能源动力、机械工业等领域重要的人才培养与科学研究基地,是国家“双一流”建设单位。学院办学特色鲜明,行业优势明显,毕业生待遇优厚且供不应求。学院现有6个本科专业,3个一级学科博士学位授权点,3个一级学科硕士学位授权点和3个二级学科硕士学位授权点,以及2个工程专业学位类别硕士学位授权点、1个工程管理专业学位硕士学位授权点和1个工程博士学位授权点;并设有“动力工程及工程热物理”、“机械工程”、“材料科学与工程”三个博士后科研流动站。机械工程、材料科学与工程为湖北省一级重点学科,“能源与动力工程”是教育部批准的卓越工程师建设专业,“核工程与核技术”专业为教育部、财政部第七批高等学校特色专业和湖北省高等学校战略性新兴(支柱)产业人才培养计划项目建设点。学院有电力生产过程国家级虚拟仿真实验教学中心、先进发电技术国家级工程实践教育中心和机械工程省级实验教学示范中心,以及3个省部级重点实验室。合作实验室是中教金源公司助力中国教育事业的公益项目。为丰富本科教学,让学生直面科技前沿热点问题,培养学生科研兴趣;也为新能源、新材料合成及检测提供更多简单有效的方法。同时,中教金源公司也为仪器的性能评估找到了试验场,实现了高校与企业合作的双赢。
  • 大连化物所等发展出碱(土)金属钌基配位氢化物合成氨催化剂新体系
    近日,中国科学院大连化学物理研究所复合氢化物材料化学研究组研究员陈萍、郭建平团队,与丹麦技术大学教授Tejs Vegge团队、大连化物所研究员李海洋团队/江凌团队合作,在催化合成氨研究方面取得进展。该研究首次将配位氢化物材料应用于催化合成氨反应中,开发出一类新型碱(土)金属钌基三元氢化物催化剂,实现了温和条件下氨的催化合成。  氨是重要的化工原料和颇具前景的能源载体,实现温和条件下氨的高效合成具有重要科学意义和实用价值。以化石能源驱动的现有合成氨工业是高能耗、高碳排放的过程。因此,在以可再生能源驱动的“绿色”合成氨过程中,低温低压高效合成氨催化剂的开发是核心技术,也是科研工作者追求的目标。  本工作中,科研团队开发的碱(土)金属钌基三元氢化物(Li4RuH6和Ba2RuH6)催化剂材料可实现温和条件下氨的催化合成。该催化剂材料是一种离子化合物,由Ru的配位阴离子[RuH6]4-和碱(土)金属阳离子Li+或Ba2+构成,在低温(-是电子和质子传递载体,Li+或Ba2+通过稳定NxHy物种降低反应能垒,通过多组分协同催化,使N2和H2以能量较优的反应路径转化为NH3。  该类三元氢化物催化剂作为独特的化合物催化剂,在组成、结构、反应动力学性质、活性中心作用机制等方面显著不同于常规多相合成氨催化剂,而与均相合成氨催化剂存在一定关联,这为多相固氮和均相固氮研究架起了桥梁。该研究丰富了合成氨催化剂体系,并提出了“富电子、多组分活性位点”合成氨催化剂设计策略,为进一步探寻低温低压高效合成氨催化剂提供了新思路。  相关研究成果以Ternary Ruthenium Complex Hydrides for Ammonia Synthesis via the Associative Mechanism为题,发表在《自然-催化》(Nature Catalysis)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会基础科学中心项目“空气主份转化化学”、中科院青年创新促进会等的支持。  论文链接
  • “不对称有机催化,2021诺贝尔化学奖” | 微波合成革新了人类合成分子的方式
    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!
  • 岛津亮相2023电催化与电合成国际研讨会
    2023年4月7-9日,2023电催化与电合成国际研讨会在长沙普瑞酒店隆重召开。本届会议由由中国化学会电化学专业委员会和湖南大学共同主办,湖南大学化学化工学院承办。会议的宗旨是共享电催化与电合成研究创新成果与前沿技术、加强学术交流与探讨、拓宽研究思路,促进学术成果转化。会议名家荟萃、大咖云集,有来自中国、加拿大、澳大利亚、新加坡等国家的相关专家、学者、产业界人士与会进行学术交流。本届研讨会围绕会议主题采取大会报告、基础电化学讲座、主题报告和优秀青年人才论坛+资深专家点评等交流模式。设立了电催化、有机电合成、环境催化、光电催化、理论机制与方法、能源电化学、优秀青年人才论坛(专家点评)多个主题分会。岛津发表岛津分析计测事业部市场部资深专家龚沿东做了题目为《射线光电子能谱技术在催化材料研究中的应用》的报告。催化剂如今已经广泛应用于化工合成以及其他很多领域(如化肥生产、各种高分子材料合成,以及汽车尾气排放等等),使得原本必须在极其特殊条件下(高温、高压等)才能发生的化学反应可以在相对宽松的条件下就可以进行,并使反应效率得到很大的提高。由于所有的催化反应都是在催化剂表面几个原子层内进行的,而催化剂材料表面的形貌特征(包括晶体取向)都对催化效果有非常大的影响,其机理在于表面能的大小对反应物的选择性吸附有决定性的作用。利用XPS可以研究催化剂表面的元素成分及其所处的状态,从而对吸附和脱附的机理进行表征;通过在真空系统内引入反应气体,可以进行原位的吸附与脱附研究;通过对失效(中毒)的催化剂的表面元素成分与价态的研究,就可以为催化剂的活化提供必要的理论依据。岛津展位本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 团簇质谱+光谱 大连化物所为合成氨催化剂提供新思路
    p   近日,中国科学院大连化学物理研究所复合氢化物材料化学研究组研究员陈萍团队和分子反应动力学国家重点实验室团簇光谱与动力学研究组研究员江凌团队合作在合成氨反应机理研究中取得新进展,相关结果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.,DOI:10.1002/ange.201703864)上,并被选为“热点文章”。 /p p   实现温和条件下氨的高效合成一直是催化领域的重要研究课题。陈萍团队首次报道了具有优异低温活性的LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系,并提出了“氮转移”催化机理:LiH作为第二催化中心,可以转移过渡金属表面的氮物种形成Li2NH/LiNH2,继而加氢放氨。这种双中心的催化机制打破了单一过渡金属上反应物种的活化能垒和吸附能之间的限制关系,使得氨的低温低压合成成为可能(Nature Chemistry,2017,9,64)。而该催化剂上氮的活化和转移转化的微观机制尚有待深入研究。 /p p   在该工作中,大连化物所研究团队以LiH-Fe复合催化剂为研究对象,发现Fe与LiH在界面处存在强的相互作用。利用自主研制的团簇质谱与光谱联用实验装置,并与密度泛函理论计算紧密结合,成功探测到该催化剂表(界)面存在Li-Fe-H三元氢化物物种(如Li4FeH6,Li5FeH6等)。更为有趣的是这些氢化物物种可与N2反应直接转化为含有Fe-(NH2)-Li和LiNH2的物质,实现了N2的解离、向Li的转移和加氢 同时,三元氢化物中与Fe结合带负电荷的氢则转化为与N结合带正电荷的氢,完成了两电子转移。这些基于团簇反应的研究结果暗示了在Fe-LiH表(界)面形成的Li4FeH6很可能是催化活性中心,而N2的活化则有可能从传统Fe基催化剂C7位上的均裂过程转变为“氢助解离”机制。这项研究加深了对LiH-3d过渡金属催化剂上合成氨反应机理的认识,为新型高效合成氨催化剂的设计开发提供了思路。 /p p   上述工作得到国家杰出青年基金、基金委重点项目、教育部能源材料化学协同创新中心(iChEM)和大连化物所甲醇转化与煤代油新技术基础研究专项(DICPDMTO)的资助。 /p
  • 北京中教金源应邀参加2018电催化与电合成国际研讨会
    3月30日至4月1日,由中国化学会主办,中国化学会电化学专业委员会和湖南大学共同承办的2018电催化与电合成国际研讨会在长沙召开。开幕式由大会共同主席王双印教授主持,中国化学会常务理事,厦门大学孙世刚院士,湖南大学谭蔚泓院士,曹一家副校长出席活动。来自5个国家和地区,100多家国内外高校,研究机构近500名电催化与电合成领域的学者参加了会议。 北京中教金源科技有限公司作为光电催化领域的国内知名的实验室设备仪器生产商和提供商,全方位系统解决方案供应商也应邀参加了本次会议。 会议设置主会场1个,分会场3个,大会主题报告1个,大会报告13个,分会主题报告21个。邀请报告51个和口头报告15个。厦门大学孙世刚院士,武汉大学庄林教授,吉林大学林海波教授,新加坡南洋理工大学楼雄文教授,国家纳米科学中心唐智勇研究员,中山大学童叶翔教授,澳大利亚格里菲斯大学姚向东教授,重庆大学魏子栋教授,澳大利亚科廷大学蒋三平教授,阿德莱德大学乔世璋教授,加州大学圣克鲁兹分校陈少伟教授等做了报告。 会议充分展示和交流了近年来我国广大科技工作者在电催化与电合成领域所取得的最新进展和突出成果,深入探讨了该领域当前所面临的机遇,挑战及未来发展方向,为电催化与电合成的研究提供了新理念,新思路,新举措。 本次会议中教金源由蔡总亲自带队,携2018全力打造的新产品高温光热催化反应系统(光热协同)参会。会议现场中教金源展台蔡总和客户交流
  • 大连化物所实现铜晶面串联催化促进电化学还原硝酸盐合成氨
    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。
  • 大昌华嘉将于天津举办亚基介孔分子筛的合成表征及催化研讨会
    大昌华嘉商业(中国)有限公司将于2011年11月2日上午在联合研究大厦材料化学系四楼会议室与南开大学天津大学联合举办 &ldquo &beta 亚基介孔分子筛的合成,表征及催化学术讲座&rdquo 。 此次会议分为两个部分,第一部分:日本Pro. Yoshihiro SUGI讲解&beta 亚基介孔分子筛的合成,表征及催化,后一部分是郝昌德经理介绍美国麦奇克公司的动态激光在纳米技术上的最新应用,欢迎您届时光临。 大昌华嘉商业(中国)有限公司科技事业部专业提供分析仪器及设备,独家代理众多欧美先进仪器,产品范围包括:颗粒,物理,化学,生化,通用实验室的各类分析仪器,在中国的石油,化工,制药,食品,饮料,农业科技等诸多领域拥有大量用户,具有良好的市场声誉。大昌华嘉在中国设有多个销售,服务网点,旨在为客户提供全方位的产品和服务。 日本拜尔有限公司(Bel Japan,Inc.)是一家研究生产容量法和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分析仪,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,极大地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。 美国麦奇克有限公司(Microtrac Inc.)是世界上最著名的激光应用技术研究和制造厂商,其先进的激光粒度分析仪已广泛应用于水泥,磨料,冶金,制药,石油,石化,陶瓷,军工等领域,并成为众多行业指定的质量检测和控制的分析仪器。 Yoshihiro SUGI教授简介: Yoshihiro SUGI, Faculty of Engineering, Gifu University Awards: 1994 Prize for Distinguished Patent Applications, Agency of Science and Technology 1995 JPI Prize for Distinguished Papers. 1996 Prize for Distinguished Patent Applications, Agency of Science and Technology 2003 The Best Article of the Month, BCSJ #5, 2003. 2009 The Japan Petroleum Institute Award Major Interest: Catalysis (Homogenous and Heterogenous), Zeolite Synthesis, Ecomaterials. SEMINAR ARRANGEMENTS CHECK LIST 本次会议初步议程如下:联合研究大厦材料化学系四楼会议室 Conference 会场一 (8:30-12:20) Time / 时间 Content / 内容 CIP / 主持人 8:30-8:45 Registration / 会议注册 8:45-9:00DKSH Presentation / 大昌华嘉公司介绍 樊润 经理 9:00-10:10 Mesoporous Zeolite with Beta Zeolite Subunit: Synthesis, Characterization and Catalysis,&beta 亚基介孔分子筛的合成,表征及催化 Yoshihiro SUGI 教授 Keita Tsuji博士 10:10-10:30 Discusssion,Coffee Break讨论,茶歇 10:30-11:30 Mesoporous Zeolite with Beta Zeolite Subunit: Synthesis, Characterization and Catalysis,&beta 亚基介孔分子筛的合成,表征及催化 Yoshihiro SUGI 教授 Keita Tsuji博士 11:30-12:30 Laser Diffraction and Image Analysis 光散射与图像分析原理及应用;Dynamic Light Scattering &ndash latest advances with probe technology 动态激光散射在纳米上的应用 郝昌德 经理 12:30- Lunch午餐 本次会议内容丰富多彩,主办单位将向与会者赠送精美礼品。为便于会务安排,请将参会回执于10月25日前传真或发送电子邮件至大昌华嘉公司。 联系方式: 地 址: 北京市光华路7号汉威大厦西区26层 电 话: 010- 6561 3988 联系人: 樊润 13901255059 张媛 13301217002 传 真: 010- 6561 0278 电子邮件: Rain.fan@dksh.com Helen.zhang@dksh.com 大昌华嘉商业(中国)有限公司 2011年9月23日 回 执 姓名 单位 地址 电话 手机 E-mail 邮编 参加人数 我希望参加以下会议: 会场
  • 大昌华嘉将于北京举办亚基介孔分子筛的合成表征及催化研讨会
    大昌华嘉商业(中国)有限公司将于2011年11月1日在清华大学化学馆301报告厅与清华大学化学系徐柏庆教授课题组联合举办 &ldquo &beta 亚基介孔分子筛的合成,表征及催化学术讲座&rdquo 。 此次会议分为上下午两场,上午是大昌华嘉公司特邀请美国麦奇克公司副总裁Mr. Paul Cloake介绍动态激光在纳米技术上的最新应用,下午是日本Pro. Yoshihiro SUGI讲解&beta 亚基介孔分子筛的合成,表征及催化,欢迎您届时光临。 大昌华嘉商业(中国)有限公司科技事业部专业提供分析仪器及设备,独家代理众多欧美先进仪器,产品范围包括:颗粒,物理,化学,生化,通用实验室的各类分析仪器,在中国的石油,化工,制药,食品,饮料,农业科技等诸多领域拥有大量用户,具有良好的市场声誉。大昌华嘉在中国设有多个销售,服务网点,旨在为客户提供全方位的产品和服务。 日本拜尔有限公司(Bel Japan,Inc.)是一家研究生产容量法和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分析仪,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,极大地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。 Yoshihiro SUGI教授简介: Yoshihiro SUGI, Faculty of Engineering, Gifu University Awards: 1994 Prize for Distinguished Patent Applications, Agency of Science and Technology 1995 JPI Prize for Distinguished Papers. 1996 Prize for Distinguished Patent Applications, Agency of Science and Technology 2003 The Best Article of the Month, BCSJ #5, 2003. 2009 The Japan Petroleum Institute Award Major Interest: Catalysis (Homogenous and Heterogenous), Zeolite Synthesis, Ecomaterials. SEMINAR ARRANGEMENTS CHECK LIST 本次会议初步议程如下:清华大学化学馆301报告厅 Conference 1 会场一 (8:30-12:20) Time / 时间 Content / 内容 CIP / 主持人 8:45-9:00 Registration / 会议注册 9:00-9:20 DKSH Presentation / 大昌华嘉公司介绍 Sinndy Yan严秀英 经理 9:20-10:30 Laser Diffraction and Image Analysis 光散射与图像分析原理及应用 Paul Cloake 副总裁 10:30-10:50 Coffee Break茶歇 10:50-11:50 Dynamic Light Scattering &ndash latest advances with probe technology 动态激光散射在纳米上的应用 Paul Cloake 副总裁 11:50-12:20 Question / 仪器展示及问题讨论 Sinndy Yan严秀英 经理 12:20-13:20 Lunch午餐 Conference 2 会场二 (13:30-17:30) 13:30-14:00 DKSH Presentation / 大昌华嘉公司介绍 Rain Fan樊润 经理 14:00-15:10 Mesoporous Zeolite with Beta Zeolite Subunit: Synthesis, Characterization and Catalysis, &beta 亚基介孔分子筛的合成,表征及催化 Yoshihiro SUGI 教授 Keita Tsuji博士 15:10-15:30 Coffee Break茶歇 15:30-16:30 Mesoporous Zeolite with Beta Zeolite Subunit: Synthesis, Characterization and Catalysis &beta 亚基介孔分子筛的合成,表征及催化 Pro.Yoshihiro SUGI Dr.Keita Tsuji 16:30-17:30 Discussion /问题讨论 Rain Fan樊润 经理 17:30 End / 结束 本次会议内容丰富多彩,主办单位将向与会者赠送精美礼品。为便于会务安排,请将参会回执于10月25日前传真或发送电子邮件至大昌华嘉公司。 联系方式: 地 址: 北京市光华路7号汉威大厦西区26层 电 话: 010- 6561 3988 联系人: 张媛 13301217002 王卫华13810747749 樊润 13901255059 传 真: 010- 6561 0278 电子邮件: Helen.zhang@dksh.com 备注:化学馆的具体地点在清华大学西北部理学院的正北面(从清华西北门进入往东200-300米路北即到)。西北门禁止没有清华车证的私家车出入,开车的客户可以从西门或者南门进入。 回 执 姓名 单位 地址 电话 手机 E-mail 邮编 参加人数 我希望参加以下会议: 会场1 会场2
  • 光催化N-杂螺环的多组分直接组装
    你能想象有*化学也能玩成“乐高积木”吗?2022年10月5日,2022年诺贝尔化学奖授予了三位科学家:Carolyn R. Bertozzi、K. Barry Sharpless和Morten Meldal,奖励他们在发展“点击化学”和“生物正交化学”中的贡献。 问:什么是点击化学?“点击化学(Click chemistry)”是指一类能够高效生成“碳原子-杂原子链”的化学反应。点击化学有以下优势:1.区域特异性和立体特异性;2.对溶剂参数不敏感;3.反应得率高、副反应少,且原料充分反应4.实验条件简单;5.大的热力学驱动力。与点击化学的优势类似,流动化学也具有高效混合、简便*的温度控制、收率高、减少副产物等优势。 图1:发表在JOC杂志上的文章“可见光驱动光催化促进的N-异质螺环的多组分直接组装”今天为大家介绍在2022年9月,Steven V.Ley教授在JOC上一篇题为《可见光驱动光催化促进n杂螺环的多组分直接组装》的文章,演示了在温和条件下使用Vapourtec UV-150光化学反应器合成复杂的螺环化合物。1、螺环化合物20世纪六十年代起,生物学家和药物学家逐渐发现,从自然界分离得到的具有生物活性的化合物中拥有螺环结构的化合物占有很大的比例。随着研究的深入,螺环化合物的性质使他在药物研发中占据非常重要的地位。螺环化合物是指两个单环共用一个碳原子的多环化合物;共用的碳原子称为螺原子。杂环螺环结构在一定程度上改变药物分子的水溶性、亲脂性、优势构象等,使优化后的药物分子更容易成药。不同的螺环具有丰富的三维立体结构,从而提供了改善药效的可能性和药物*的创新性;既可以突破现有药物的*,又能设计全新结构或者骨架的小分子化合物。 图2:螺旋内酯固醇 图3:灰黄霉素已上市药物中,也有很多含有螺环结构的小分子药物,比如利尿剂螺旋内酯固醇(Spironolactone)(如图2所示)和抗真菌药物灰黄霉素(Griseofulvin)(如图3所示)。N-异螺旋环是在天然产物和药物中发现的有趣的结构单元,但其合成的可靠方法相对较少。传统合成方式 图4:获取螺旋环吡咯烷的策略 图5:从N-烯丙磺酰胺和烯烃中构建β-螺旋吡咯啶现有的方法通常需要几个步骤,并使用昂贵的催化剂,如钌或铑,以获得所需的产品。在过去,靠传统的办法合成目标分子,往往需要绕很多弯路。步骤越多,意味着产率越低,浪费越大。2、更高效的合成方式使用Vapourtec UV-150光反应器放大合成N-异象螺旋循环 图6:使用Vapourtec UV-150光化学反应器合成复杂的螺环化合物Steven V. Ley教授是世界*的有机化学家,剑桥化学系研究主任,皇家化学会RSC的前任会长,教授在有机合成方法学和全合成领域中的成就斐然。Ley教授在“可见光驱动光催化促进n杂螺环的多组分直接组装”一文中,演示了在温和条件下使用Vapourtec UV-150光化学反应器合成复杂的螺环化合物。在近年来发展的叠杂杂螺环的大多数制备方法中都需要多步步骤。然而,光催化的最新应用可以使合成步骤大大减少。作者利用光催化生成N-中心自由基,可构建多种β-螺环吡咯烷,包括药物衍生物。利用流动化学技术,还证明了产品的进一步衍生化具有可行的放大程序。光催化能够在温和的条件下通过高度反应的中间体以模块化的方式构建复杂的分子结构。在开发的螺环吡咯烷的制备方法中,大多数都能够制备α-螺环吡咯烷,克服了制备α-三级胺的一些困难。简化合成路线的解决方案之一是采用无试剂化学方法。从光化学上讲,以氮为中心的自由基的产生相对简单,并被证明可以激活N-H和N-X键。通过在合成螺旋环化合物时使用这种方法,可以避免四元碳中心引起的立体问题,从而改善整体过程。使用VapourtecE系列进行流动反应和放大实验,该系列由三个蠕动泵和一个光反应器组成,BPR输出为8bar。使用的光源是Vapourtec 61W(辐射功率)365 nm(峰值强度)LED灯光,辐射带范围为350&minus 400nm。利用在线监测,大大的缩短了研究时间,提高研究效率。作者使用配有365nm高功率LED灯的E-photochem演示了一系列螺环吡啶的合成。在合成双叠氮杂螺环的过程中,该方法使用光化学反应器UV-150进行了放大,产量达到了100克/天。3、实验总结1、相比传统的的反应,该反应具有操作简便、条件温和、反应时间短等优势;2、利用在线监测,大大的缩短了研究时间,提高研究效率;3、在温和的条件下通过高度反应的中间体以模块化的方式构建复杂的分子结构;4、利用流动化学技术,还证明了产品的进一步衍生化具有可行的放大程序。4、关于Vapourtec Vapourtec是一家专业设计和制造流动化学设备的公司。Vapourtec公司的连续流动化学系统质量可靠、性能成熟、高效能模块系统可随您的流动化学生产能力的扩大而拓展。反应器可进行组合,实现多步合成。无需使用任何工具数秒内即可完成反应器更换。UV-150反应器UV-150反应器消除了传统批次光化学的问题,可以充分发挥光化学的潜力。在连续流动操作下,它提供了安全、精确、高效、一致和可扩展的光化学。 图7:vapourtec UV-150光化学反应器● UV-150光化学反应器与Vapourtec R系列和E系列流化学系统兼容,操作简便;● Vapourtec提供3种不同的光源,提供220纳米至650纳米之间的精确波长;● 可以在-20°C到80°C之间设置反应温度。参考文献[1] Multicomponent Direct Assembly of N-Heterospirocycles Facilitated by Visible-Light-Driven PhotocatalysisOliver M. Griffiths and Steven V. LeyThe Journal of Organic Chemistry 2022 87 (19), 13204-13223 DOI:10.1021/acs.joc.2c01684[2] Total Synthesis of Phytotoxic Radulanin A Facilitated by the Photochemical Ring Expansion of a 2,2-Dimethylchromene in FlowBruce Lockett-Walters, Simon Thuillier, Emmanuel Baudouin, and Bastien NayOrganic Letters 2022 24 (22), 4029-4033 DOI: 10.1021/acs.orglett.2c01462
  • 模拟光合作用的光动力催化剂问世
    美国麻省理工学院研究人员通过模拟光合作用,即植物用来生产糖分的光驱动过程,设计了一种可以吸收光并用光来驱动各种化学反应的新型光催化剂。该研究成果15日发表在《化学》杂志上。  这种新型催化剂被称为生物混合光催化剂,其含有一种采光蛋白,可吸收光并将能量转移到含金属的催化剂上。然后,这种催化剂利用能量进行反应,这些反应可用于合成药物或将废物转化为生物燃料及其他有用的化合物。  研究资深作者、麻省理工学院化学副教授加布里埃拉施劳-科恩表示,光催化可使药物、农用化学品和燃料合成更加高效和环保。研究表明,新型光催化剂可显著提高他们尝试的化学反应的产量,且与现有的光催化剂不同,新催化剂可吸收所有波长的光。  在之前进行的关于光催化剂的工作中,研究人员使用一种分子来进行光吸收和催化。该方法有局限性,因为大多数使用的催化剂只能吸收某些波长的光。为了创建新催化剂,研究人员模拟光合作用并将两种不同的元素结合起来:一种用于采集光,另一种用于催化化学反应。对于光采集部分,他们使用了一种在红藻中发现的被称为R-植物红素的蛋白质。他们将这种蛋白质连接到含钌催化剂上,该催化剂以前曾被单独用于光催化。  联合展开研究的普林斯顿大学团队测试了催化剂在两种不同类型的化学反应中的性能。一种是硫醇—烯偶联,将硫醇和烯烃连接起来形成硫醚,另一种是肽偶联后用甲基取代剩余的硫醇基团。  普林斯顿团队的研究表明,与单独的钌光催化剂相比,新的生物混合催化剂可将这些反应产量提高十倍。他们还发现,这些反应可在红光照射下发生,这是现有光催化剂难以实现的,其对组织的破坏更小,因此有可能用于生物系统。  研究人员说,这种改进的光催化剂可被纳入上述两种反应的化学过程中。硫醇—烯偶联可用于创建蛋白质成像、传感、药物输送和生物分子稳定性所需的化合物。例如,它可用于合成脂肽,使新设计的抗原疫苗更容易被吸收。研究人员测试的另一种反应是西苯脱硫,它在肽合成中有许多应用,包括可用于生产艾滋病治疗药物恩夫韦地。  这种类型的光催化剂还可用于驱动一种被称为木质素解聚的反应,有助于从木材或其他难以分解的植物材料中产生生物燃料。
  • 上海有机所金属铱催化的烯丙基取代反应研究取得新进展
    过渡金属催化惰性碳氢键的直接官能团化反应在近年来受到化学研究工作者的极大关注,并取得了重要进展,但在这类反应中,剧烈的反应条件,当量氧化剂的使用,以及选择性难以控制等依旧是其应用中的主要制约因素。此外,从烯烃出发实现烯烃碳氢键活化的工作也非常少见。 铱催化剂催化烯丙基取代反应 2009年,中国科学院上海有机化学研究所金属有机国家重点实验室的研究人员发现金属铱催化的基于自由胺基协助双键末端碳氢键活化,在[Ir(COD)Cl]2和Feringa配体的催化体系作用下,邻胺基苯乙烯类化合物与烯丙基碳酸酯可以发生直接的烯丙基烯基化反应,立体选择性地得到顺式双键产物(J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8346-8346),反应条件温和,原料简单易得。这一方法为构建顺式双键提供了新的策略和思路。结果发表以后被Synfacts积极评述(Synfacts, 2009, 9, 0987)。这也是金属铱催化直接烯丙基烯基化反应的首例报道。 铱催化剂催化合成苯并氮杂七元环化合物 最近,研究人员在这一研究发现的基础上,通过巧妙的设计,在[Ir(COD)Cl]2和Feringa配体的催化下,邻胺基苯乙烯类化合物和烯丙基双碳酸甲酯反应,可以实现串联的烯丙基烯基化与分子内不对称烯丙基胺化反应,高收率、高对映选择性地合成苯并氮杂七元环类化合物。所得具有光学活性的苯并氮杂七元环类化合物,可以方便地转化为结构复杂多环化合物,为合成苯并氮杂七元环这一在许多天然产物和药物分子中都广泛存在的一类骨架提供了有效的方法。这一部分工作已发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2010, 49, 1496-1499上。结果发表以后被Synfacts积极评述(Synfacts, 2010, 4, 0446)。 这些研究工作获得国家自然科学基金委面上项目和科技部973项目的资助。(摘自有机化学网)
  • 固体核磁共振“超级放大镜”观察催化反应网络
    2016年,中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)院士包信和和研究员潘秀莲等提出的OXZEO催化技术发布于《科学》杂志。该项技术自提出以后就广受关注,并且入选了当年的“中国科学十大进展”。  近日,基于OXZEO催化剂设计概念,大连化物所院士包信和、研究员侯广进等利用固体核磁共振技术,在金属氧化物分子筛(OXZEO)双功能催化剂催化合成气转化机理研究领域取得了新进展。相应研究成果于6月23日发表在《自然-催化》上。  重要的催化过程与复杂的反应网络  催化技术在资源利用、能源转化和环境保护等诸多领域发挥着关键作用,是人类现代社会发展速度与质量的重要保证。而石油资源是当代能源和材料的核心来源。近年来,随着石油资源的日益匮乏,寻找补充性乃至替代性技术路径,以此满足现代社会发展日益旺盛的能源和材料需求尤为重要。  我国长期以来“富煤、缺油、少气”的资源结构,导致石油资源长期高度依赖进口。但是石油进口依赖国际环境,价格不可控,获取也容易受限。此外,人们对生态环境的保护意识也在不断增强,改良乃至废止高污染、高排放化工过程的呼声越来越高。但同时,生产效率又不能被牺牲,这使得催化研究领域面临很大的挑战。  针对国家的需求和能源现状,包信和从20世纪90年代回国起就全身心投入到能源小分子催化转化的科学研究中,带领团队深入的开展基础研究,聚焦“纳米限域催化”领域,一干就是二十余年。2016年,包信和与潘秀莲等在煤基合成气转化制低碳烯烃的研究中,创建了OXZEO催化过程。随着研究的不断深入,OXZEO催化概念已拓展成为碳资源转化的重要平台。  然而,OXZEO催化体系中涉及合成气经C1物种到多碳产物的转化过程,其反应网络非常复杂,包含催化剂表面众多的活化过程和复杂的多碳中间体,如何确定其活性组分和中间产物成为研究的难题,反应机理研究面临着挑战。  独特的设计思路  长期以来,基于在表界面催化及固体核磁共振谱学表征领域积累的丰富研究经验,包信和和侯广进等想到可以借助固体核磁共振方法对复杂多碳物种及其所处吸附相化学环境的原子超高分辨表征的优势,实现对OXZEO催化转化过程中催化剂表面活化多碳中间体的准确鉴别。  “在中科院和大连化物所的大力支持下,为研究团队搭建了优异的仪器平台,特别是前些年中科院的修购计划支持了包括高场800MHz固体核磁共振谱仪等的仪器装备,为催化反应机理研究提供了重要的设备保障。”侯广进说。  先进的表征技术和优秀的研究平台是团队在催化反应机理领域克难攻坚的利器。  基于对OXZEO催化过程的大量反应实践,研究团队发现,以甲醇催化转化为代表的传统C1转化反应机理并不能准确解释OXZEO催化体系中观察到的很多实验现象。为了充分论证OXZEO催化体系中包含的特殊反应路径,基于ZnAlOx金属氧化物是典型的合成气转化制甲醇催化剂,而H-ZSM-5分子筛是经典的甲醇转化制烃催化剂。于是团队提出要建立一个ZnAlOx/H-ZSM-5模型催化体系,可以说,这是一种独特的设计思路。  “如果我们可以在模型体系中观测到不同于甲醇直接转化过程报道过的中间体,并能够与OXZEO催化过程中观测到的独特反应现象相关联,”论文的第一作者纪毅说,“我们就可以说明OXZEO双功能催化概念是独特的,而我们观测到的关键中间体也对应了OXZEO催化中涉及的独特反应路径。”  研究人员利用模型催化体系,借助准原位固体核磁共振-气相色谱联用的分析检测方法,观测了从初始碳-碳键生成到稳态转化过程中,包括表面多碳羧酸盐、多碳烷氧基、BAS吸附环戊烯酮、环戊烯基碳正离子在内多种中间体的动态演化过程。检测到了数量众多、种类丰富的含氧化合物中间体物种,揭示了合成气直接转化的OXZEO过程与传统甲醇转化的重要区别,有力的解释了OXZEO合成气转化过程中烯烃及芳烃产物独特的高选择性。  接下来“向前也向后”  在上述研究的基础上,团队进一步提出和论证了一氧化碳和氢气在分子筛中也参与了含氧化合物的生成,并初步建立了OXZEO催化转化过程中C1中间体到多碳产物的反应网络和反应机理。  除了模型催化体系外,研究人员还在多种OXZEO催化剂上均观测到了关键中间体,验证了包括含氧化合物路径在内的反应机理的普适性。  但是,团队的研究工作不止于此,后续的基础研究会“向前也向后”。  “我们会进一步深入开展金属氧化物上C-O、H-H键活化以及C-H键形成的机理研究,进而拓展到其它碳资源转化领域如二氧化碳加氢等。”论文共同第一作者高攀告诉《中国科学报》。  与此同时,大家心里都有一个“梦”,就是将催化机理研究与实际反应密切结合,尽早实现OXZEO过程的工业化。  “基础研究需要一步一个脚印的积累,如果这些催化化学中基础科学问题的研究成果能够帮助应用研究学者建立一套完整的催化体系,设计出更高效的、理想化的催化剂,那我们的梦想就一定能实现。”侯广进提到。  有了前进的方向,整个团队将卯足精神,向前冲锋。侯广进对组内人员也提出了希望:“每个人都要有自己的思考,带着研究性思想去做工作,及时沟通交流,团队合作,协力攻坚,相信我们一定会取得更多、更好的研究成果。”  “作为包老师研究团队中的一个研究组,核磁共振是我们的特色也是优势,与其他几个研究组形成学科交叉、优势互补。最终目标,肯定是要从基础研究推向实际应用。”侯广进说。
  • 紫外拉曼光谱:破解催化剂技术瓶颈
    新材料作为高新技术的基础和先导,应用范围非常广泛,是21世纪最重要和最具有发展潜力的领域。而新材料的研制与催化剂的使用是分不开的。大连化物所凝聚科学技术研究团队十几年的智慧和心血,研究的催化材料紫外拉曼光谱技术,破解了催化材料的若干关键技术难题,为突破国家建设急需、引领未来发展的关键材料和技术提供了重要技术支持。该成果也因此获得了2011年度国家自然科学二等奖。   催化材料紫外拉曼光谱技术研究的带头人李灿院士告诉记者,作为化学反应中不可替代的催化剂,贵金属在诸多领域发挥着重要的作用。但是稀缺资源的价格都很昂贵,这无疑是横亘在催化剂制造的一道难题。而紫外拉曼光谱技术正是破解这一难题的金钥匙。紫外拉曼光谱是一种无损伤、高灵敏度的测量技术,在物理、化学、生物学、矿物学、材料学、考古学和工业产品质量控制等领域中有着广泛的应用,是研究分子结构和组态、物质成分鉴定、结构分析的有力工具。   紫外拉曼光谱技术破解了世界催化材料发展瓶颈,解决了催化材料关键科学难题,实现了四大突破。一是利用紫外共振拉曼光谱技术解决了一系列重要分子筛材料中有关骨架金属活性中心的结构鉴定难题。建立了微孔和介孔分子筛骨架过渡金属杂原子活性中心鉴定的表征新方法,不仅可以大幅节约贵金属用量,而且单原子相对均一的催化环境有望实现化学反应的高选择性,减少副产物的出现,从而实现真正的绿色催化。   二是紫外拉曼光谱研究了金属氧化物催化材料表面物相结构问题,发现金属氧化物的表面与体相常常具有不同相结构,物相形成过程中表面和体相的相变表现不同步。在太阳能光催化材料研究中,发现表面物相结构和光催化活性有直接关联,提出了“表面异相结和异质结增强光催化活性”的概念。   三是发展了水热催化材料合成中的原位紫外拉曼光谱技术,观察到分子筛合成初期的分子碎片以及模板剂与分子碎片的相互作用形成的微孔结构,提出了分子筛初期形成的重要中间体决定最终分子筛结构的机理。他们的研究发展了表征催化材料的新方法,发现了催化材料合成的重要转化过程和活性中心中间物种,提出了催化材料合成的机理。   四是获得了具有与均相不对称催化相媲美的多相手性催化剂。该催化剂是一大类化合物——手性化合物的一种,而手性药物则是手性化合物中非常重要的一个分支。手性药物是指具有左旋或右旋对映体化学结构的单一对映体化合物,包括光学纯药品、光学纯农业化学品及其他光学纯产品与中间体。利用“手性”技术,人们可以有效地将药物中不起作用或有毒副作用的成分剔除,生产出具有单一定向结构的纯手性药物,从而让药物成分更纯,在治疗疾病时疗效更快、疗程更短。手性药物的研究目前已成为国际新药研究的新方向之一。在国际制药界,手性技术已被广泛应用到消化系统疾病、心血管疾病、癌症等领域新药研发中。   李灿院士告诉记者,1998年他们成功研制出我国第一台具有自主知识产权的紫外拉曼光谱仪,解决了国际拉曼光谱领域长期存在的荧光干扰问题,在国际上最早将其应用于催化及材料科学的研究。到2004年研究组研制成功紫外—可见全波段共振拉曼光谱议,使我国在拉曼光谱的催化表征研究走在世界前面。2008年,研究组与卓立汉光仪器公司合作,开始将紫外拉曼光谱仪产业化。2010年完成国家重大装备研制项目“深紫外拉曼光谱仪的研制”,获得世界上第一张激发波长低至177纳米的深紫外拉曼光谱。   李灿院士骄傲地告诉记者,在过去的10年间,紫外拉曼光谱已经在化学、物理和生命科学等诸多领域显示出巨大的优越性,成为一项重要的分子光谱技术。我国紫外拉曼光谱研究在国际上的领先地位,极大地促进了中国在这个领域的国际合作研究,大化所与国内外十余个研究机构实现技术合作。今后,紫外拉曼光谱仪技术在多家研究机构的推广应用,一定会有力推动我国新能源、节能环保、电动汽车、新材料等七大战略性新兴产业健康快速发展,一定会让更多的新材料、精细化工产业受益。
  • 岛津XPS助力湖南大学电催化与电合成实验室高影响因子文章发表:Ir单原子催化剂超低电位甲醇氧化
    Angewandte chemie影响因子:16.6设计Ir-C4单原子催化剂,实现了超低电位( 1.23V),以生产氢气和其他增值化学品,同样需要克服高过电位。近期,团队通过在高温聚合物电解质膜电解槽(HT-PEME)中将热催化与电催化相结合,开发了集成式热催化-电催化耦合反应体系,通过将醇类热化学脱氢与电化学氢泵相结合成功实现了热电耦合催化乙醇脱氢制备乙醛(PNAS., 2023, e2300625120)、热电耦合催化甲醇脱氢制备高纯氢气和CO(JACS., 2024, 146, 14, 9657-9664)以及低电位甲醇。相关研究表明,在HT-PEME中将热催化与电催化相耦合能够有效增强催化反应的速率和选择性,热电耦合能够相互协同促进。由于反应体系复杂,缺乏直接表征手段,目前缺乏直接证据证明热催化与电催化的相互协同。基于这一挑战,项目团队设计了Ir-C4单原子催化剂,实现了超低电位(图2. 热-电耦合催化甲醇氧化反应制氢体系的具体催化路径在HT-PEME中,施加电位之后甲醇在Ir-C单原子催化剂上由电促进热催化反应生成H2和CO,之后H2和CO在Ir-C单原子发生氧化反应,阴极发生氢析出反应生成H2。图3 Ir-C相关催化剂的EXAFS表征图4. Ir-C单原子催化剂、Ir颗粒催化剂XPS谱学测试通过EXAFS、XPS分析测试表明,Ir-C催化剂中的Ir主要是以单原子的形式存在,无Ir纳米颗粒。同时由于Ir原子与C载体之间的强相互作用,使Ir原子的电子结构发生了很大的变化,从而出现缺电子性质(Ir+)。特殊的几何结构和电子结构可能赋予Ir-C SACs具有优异的甲醇反应性。图5.Ir-C SACs和参比样品的甲醇氧化性能测试及在线产物分析如图5所示,当电解槽加热到80/100℃时,MOR的起始电压已低至0.4 V,随着温度的升高,MOR的起始电压逐渐降低。在160℃时,起始电压低于0.1 V,与理论平衡电位非常接近。研究结果表明,由于热和电化学耦合催化,甲醇可以被Ir单原子催化剂在超低电位( 0.1 V)下氧化。然而,同样条件下的Pt/C和Ir-C NP,其起始电位仍然很高,分别为0.3 V和0.4V。Ir-C SACs相比Pt位点和Ir颗粒位点的优异性能,证明了在热电化学耦合作用下IrC4位点独特的低电位甲醇氧化能力,表明其有巨大的Pt基催化剂替代能力。Ir(0.3)-C SACs在0.4 V(200℃)下的质量活度达到1.8 A mg-1Ir,比Ir-C NP和Pt/C分别高出约52倍和40倍。阴极HER对Ir(0.3)-C SACs(比Ir-C NP高3.3倍)的产氢率为0.2 ml min-1。质量比产氢速率最高达到18.3 mol H2h&minus 1gIr-1,与Ir-C NP和Pt/C相比,分别高出54倍和31倍。上述结果表明,得益于热学和电化学的耦合催化,Ir-C SACs的MOR和相应的产H2速率都表现出了显著的活性。阳极可以检测到CO、CO2、CH4和少量的H2证实热化学过程CH3OH → CO + 2H2,此外,超高的HOR和COOR活性证明了电化学氧化过程。本文的研究为热电耦合催化反应过程中热场-电场相互协同作用提供了直接证据,突破了以往关于MOR在Ir SACs上无活性的结论。该工作为设计高效催化反应和新型催化剂提供了指导。相关工作得到了岛津-KRATOS公司相关设备的大力支持。文献题目《Ultra-low-Potential Methanol Oxidation on Single-Ir-Atom Catalyst》使用仪器岛津AXIS SUPRA作者Liyuan Gong, Xiaorong Zhu, Ta Thi Thuy Nga, Qie Liu, Yujie Wu, Pupu Yang, Yangyang Zhou, Zhaohui Xiao, Chung-Li Dong, Xianzhu Fu, Li Tao*, Shuangyin Wang*State Key Laboratory of Chem/Bio-Sensingand Chemometrics, College of Chemistry and ChemicalEngineering, Hunan University, Changsha, Hunan 410082, P.R. China 全文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202404713
  • 想提高电催化研究效率?多电极控温流动看过来!
    电化学----“古老又年轻”电催化作为纳米材料和能源化学领域的研究热点,是未来新能源存储与转化技术的关键所在,如以电解水制氢和燃料电池为核心的氢能产业。除了可以通过小分子的活化转化将可再生能源存储为化学能,电催化更有魅力的地方在于温和、可控、绿色的化学品合成。其实,电化学的发展史是非常有渊源的。早在1893年Thompson发现电子以前,电化学的基本原理和规律就已从实验中得出。 图1:1780年Galvani发现“生物电”现象电化学的起源可以追湖到1780年Galvani从生命体系中发现的“生物电”现象,它揭示了生物学和电化学之间的深奥联系。 图2:1800年Volta发明利用电化学原理连续供电的伏打电堆1800年Volta发明了人类*个电池,它是利用电化学原理制成的*个具有实用价值的连续供电装置。(图1-2)早期,科学家主要是依赖对电流、电位、电容和电量等电化学参数的测量和分析研究,获得的宏观数据限制了对电极界面结构和反应历程的实质性认识。电化学*的进步发生在20世纪的后30年间,把光谱技术同电化学方法结合在同一电解池中工作,从而实现在分子水平上认识电化学现象和规律。随着光谱、波谱技术从60年代,特别是80年代以来的迅速发展,原位光、波谱电化学方法,以及理论计算方法在电化学过程动力学的研究方面日益受到重视并得到了广泛应用。经过近100年的发展,电催化从最初作为电化学科学的一个分支,目前已经成为一门交叉性极强的学科,科学家也在不断挖掘新的合成路径来提高电催化性能。催化剂“动起来”更有效率近期,美国化学学会Chemrxiv预印本期刊发表的一篇文章中使用Vapourtec离子电化学反应器开发了一种用于生成六元二锂盐的多相连续流,该例建立了一种生成六元二芳基碘酸盐的多步连续流动方法。这是对现有批处理方法在可伸缩性和原子经济方面的一个显著改进。该方法Friedel-Crafts类烷基化中使用容易获得的乙酸苄基酯,而随后的阳极氧化环化直接生成相应的环状碘鎓盐。* Friedel-Crafts 反应(傅-克反应)指芳香化合物在酸(Lewis酸或质子酸)催化下与卤代烃和酰卤等亲电试剂作用,在芳环上导入烷基或酰基的反应,分为Friedel-Crafts烷基化反应和Friedel-Crafts酰基化反应。* 高价碘化合物(HVI)是合成化学家公认的试剂。它们被描述为其他危险过渡金属的替代品。这是由于它们在亲电基团转移、光催化或有机催化中的巨大反应性,以及它们作为天然产物合成的构建块的实用性。在这篇研究文章中,科学家通过Brø nsted酸介导的Friedel-Crafts反应,然后进行氧化环化,以形成所需的CDIS 1,改进了碘油烯的形成。这种合成方法是以邻碘苄基醇为起始原料。它允许在短的反应时间内完成各种繁琐的合成CDIS方法。流动化学可显著提高电催化剂的抗疲劳性和稳定性,甚至可以让很不稳定的催化剂达到持久稳定的催化效果。合成挑战一个显著的缺点是使用化学计量量的化学氧化剂,这降低原子经济性并需要额外的处理程序。解决方案碘烯的阳极氧化。电化学是一种非常经济的工具,可以避免使用化学氧化剂合成高价碘试剂。碘芳烃在电池内或电池外电化学过程中都是合适且成熟的介质。HVI、DIS和CDIS通过阳极氧化产生。电化学工艺的明显优势,因为不需要进一步稀释或添加,所以其在流动中的实验操作简单直接。因此,将已经建立的针对CDIS 1的传统合成法转化为多步电化学流程,从而提高反应时间、原子经济性和可扩展性。实验过程1、建立分批优化的反应条件 在分批条件下电化学氧化和环化中间体碘油烯,通过初步观察,确定三氟甲磺酸适合环化并作为抗衡离子。2、引入流动化学在仅两当量的TfOH以74%的产率形成产物1a。但是研究人员发现由于需要额外的苯,这些反应条件不能转移到多步骤反应中,会形成堵塞流动反应器的黑色沉淀物。 3、两步流程优化 反应在Vapourtec离子电化学流动反应器中进行,分别采用玻璃碳 (GC) 阳极和铂阴极。收率是基于在各自条件下通过两个反应器体积后的20 min (0.200 mmol) 收集。4、研究不同对位取代芳烃 在Vapourtec离子电化学流动反应器中研究了不同的对位取代芳烃。通过使用仲苄基醇来衍生苄基位置,在0°C下,3g转化的Friedel-Crafts步骤缩短了约10倍。实验总结1、开发了*个多步连续流动程序,用于生成环状六元二芳基碘鎓盐;2、从容易获得的乙酸苄基酯开始,将Friedel-Crafts烷基化与随后的阳极氧化环化相结合。由于这些反应的条件相当苛刻,该方法目前受到使用的窄原料的限制;3、未来可以通过解决窄原料的限制问题,实现其他基质和更高的产量;4、缩短反应时间,提高原子经济性和可扩展性。Vapourtec电化学反应器连续电化学反应电化学反应器一旦与Vapourtec流动化学系统集成,离子电化学反应器的温度可以控制在-10º C和100º C之间,这为探索开辟了广阔的化学反应空间。历史上,绝大多数电化学反应都是在室温下进行的,很少有冷却电化学反应的例子。辉瑞公司和日本庆应义塾大学最近发表的一些重要文献也表明,加热电化学反应时,反应结果会有很好的改善。 ● 集成或独立操作选项,易于组装/拆卸,无泄漏操作 ● 与E系列和R系列系统兼容 ● -10°C~+100°C ● 在高达5bar的压力下操作 ● 20种电极材料可用,使用5 cm x 5 cm扁平电极 ● 电极间距、电极面积和反应器体积的灵活性。*封面图来源于Pexels,其他图片来源于网络,旨在分享,如有侵权请联系删除参考文献:[1] One-Pot Synthesis and Conformational Analysis of Six-Membered Cyclic Iodonium Salts Lucien D. Caspers, Julian Spils, Mattis Damrath, Enno Lork, and Boris J. NachtsheimThe Journal of Organic Chemistry 2020 85 (14), 9161-9178 DOI: 10.1021/acs.joc.0c01125[2] https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/article-details/634bfda24a18762789e5c3b1
  • 述催化 促发展,天津大学-岛津高端催化学术论坛成功举办
    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。
  • 中科院大连化物所基于聚合物光催化剂提升了光合成过氧化氢效率
    近日,中科院大连化学物理研究所微纳米反应器与反应工程学创新特区研究组(05T7组)刘健研究员团队在利用聚合物光催化剂生产H2O2研究方面取得新进展,基于对间苯二酚—甲醛(RF)树脂的电荷分离能力的提升,以及光催化反应路径的调控,提升了RF树脂的光催化产H2O2性能,使其太阳能到化学能(SCC)的转化率达到1.2%。利用聚合物光催化剂将氧气和水转化为H2O2的方法具有低能耗、环境友好等特点,是非常有潜力的生产H2O2的方法。然而,在分子水平上设计光催化剂,调节光生载流子行为仍具有挑战。本工作中,该团队提出从分子尺度设计调控RF树脂中电子供体(D)与电子受体(A)比例的策略,将缺电子的1,4-二羟基蒽醌(DHAQ)分子引入到RF的骨架中。研究发现,DHAQ作为电子受体可以有效调节RF中的D/A比例,增强其电荷分离能力,同时调整了反应路径,通过水氧化和氧还原的双路径共同生产H2O2,使得该材料展现优异的光催化生产H2O2的催化活性,SCC效率达到1.2%,是目前文献报道最高的SCC效率。此外,团队与中科院大连化学物理研究所超快时间分辨光谱与动力学研究组(1110组)合作,结合飞秒瞬态吸收光谱等技术、原位表征实验以及理论计算模拟,阐析了DHAQ掺杂的RF树脂的微观结构以及促进电荷分离和双路径生产H2O2的机制。上述研究成果为在分子水平上设计高效人工光合作用的聚合物光催化剂提供了新思路。RF树脂作为一种窄带隙半导体聚合物,近年来在光催化生产H2O2方面展现出潜力。刘健团队长期致力于酚醛树脂纳米材料的合成策略创新及功能化研究,取得了系列代表性成果:发展了扩展St?ber法合成单分散的酚醛树脂微球(Angew. Chem. Int. Ed.,2011),制备了一系列孔径及粒度可控的多孔微球,以及中空结构、蛋黄—蛋壳结构、碗形酚醛树脂聚合物微纳材料(Nat. Commun.,2013;Adv. Mater.,2019;no.1c09864"ACS Nano,2022),发展了化学剪裁策略有效调控酚醛树脂微球的内部结构及功能基团分布(Adv. Mater.,2022)等。相关研究以“Molecular Level Modulation of Anthraquinone-containing Resorcinol-formaldehyde Resin Photocatalysts for H2O2 Production with Exceeding 1.2% Efficiency”为题,发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。该工作的第一作者是中科院大连化学物理研究所05T7组博士研究生赵陈。以上工作得到了国家自然科学基金等项目的支持。
  • 第二十届全国催化学术会议第二轮通知
    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
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