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平行催化氢波法

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  • 【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
  • 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。
  • 催化燃烧技术终结者——红外气体分析技术
    催化燃烧技术传感器应用广泛并且价格便宜,但易被污染中毒、缺乏安全自检、要求定期维护、标定以及使用寿命短。红外气体传感器这些年发展迅速,克服了以上催化燃烧的缺点,符合IEC61508安全标准,在检测碳氢化合物气体时可提供快速可信的检测结果。本文将就两种传感器的不同优缺点作出比较,以供大家了解。催化燃烧 催化燃烧最早起源于十九世纪六十年代采矿业,早期简单的铂丝线圈传感器由于能耗大、零点漂移严重不适于连续操作。 当前催化燃烧检测器连接两个铂丝线圈,每个都包裹着氧化铝粘土。检测单元包裹着催化剂,可燃气通过时可促进氧化发热。 催化燃烧优点 1、 检测器价格低廉、供应广泛; 2、 可使用各种可燃气,如果方法正确,可用于特殊物质检测; 3、 装置简单,除了标准气,没有其他特殊的维护装备; 催化燃烧缺点 1、 易中毒,如果暴露在有机硅、铅、硫和氯化物组分中,将失去对可燃气的作用; 2、 易产生烧结物,阻止可燃气与传感器接触; 3、 没有自动安全防护装置; 4、 在某些环境下灵敏度会下降(特别是硫化氢和卤素); 5、 需要至少12%的氧气浓度,在氧气浓度不足情况下工作效率明显下降; 6、 如暴露在可燃气体浓度过高的环境下,会被烧坏; 7、 使用时间越长,灵敏度越低; 8、 寿命有限,最长3-5年; 9、 需定期进行气体测试和标定;红外技术 包含一个原子以上的气体能吸收红外光,这样碳氢化合物和一些气体比如二氧化碳、一氧化碳能通过红外技术进行检测。二氧化碳气体分析示意图 为了区分红外吸收,气体和其他物质比水,需要额外增加一个波长宽带为2.7-3um的传感器。碳氢化合物在此范围没有吸收峰。这可以阻止错误报警发生和减小干扰物质的信号。双光束设计就是被用来防止光学组分污染造成错误报警。 红外技术优点 1、 较快的反应速率:响应时间一般小于7秒; 2、 自动故障操作:电源错误、信号错误、软件错误都能反馈给控制系统; 3、 对污染性气体的信号抗干扰能力强; 4、 寿命长,一般大于10年; 5、 维护成本低; 6、 无需氧气; 7、 高浓度可燃气体条件下,不会烧坏; 8、不会烧结,相应的问题也不会发生; 红外技术缺点 购买价格高于催化燃烧检测器 催化燃烧需要定期测试(通过标气)。有些海洋石油平台通常每六周需测试一次,每3-5年需要更换一次,这样需要耗费大量的成本。 不会烧结的红外气体检测仪器可自我检测,比检测如灯、传感器、窗口、软件等这些不可恢复的问题,从而大大降低出现问题的可能性。较少的零点、量程漂移及高灵敏度意味着红外气体检测仪器的校准和常规维护少,一般为6-12个月。 同时,红外传感器的价格近年已经显著下降,虽然价格还是高于催化燃烧检测器,但实践经验表明,红外传感器的成本可通过减少维护成本来降低。故红外气体传感技术取代催化燃烧技术大势所趋。 四方仪器自控系统有限公司,以自主知识产权的红外传感器核心技术为依托,成功研制红外烟气、沼气、煤气、尾气、天然气等节能减排仪器仪表,并已广泛应用于电力、钢铁、有色金属、煤化工、石油化工、垃圾焚烧、厌氧发酵、机动车及发动机检测、石油天然气勘探、煤层气综合利用、空分、节能环保部门、科研院校及民用等领域。 红外传感器可检测特征吸收峰位置的吸收情况,以确定某种气体的浓度。这种传感器过去都是大型的分析仪器,但近些年,随着以MEMS技术为基础的传感器工业的发展,这种传感器的体积已经由10升,45公斤的巨无霸,减小到2毫升(拇指大小)左右。 微型红外传感器 使用无需调制光源的红外传感器使得仪器完全没有机械运动部件,实现免维护,有效降低维护成本,从而降低工业过程气体的监测成本。(欢迎转载,转载请注明来源:工业过程气体监测技术)
  • 第五届华人光催化材料学术研讨会正式召开
    会议介绍:本次会议于2023年2月17-20日在武汉晴川假日酒店举行。由中国地质大学(武汉)、淮北师范大学、长沙学院、吉林化工学院联合主办。会议名誉主席为吴骊珠院士,孙立成院士,唐军旺院士,张金龙院士。会议主席为余家国院士。会议旨在为光催化领域的海外华人和国内外专家提供一个高 水平的成果交流和展示平台。北京中教金源科技有限公司作为赞助单位参加此次会议,欢迎各位老师莅临指导。会议议题:光催化材料的基础研究;S型异质结光催化材料;光催化材料的掺杂和能带调控;光催化材料的形貌和晶面控制;光催化材料的制备策略;光催化材料的第一性原理研究;光催化材料的环境应用;光催化分解水产氢;光催化产过氧化氢;光催化二氧化碳还原制备碳氢燃料。会议目的及意义:大气变暖、能源短缺和环境污染已经成为制约人类社会可持续发展的重大科技和社会问题。当前,中国已进入能源高速消耗阶段并排放大量CO2,其CO2排放量约占全球排放量的27%。习近平总书记在第75届联合国大会上讲话指出,中国力争于2030年前实现碳达峰,努力争取2060年前实现碳中和。中国正积极采取各种措施应对气候变化,同时探寻气候变化带来的新机遇。太阳能是最重要的清洁和可再生能源,然而其不可预测性、季节昼夜时变性、分布不均和能量密度低等难题限制了它的实际应用。传统的太阳能电池和风力发电受时间和地理位置的影响,电能的产生和利用不能同步,因此必须解决电能储存的问题。光催化技术在解决能源和环境问题方面有着非常广阔的应用前景。光催化可以利用太阳光将水分解产生氢气,从而将光能转化为可储存的化学能—氢能,氢能能量密度高,使用方便,零碳排放,被认为是一种理想的能源载体。光催化材料和技术还可以利用太阳光将二氧化碳转化为甲烷和甲醇燃料,从而达到节能减排的目的。光催化也可以通过空气中的氧气和水反应合成过氧化氢,过氧化氢是一种绿色化工产品,广泛应用于杀菌、消毒、漂白,燃料电池等领域。通过太阳能光催化技术制备的氢气、碳氢燃料、过氧化氢等燃料统称为太阳燃料。
  • 大连化物所实现生物质催化转化制备低碳天然气
    近日,中国科学院大连化学物理研究所生物质氢键选控与活化创新特区研究组研究员路芳团队,实现了原生生物质催化转化制备低碳天然气。  天然气是重要基础化石能源之一,可作为发电、供热和运输的燃料,也可用于生产甲醇等大宗化学品。与石油、煤炭相比,天然气燃烧效率高、碳排放及污染物排放低。在当前碳达峰、碳中和的国家战略背景下,发展农林废弃物为原料合成天然气技术路线,对于缓解天然气供应紧张、促进农业废弃物转化和利用具有重要意义。  该工作中,科研人员发展了一种高效的催化氢解策略,可以直接转化多种农林废弃物快速制备天然气:通过精准构建Ni2Al3合金催化活性中心,促进原生生物质大分子中碳-氧和碳-碳键的高效断裂,在温和条件下催化生物质高效转化制备天然气,其中天然气的碳收率可达93%,并且符合管道天然气的组成。全生命周期和经济评估分析表明,生物质天然气与化石天然气相比,碳排放降低了30%左右,通过初始氢压的优化,0.1MPa氢压条件下的碳排放仅为4.0MPa氢压下的10%左右。此外,利用该技术路线,有望实现从原生生物质出发,利用可再生氢气等制备生物质天然气,再通过管道输送将该天然气用于工业、住宅、交通和发电等方面。该技术路线制备的天然气能够有效减少碳排放,具有一定的经济竞争性,为生物质资源转化利用提供了新技术路径。  相关研究成果以Catalytic Production of Low-carbon Footprint Sustainable Natural Gas为题,发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划等的支持。  论文链接 大连化物所实现生物质催化转化制备低碳天然气
  • 上海比朗公司首家推出“气体光催化装置”
    Bilon品牌自2007年推出以来,一直不断地进行着技术的改良,为科研工作者提供着高品质的检测产品。继2010年7月推出Bilon光化学发反应仪,Bilon家族再度创新,于2011年8月,上海比朗公司首家荣耀推出BILON-R-BA型&ldquo 气体光催化装置&rdquo ,该装置系统由反应系统和分析系统组成。配合我公司生产的光化学反应仪可完成气体的在线反应。 气体光催化装置特征 气体光催化装置是一全密闭的反应器,其内部装有200mm*100mm大小,外部可调节高度的支撑块,测试样片放置在支撑块上。支撑块上方有一与其平行的光路窗口,反应器外部的紫外光通过此窗口照射到样片表面。通过调节支撑块的高度使得样片表面与窗口之间的距离大于5.0mm。反应气只能在样片表面和窗口之间通过。光路窗口材料可选用石英玻璃或硼玻璃。 样品的光催化性能测试是在连续流动反应装置中进行,反应装置由反应气供应、光源、光催化反应器组成。由于反应物浓度很低,因此构成装置的材料必须满足低吸附性呵抗紫外线的要求,测试装置原理图见下图。 产品详情请咨询:上海比朗仪器有限公司 www.sh-bilon.com 地址:上海市闵行区中春路988号7号楼5楼 Tel:021-52965995/52965969
  • 岛津赞助首届“丝绸之路”能源催化青年学者研讨会
    日前,以“促进可持续发展的能源催化科学与技术”为主题的第一届“丝绸之路”能源催化科学与技术青年学者研讨会在西安交通大学召开,本届研讨会旨在加强“丝绸之路”沿线高校能源催化科学与技术交流与合作,为中西部及国内其他地区的优秀青年催化工作者提供一个相互学习和交流的平台,展示各位学者在能源催化及相关领域取得的最新研究成果和进展,深入探讨能源催化领域所面临的机遇、挑战及未来发展方向,促进能源催化研究的自主创新及应用转化。岛津公司参加并赞助本次会议。 来自中国科学院、天津大学、中国科学技术大学、California Institute of Technology、北京化工大学、北京理工大学、陕西师范大学、兰州大学、四川大学、黑龙江大学、新疆大学、西北师范大学、重庆大学、西北大学和西安交通大学等近三十所知名大学、科研机构等约80余名师生参加本次会议,其中有14位长江学者、杰青、优青、中组部青拔、青年千人和中科院“百人计划”在内的专家学者。研讨会围绕光催化、热催化、功能材料合成与应用、表界面催化等前沿领域展开演讲,全面展示了各自在能源催化及相关领域取得的最新研究成果和进展。研讨会现场传真 西安交通大学王铁军副校长作了开幕式致辞,他鼓励青年学者要坚持、执着,在相关领域做出新贡献,其中还特别提到岛津公司的科学家田中耕一先生获得诺贝尔奖的故事,勉励与会者在科研工作中要有坚持的精神。在大会报告环节,来自天津大学的杰青巩金龙教授做了题为“氢能转化催化剂表界面调控”的报告,北京化工大学的杰青孙晓明教授做了题为“纳米阵列电极的构筑及其电化学应用”的报告,中国科学技术大学的杰青黄伟新教授做了题为“金催化作用的敏感性”的报告,长江学者、陕西师范大学刘忠文教授做了题为“CO2氧化乙苯脱氢催化剂设计”的报告。光电催化作为一个主要的议题,多位学者就高效光电催化剂合成策略、形貌控制,及在清洁能源转化和环境污染治理两大领域的应用方面进行了集中报告,同时与会专家还就光电催化材料的未来发展方向也进行探讨。 岛津积极参与本次大会,设有展台,通过样本、易拉宝、会议手册宣传页的方式展示岛津最新产品和解决方案。 其中备受与会者关注的《岛津分析仪器在人工光合成中的应用文集》详细展示了GC、GCMS、HPLC和UV等分析仪器在人工光合成反应产物分析中的应用,如:“使用GC-BID进行CO2诱导反应生成CO的分析”;“使用GC-BID进行CO2诱导反应生成甲酸的分析”;“使用GCMS测定同位素标记的CO2来确认反应机理”;“HPLC测定甲酸和甲醛”;“HPLC测定反应中生成的过氧化氢”。 同时还展示了大型分析仪器SPM、XRD、QYM等在人工光合成催化剂表征中的应用,如:“使用SPM对半导体光催化剂进行光辐照原位分析”;“使用XRD对痕量半导体光催化剂粉末进行分析”;“使用QYM对超分子络合物光反应产物的评估”。分析仪器在能源催化及相关领域的研究中起到至关重要的作用,也是与会专家关注的热点,会议期间有不少专家前来岛津展台咨询各类分析仪器的最新产品信息。岛津展台传真 关于岛津 岛津企业管理(中国)有限公司是(株)岛津制作所于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司,在中国全境拥有13个分公司,事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心,并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站,已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念,始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务,为中国社会的进步贡献力量。更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。岛津官方微博地址http://weibo.com/chinashimadzu。岛津微信平台
  • 上海硅酸盐所提出“纳米催化医学”肿瘤治疗新策略
    p   癌症是少数现代医学仍然无法攻克的疾病之一,癌细胞以其复杂多样的代谢方式和生态微环境给癌症治疗带来极大的困难。在目前癌症的治疗策略中,化疗仍是最常用的手段之一。但常规的癌症化疗,在高毒性的药物作用于全身造成强烈毒副作用的同时,病灶的药效却随之大幅降低。事实上,强毒副作用与低化疗效果成为了癌症病人的主要死亡原因之一。因此,开发无毒、安全和高效的癌症治疗体系尤为重要。 /p p   近日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员施剑林、陈雨带领的科研团队提出了“纳米催化医学”的新型肿瘤治疗策略,利用多元化、高选择性和高特异性的催化反应实现安全、无毒药物在肿瘤区域微环境刺激下原位转化为有毒物质,从而达到选择性杀死肿瘤细胞而不对正常组织产生毒副作用的目的。最新的一项将纳米催化医学策略成功应用于肿瘤治疗的工作发表在《自然-通讯》上。 /p p   在该项工作中,研究团队合成了一种枝状介孔二氧化硅纳米粒子作为药物输运系统载体,依次负载直径2 nm的超小四氧化三铁纳米粒子和葡萄糖氧化酶,构建一种新型的纳米催化剂。该纳米催化剂中的葡萄糖氧化酶是一种高活性有机酶,且四氧化三铁纳米粒子是一种高效、高稳定性的Fenton反应催化剂。该催化剂利用肿瘤细胞内旺盛的葡萄糖原料和微酸性代谢环境,连锁地进行高效的生物酶催化反应和化学Fenton催化反应。在第一步生物酶催化反应中,葡萄糖氧化酶选择性地催化肿瘤内的d-葡萄糖生成过氧化氢与葡萄糖内脂。过氧化氢作为下一步化学Fenton催化反应的反应物,在酸性条件下被四氧化三铁催化生成高毒性的活性氧物种-羟基自由基。高毒性的羟基自由基可以诱导肿瘤细胞的凋亡,在实现杀死肿瘤细胞的同时,不对正常的组织和器官造成损害。体内动物实验结果显示,该纳米催化剂对健康的小鼠在1个月的时间内没有不良影响,表明其具有良好的体内生物安全性。在荷瘤鼠的体内治疗毒性研究中发现,其对于4T1乳腺癌肿瘤和U87脑胶质瘤肿瘤的抑制效率分别达64.67%和57.24%,表明该纳米催化剂具有较好的肿瘤杀伤和抑制能力。 /p p   此外,该团队利用瘤内催化反应策略,开展了不同的无毒副作用肿瘤化疗的系列前沿探索工作。如利用介孔氧化硅纳米颗粒作为载体,将无毒的金属朴啉分子输运至癌症病灶,在常规的超声外场作用下,瘤内催化产生大量单线态氧自由基,安全高效杀灭肿瘤(J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 1275-1284)。该团队还合成得到无毒的非晶铁纳米颗粒,进入肿瘤后,这种纳米颗粒在肿瘤弱酸性环境下释放出二价铁离子,催化肿瘤过表达的过氧化氢,原位产生活性氧组分,同样达到安全高效杀灭肿瘤的目的(Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 2101-2106)。这些工作为未来的肿瘤精准治疗提供了全新的路径。 /p p   该研究工作得到了国家重点研发计划“青年科学家”专项(纳米专项)、国家自然科学基金、中国化学会青年人才托举工程以及中科院青年创新促进会等的资助和支持。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/c586eb99-c6e8-41c8-b2e9-73c1aa46ffde.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 基于纳米催化剂的连锁催化反应用于肿瘤治疗的示意图 /strong /p p   论文题目:Tumor-selective catalytic nanomedicine by nanocatalyst delivery /p p    /p p & nbsp /p
  • 赫施曼助力石油化工废催化剂钴的测定
    石油化工废催化剂中往往含有一些有毒成分,主要是重金属和挥发性有机物,具有很大的环境风险。此外,废催化剂中有较高含量的贵金属或其他有价金属,可作为二次资源回收利用。因此,对于石油化工废催化剂的检测尤为重要。以石油化工废催化剂钴的测定为例,根据HG 5588-2019,用原子吸收分光光度法,其测定原理为:用原子吸收分光光度计,使用空气-乙炔火焰,于波长240.7nm处测定试料溶液中的氧化钴,用工作曲线法定量。主要步骤为:1、标准曲线的绘制。取5只50mL容量瓶,采用10ml规格的opus电子瓶口分配器,stepper模式设置4个体积分别为1、2、3、4mL,然后按分液键,将储备液(500μg/mL)分别加入4个容量瓶中(剩一个不加),然后定容,对应标准溶液中氧化钴的浓度分别为0、1、2、3、4μg/mL。按仪器工作条件,用空气-乙炔火焰,以不加氧化钴标准溶液的空白溶液调零,于波长240.7nm处测定溶液的吸光度。以氧化钴的浓度(单位为微克每毫升)为横坐标,氧化钴的吸光度值为纵坐标,绘制工作曲线或计算出线性回归方程。2、测定。量取一定量的试料溶液(5-10mL),置于50mL容量瓶中,再用瓶口分配器加入1mL盐酸溶液,用水稀释至刻度,摇匀。从工作曲线上查得或通过线性回归方程计算出被测溶液中氧化钴的浓度。 3、数据处理。计算氧化钴(Co0)质量分数:取平行测定结果的算术平均值为测定结果,平行测定结果的绝对差值应不大于0.20%。赫施曼的瓶口分配器是采用阶梯式量程原理,操作简单舒适、无人为误差。可代替量筒、刻度移液管,可便捷、安全地进行0.2-60ml的液体移取,带安全阀的ceramus型可应对盐酸、硝酸等易挥发、腐蚀性较强的特殊试剂。 赫施曼的10ml的opus电子瓶口分配器分辨率可达微升,不仅可用于常规的等体积分液,一次装液还可完成10个不同体积的连续分液,可用于毫升级的母液添加;大体积的型号可代替烧杯、玻璃棒,用于稀释液的快速、准确地添加,非常适合做标准曲线和毫升级大批量灌装。
  • 直播预告|“光催化之父”藤岛昭:如何获得清洁能源——光催化与碳循环
    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。
  • 哈尔滨一工业催化中心中试车间发生爆燃 实验室安全的警钟再次敲响
    p   8月28日8时许,位于哈尔滨市哈南工业新城南岗工业园区哈南十二大道的黑龙江省科学院石油化学研究院工业催化中心中试车间发生爆燃事故,所幸没有造成人员伤亡。 /p p   事故发生后,当地公安、消防、120急救部门均赶到现场进行处置。现场情况显示,多辆消防车停靠在附近,消防人员正在进行救援。截至当日9时20分,火灾得到有效控制。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/2c2b8cae-d83c-4183-a27b-e5c87806c917.jpg" title=" 图1.jpg" alt=" 图1.jpg" / /p p   据了解,事发时该车间正在进行生产作业,在启动锅炉加热准备作业时发生爆燃。经相关部门初步调查,现场有甲苯等易燃物质,过火面积200余平米。发生事故的具体原因正在调查中。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/b0bee972-4c8f-4b27-b84c-2550132b4558.jpg" title=" 图2.jpg" alt=" 图2.jpg" / /p p   相关资料显示,甲苯是一种双重性气体,既具有易燃易爆性,又具有有毒有害性,甲苯在空气中的含量超出安全范围后,便会有爆炸、燃烧、中毒的危险,因此,对于甲苯的防范工作极其重要。 /p p   据了解,黑龙江省科学院石油化学研究院始建于1962年12月,前身为中国科学院东北石油化学研究所,是集基础研究、应用研究和高技术创新研究为一体的综合开发类科研机构。 /p p   其是中国最早从事高分子胶黏剂和密封剂研发的单位之一,主要研究领域包括:1.高分子功能材料;2特种胶粘剂与密封材料;3.结构与耐热材料;4.结构胶粘剂与复材树脂;5.工业催化材料;6.精细化工材料。 /p p   作为黑龙江省科学院石油化学研究院一个重要的科研与开发机构,工业催化中心长期承担化工部、中国石化总公司、省科技厅科技攻关任务,研究领域包括:光催化分解硫化氢制氢工艺及催化剂制备;用于偶联反应的非均相钯催化剂制备;加氢催化剂制备及加氢工艺研究;有机电致发光材料的合成;稠环芳烃化合物的合成 医药中间体合成。 /p p   由此可见,黑龙江省科学院石油化学研究院的工作少不了与实验打交道。在化学化工实验中,使用的化学药品与试剂种类繁多,并且许多化学药品易燃、易爆、有毒或有腐蚀性,很多研究工作要在具有危险性的条件下进行。因此工作人员需要有非常强烈的安全意识,实验室安全重于泰山! /p
  • 大连化物所发展抑制光催化分解水制氢逆反应新技术
    近日,大连化物所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部(DNL16)李灿院士、博士后李政和李仁贵研究员等在纳米颗粒光催化完全分解水制氢的逆反应(氢气和氧气复合生成水的反应)研究方面取得新进展,确认光催化完全分解水逆反应发生于低配位活性位点,并利用原子层沉积技术精准定点修饰抑制逆反应,从而显著提升了光催化完全分解水的性能。   太阳能光催化完全分解水制氢不仅具有重要的应用背景,更是基础科学领域的前沿课题。其中,光催化完全分解水体系中助催化剂表面的氢氧逆反应是该领域长期未解决的重要问题。逆反应的存在使得完全分解水光催化体系的效率很低,甚至无法实现分解水反应,是光催化完全分解水的“最后一公里”。李灿团队长期致力于光催化分解水中助催化剂及其表面的催化作用研究,取得了系列重要进展:在国际上较早提出并发展了双助催化剂概念(J. Catal.,2009;Catal. Lett.,2010;Acc. Chem. Res.,2013;Energy Environ. Sci.,2016),并开发出单核锰水氧化催化剂,活性可媲美自然界水氧化催化剂的产氧活性(Nat. Catal.,2018),受到学术界的广泛关注。本工作聚焦光催化完全分解水体系中助催化剂表面的氢氧逆反应问题,以典型的可见光催化完全分解水的催化剂Rh/GaN-ZnO作为研究对象,通过原子层沉积(ALD)的方式将氧化铝(Al2O3)沉积到光催化剂反应中心,可显著提升光催化全分解水的活性。研究发现,ALD沉积Al2O3可以使Rh/GaN-ZnO上的逆反应降低90%,进一步通过光谱表征结合理论模拟证明,Al2O3主要沉积在Rh纳米颗粒表面的低配位点上,揭示出Rh表面的低配位点是氢氧逆反应的主要反应位点。团队通过ALD选择性地将Al2O3沉积到Rh表面低配位点上,有效阻断了氢氧逆反应的发生,从而将Rh/GaN-ZnO上可见光催化完全分解水的量子效率从0.3%提升至7.1%。此外,本工作还发现ALD选择性沉积氧化物的策略还适用于其他贵金属助催化剂,证明了这一策略的普适性。该工作明确了光催化完全分解水中氢氧逆反应的活性位点和机制,为解决这一挑战性问题提供了一条新的普适性策略。   相关研究成果以“Blocking the reverse reactions of overall water splitting on a Rh/GaN–ZnO photocatalyst modified with Al2O3”为题,于近日发表在《自然—催化》(Nature Catalysis)上。该工作的共同第一作者是李政和李仁贵。该工作的理论模拟部分主要与催化基础国家重点实验室理论催化创新特区研究组(05T8组)肖建平研究员团队合作完成。上述工作得到了国家自然科学基金委人工光合成中心、国家重点研发计划等项目的支持。
  • 新型催化剂实现炔烃加氢制烯烃
    近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员陈萍、郭建平团队与厦门大学副教授吴安安团队合作,在催化炔烃选择加氢反应研究中取得新进展。合作团队利用金属配位氢化物,发展出一类新型碱土金属钯基三元氢化物催化剂,并应用于炔烃选择性加氢反应中,实现高选择性催化炔烃加氢制烯烃。相关研究成果发表于《美国化学会志》。  炔烃是一类重要的化工产物,炔烃选择性氢化制烯烃是石油化工以及精细化工中的重要过程。目前研究较多的催化剂主要是金属合金、负载型单原子催化剂等。合作团队提出一种不同的催化剂设计策略,利用碱(土)金属稳定金属氢化物制备出三元配位氢化物催化剂,用于炔烃选择加氢反应,通过催化剂中的阴离子和碱土金属阳离子协同作用调控炔烃、烯烃及反应中间体的吸附与加氢能垒,实现炔烃高选择性氢化制烯烃。  郭建平表示,新型催化剂在活性中心组成、结构、反应动力学性质、催化作用机制等方面显著不同于常规多相炔烃选择加氢催化剂。该研究丰富了炔烃选择性加氢催化剂体系,并基于金属配位氢化物材料组成与结构的多样性,为寻找更加高效的炔烃选择性加氢催化剂提供了更多可能。  相关论文信息:https://doi.org/10.1021/jacs.1c09489
  • 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。
  • 安东帕康塔受邀参加第四届能源与环境光催化材料国际研讨会
    第四届能源与环境光催化材料国际研讨会(EEPM4)于2021年7月25日至29日在西安建国饭店及延安大学举行;EEPM4是一个致力于营造跨学科、无国界、形式丰富的纯学术交流讨论会。会议涉及光吸收、太阳能转换和存储、环境修复、清洁技术和可持续化学,专注于光催化和光电催化反应等领域的基础研究与应用研究。通过各种形式讨论来自世界各地的跨学科研究,包括全体会议、主题演讲和邀请讲座、口头和快速演示、海报会议和商业展览。安东帕邀您莅临3号展位,期待您的到来,进行现场交流。安东帕康塔物理/化学吸附分析仪:Autosorb iQ气体吸附全分析平台,涵盖超低比表面、微孔、蒸汽吸附和化学吸附测量动力学模式及迟滞环扫描模式可提供样品孔结构的全方位信息自动液位传感器控制冷阱升降,确保样品管体积最小化,实现微孔分析的高分辨率真正实时P0测量,为全压力段提供高分辨率可扩展第2和第3分析站,脱气站多达4个安东帕康塔高压容量法气体吸附分析仪:iSorb储气、气体分离研究真正高压:最高200bar安全无忧的高压设计精确的温度控制安东帕康塔真密度仪:Ultrapyc系列TruPyc技术,数据更精准TruLock密封技术,重复性更高powderProtect模式,无惧细粉污染Peltier温控系统,温度更稳定超大触屏,图形用户界面安东帕康塔压汞孔径分析仪:PoreMaster用于介孔和大孔的孔分布测定,孔径范围可达1080 μm-3.6 nm内置独立的高低压站,可多达2个高压站和2个低压站可测定多种固体材料的孔体积,孔径分布,孔隙率,孔喉比等信息低压站可自动进汞,高压站自动液压油循环过滤内置冷阱,双保险内部锁定,样品池倾斜系统,安全可靠微波消解系列:Multiwave GO Plus | 5000 | 7000集微波消解、萃取、合成、氧燃烧、干燥、赶酸等为一体多种转子可选,高达64位的样品处理量最高300℃、80bar的消解条件最高等级的安全防护能力通过国际权威 ETL及GS双重安全认证微波合成系列:Monowave 450 | 400 | 200从0.5mL到1L的刻度范围多达192个的平行反应最高微波反应条件:300℃@80bar最快的加热速率9℃/s安东帕中国总部销售热线:+86 4008202259售后热线:+86 4008203230官网:www.anton-paar.cn在线商城:shop.anton-paar.cn
  • 英国Alphasense硫化氢检测方案深度解析:从核心技术到广泛应用
    在当今环境保护与工业安全备受关注的背景下,硫化氢(H2S)的有效检测与监控显得尤为重要。作为该领域的佼佼者,英国Alphasense公司凭借其良好的技术实力和创新精神,为市场提供了一系列高效、可靠的硫化氢检测方案。英肖仪器将从原理入手,深入剖析其核心技术,并探讨这些方案在多个领域的广泛应用。英国Alphasense硫化氢检测方案深度解析:从核心技术到广泛应用原理探秘:科技引领,准确检测电化学传感器技术:英国Alphasense硫化氢检测方案的核心之一是电化学传感器。该技术利用化学反应将硫化氢气体转化为电信号,实现准确测量。其内部构造精密,包括工作电极、对电极和参比电极。当硫化氢气体接触到传感器表面时,与工作电极上的催化剂发生反应,产生与硫化氢浓度成正比的电流。电化学传感器以其响应速度快、灵敏度高的特点,在硫化氢检测领域占据重要地位。电化学红外吸收传感器技术:除了电化学传感器外,英国Alphasense还采用了先进的电化学红外吸收传感器技术。该技术利用硫化氢对特定红外波长的吸收特性进行检测。传感器内部集成了红外光源、红外检测器和气体室。红外光在通过气体室时被硫化氢吸收部分能量,剩余光被检测器接收并转化为电信号。通过计算入射光与出射光的强度差异,可精确测定硫化氢浓度。电化学红外吸收传感器具有更高的稳定性和抗干扰能力,适用于复杂环境下的高精度检测。应用场景:全面覆盖,准确守护石油化工行业:在石油化工领域,硫化氢是油气勘探、开采、运输和加工过程中常见的有害气体。英国Alphasense传感器及配套报警仪被广泛应用于钻井平台、油气管道、炼油厂等关键位置,实时监测硫化氢浓度,有效预防泄漏和爆炸事故的发生。污水处理与环保: 英国Alphasense硫化氢检测方案深度解析:从核心技术到广泛应用在污水处理厂、垃圾填埋场等环保设施中,硫化氢的排放对环境质量构成威胁。英国Alphasense检测方案助力环保部门和企业实时监控硫化氢排放情况,确保环境质量达标,保护生态环境。农业与畜牧业:在沼气生产、畜禽养殖等农业领域,硫化氢也可能对生产环境和动物健康造成不利影响。英国Alphasense传感器能够及时发现并处理硫化氢超标问题,保障生产安全和动物福利。科研与教育:英国Alphasense硫化氢检测方案深度解析:从核心技术到广泛应用在化学实验室、大学科研机构等场所,英国Alphasense硫化氢检测方案为学生和科研人员提供了一个安全、可靠的工作环境。它确保了教学和科研活动的顺利进行,促进了科学研究的深入发展。电化学硫化氢气体传感器H2S-D4详解主要参数:英国Alphasense硫化氢检测方案深度解析:从核心技术到广泛应用测量范围:100ppm灵敏度:110~170nA/ppm响应时间:线性范围:0~20ppm,全量程线性度误差+/-6ppm过载:200ppm分辨率:工作湿度:15~90%RH负载电阻:10~47Ω主要特点:无过滤网设计:简化了维护流程,降低了使用成本。长寿命:传感器使用寿命长达2年,减少了更换频率和停机时间。英国Alphasense硫化氢检测方案以其科学准确的检测技术、高效稳定的工作性能和广泛覆盖的应用场景,在环境保护、工业安全等多个领域发挥着重要作用。它不仅是守护环境安全、保障工业生产和人员健康的重要工具,更是推动行业技术进步和创新发展的重要力量。更多英国Alphasense硫化氢检测方案深度解析:从核心技术到广泛应用英国Alphasense传感器、英国Alphasense阿尔法传感器、氯化氢传感器HCL-A1、光离子传感器、PID传感器、VOC传感器请致电英肖仪器仪表(上海)有限公司1⃣ ️ 7⃣ ️ 3⃣ ️ 1⃣ ️ 7⃣ ️ 6⃣ ️ 0⃣ ️ 8⃣ ️ 3⃣ ️ 7⃣ ️ 6⃣ ️ 获取进口传感器详细资料。
  • 安东帕康塔受邀参加第十二届全国环境催化与环境材料学术会议
    由中国化学会催化委员会主办,上海大学承办,复旦大学、上海交通大学和华东理工大学协办的第十二届全国环境催化与环境材料学术会议,于2021年6月18-20日在上海召开。对于环保产业的重视是满足人们对美好生活的向往重要组成部分。环境催化和环境材料是催化和材料领域重要的研究方向,是推动环境科学向前发展的重要力量。本届会议的主题是“新时代下的环境催化与环境材料”。进一步推进我国环境催化和环境材料领域科学与技术的发展和成果推广。安东帕邀您莅临B2展位,期待您的到来,共同探讨、以期共同突破技术瓶颈。安东帕康塔物理吸附微孔孔径/化学吸附分析仪:Autosorb iQ气体吸附全分析平台,涵盖超低比表面、微孔、蒸汽吸附和化学吸附测量动力学模式及迟滞环扫描模式可提供样品孔结构的全方位信息自动液位传感器控制冷阱升降,确保样品管体积最小化,实现微孔分析的高分辨率真正实时P0测量,为全压力段提供高分辨率可扩展第2和第3分析站,脱气站多达4个安东帕康塔比表面积和孔径分析仪:NOVAtouch可同时分析多达4个样品,更高分析效率全自动程序控温4站脱气,可与分析站同时运行彩色触摸屏,且允许远程操作专用P0站,可实时测量P0值优化进气模式,大幅提高测试速度安东帕康塔真密度仪:Ultrapyc系列TruPyc技术,数据更精准TruLock密封技术,重复性更高powderProtect模式,无惧细粉污染Peltier温控系统,温度更稳定超大触屏,图形用户界面微波消解系列:Multiwave GO Plus | 5000 | 7000集微波消解、萃取、合成、氧燃烧、干燥、赶酸等为一体多种转子可选,高达64位的样品处理量最高300℃、80bar的消解条件最高等级的安全防护能力通过国际权威 ETL及GS双重安全认证微波合成系列:Monowave 450 | 400 | 200从0.5mL到1L的刻度范围多达192个的平行反应最高微波反应条件:300℃@80bar最快的加热速率9℃/s
  • PEA发布德国PEA MLT 19ii气化过氧化氢空间灭菌器新品
    德国PEA Geschko 气化过氧化氢发生器是德国高端进口用于洁净室、传递窗和隔离器等空间消毒灭菌的便捷移动式设备,该蒸发器采用独特的第三代干法闪蒸技术完全气化,产生的过氧化氢气体广谱灭菌效果强,对嗜热脂肪芽孢杆菌灭菌效果达log-6级,消杀空间病毒细菌等微生物;且不容易在物品表面冷凝,故具有良好的材料兼容性。灭菌后使用催化剂快速降解为水和氧气,保证安全性。灭菌标准符合美国FDA、欧盟中国GMP要求等,同时可提供完整的3Q验证服务。VHP(干法工艺)通过欧美三十多年的实际应用,被全球客户公认为到目前为止安全、高效、环保的替代甲醛、臭氧的空间灭菌方法。气化过氧化氢灭菌工艺已经非常成熟,重复性好,有专门的化学指示剂和生物指示剂验证过氧化氢气体分布均匀情况和无菌保证水平。MLT Zeta单台可满足600m3 灭菌;MLT 19ii单台可满足200m3 灭菌,适用于实验室,生物安全实验室,动物房及笼具,隔离器,冻干机,生物安全柜及高效过滤器,传递窗,Car-T生产及研发等。产品特性有效灭菌适用于对真菌、细菌、病毒和芽孢的广谱灭菌,对嗜热脂肪芽孢杆菌灭菌能力保证SAL≤10-6,且用化学指示剂和生物指示剂易于验证安全不腐蚀严格的国际标准,低温生物消毒法,可快速降解为无毒的H2O和O2;干法工艺充分气化,控制湿度不冷凝,可兼容电子设备等多种敏感材料;第三代闪蒸技术采用德国第三代闪蒸技术,充分气化为气态过氧化氢,配合LiRo气体分布系统,保证气体分布均匀,4-6小时就可完成高效杀菌 可移动智能型可移动灭菌器满足您空间多变和灭多个空间的灭菌需求;操作界面采用西门子PLC,可设置13到500个程序;外接Tablet远程智能控制。合规性符合欧盟和中国GMP,符合美国FDA 21 CFR Part11,数据完整性可靠性,审计追踪功能,完善的验证服务德国品质德国制造工艺,原装进口,严格的国际质量标准保证创新点:1、德国PEA第三代干法闪蒸技术,闭环循环式喷射,这样可保证气化完全为气态过氧化氢,气体分布均匀无死角,且干法气态不冷凝,防止腐蚀 2、更小体积和性价比更高,满足,生物安全实验室,动物房及笼具,隔离器,冻干机,生物安全柜及高效过滤器,传递窗,Car-T生产及研发等。 3、适用于对真菌、细菌、病毒和芽孢的广谱灭菌,对嗜热脂肪芽孢杆菌灭菌能力保证SAL≤ 10-6,且用化学指示剂和生物指示剂易于验证。 德国PEA MLT 19ii气化过氧化氢空间灭菌器
  • 中国科大研制非贵金属电解水制氢高效催化剂取得重要进展
    氢能是有望替代传统化石燃料的可再生清洁能源。其中,通过电化学析氢反应(HER)制备“绿氢”是实现氢能社会的最佳策略之一。由于贵金属铂独特的电子结构,铂和铂基材料是目前唯一商用的电制“绿氢”催化剂;然而,贵金属铂昂贵的价格和地壳中稀有的储量限制了其大规模商业化应用。未来氢能社会对于氢气的大量需求使得必须降低电制“绿氢”催化剂的成本,同时提升其催化活性和稳定性。对催化剂进行电子结构优化,能够提高材料的本征性能。其中,离子掺杂能够通过在材料晶格中引入杂原子,改变局域配位结构进而调控电子结构,实现产物催化性能的提升,是一种有效的性能优化手段。   二硒化钴具有与铂类似的电子结构,因此他们常被研究作为贵金属铂的替代材料用于催化HER反应。但是其活性和稳定性与铂和铂基材料相比仍有差距。通过材料微观结构的设计制备新型高效电制“绿氢”催化剂是当前的研究热点。近日,中国科大俞书宏院士团队报道了一种普适的合成策略用于制备十种单原子掺杂的CoSe2-DETA(CoSe2=二硒化钴,DETA=二乙烯三胺)纳米带。研究人员通过改变掺杂元素,调控掺杂产物的电子结构,进而实现产物电解水制氢性能的优化;最优产物活性与商业贵金属材料接近,表明其在电制“绿氢”领域的潜在应用。该研究成果以“Dopant triggered atomic configuration activates water splitting to hydrogen”为题发表在Nature Communications上。吴睿特任副研究员、许杰、赵川林、苏晓智为论文的共同第一作者,高敏锐教授和俞书宏院士为通讯作者。图1. 单原子掺杂的CoSe2-DETA纳米带产物表征。a,十种单原子掺杂合成方法示意图。b,产物的扫描透射电子显微镜元素分布图。c,d,Pb、Cr、Mn、Fe、Zn、Mo掺杂元素扩展X射线吸收精细结构谱的R空间(c)和k空间(d)。   研究人员成功制备了多种离子掺杂型电催化材料,例如阴离子磷掺杂的二硒化钴纳米带。正如预期,由于磷的引入优化了材料电子结构和局域配位环境,产物显示出令人印象深刻的电解水制氢性能。但是,由于缺乏普适合成的方法,单一磷元素对于产物微观结构调控不够充分,材料性能与结构的关系仍较为模糊。因此,通过设计更多种类元素的掺杂以实现产物电子结构的可控是至关重要的,进而调控产物电催化性能,并总结构效关系用以设计新型高效的HER材料。   研究人员利用他们在前期开发的具有优异电制“绿氢”性能的CoSe2-DETA纳米带材料为研究对象,结合阳离子掺杂的手段,发展了能够一次性制备十种单原子掺杂产物的普适合成方法学(图1)。在该工作中,研究人员借助不同的掺杂原子系统调控产物的局域配位结构,实现了材料的电子结构和HER性能在较大范围内的可控调节。   研究结果表明,所得最优掺杂产物的催化活性与商业铂碳(铂质量分数为40%)相近,其电流密度达到-10mA cm-2所需过电势仅为74mV,由极化曲线计算得到的塔菲尔斜率为42dec mV-1 该产物活性在1000圈循环伏安测试保持几乎不变,还可以在-10mA cm-2电流密度下稳定运行20小时。同步辐射谱学数据表明不同掺杂原子会导致产物中钴原子的配位环境(钴氮配位数与钴硒配位数之比)发生变化,该参数可与产物的HER活性展现出较为匹配的“火山型”曲线关系,展示了掺杂型二硒化钴的构效关系(图2)。   此外,本文还通过理论计算证实了产物性能随局域配位结构的变化规律,为设计制备新型高效催化材料提供了一种新的途径。而最优产物的性能使得该产物有望取代商业铂碳成为电制“绿氢”的理想电极材料。图2. 产物电解水制氢活性、局域配位结构及二者“火山型”构效关系表征。a,不同电极材料的HER极化曲线。b,不同电极材料HER性能对比。c,不同电极材料中Co的X射线吸收近边精细结构谱。d,e,不同材料中Co的扩展X射线吸收精细结构谱的R空间(d)和k空间(e)。f,掺杂产物HER活性随产物中Co配位结构变化的“火山型”曲线示意图。   该工作受到国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金青年基金、科技部国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项项目、合肥大科学中心卓越用户基金等资助。
  • 岛津XPS用户成果分享丨原位光照XPS表征共价有机骨架/NaTaO₃ S型异质结构复合光催化剂
    随着新能源产业的发展,氢能作为一种清洁可再生的能源,具有重要的研究意义,光催化分解水是一种理想的产氢手段。本期岛津XPS 用户成果分享继续介绍复旦大学化学系戴维林教授研究团队近期在光催化领域研究的一些进展及XPS测试技术在其中的应用。成果简介:共价有机骨架/NaTaO3 S型异质结构的合理设计促进光催化析氢复旦大学戴维林教授课题组通过表面氨基修饰以及原位水热过程合成了一种共轭有机框架(COF)材料TpBpy/NaTaO3复合光催化剂,并利用原位光照XPS(X射线光电子能谱)以及DFT理论计算证明其属于S型光催化反应机理,为设计合成高效稳定的光催化材料提供了新思路。岛津公司参与该项研究工作,相关合作研究成果发表于胶体与界面领域国际权威SCI期刊《Journal of Colloid and Interface Science》(IF=9.9)上。图1. N-NaTaO3与NaTaO3的(a) Ta 4f、(b) O 1s高分辨率XPS谱图,(c) 原位光照前后TpBpy/NaTaO3的Ta 4f高分辨率XPS谱图,原位光照前后TpBpy以及TpBpy/NaTaO3的(d) C 1s 、(e) N 1s、(f) O 1s高分辨率XPS谱图研究工作利用3-氨丙基-三乙氧基硅烷在NaTaO3纳米立方体表面修饰氨基,并进一步通过席夫碱反应在NaTaO3纳米立方体表面生长TpBpy-COF,从而构筑了以共价键连接的TpBpy/NaTaO3复合光催化剂。光催化产氢测试结果表明,在模拟太阳光照射下,复合光催化剂的最佳产氢活性达到了17.3 mmolg-1h-1,分别是单独NaTaO3以及TpBpy的173和2.4倍。图1给出了TpBpy/NaTaO3复合材料以及各单一材料中元素的精细XPS谱图,图a,b中Ta结合能的变化以及Ti-O-Si键的出现可以证明NaTaO3表面成功修饰了氨基。图c-f表明,无光照条件下,与纯NaTaO3相比,TpBpy/NaTaO3的Ta 4f峰的结合能降低;而与纯TpBpy相比,N 1s结合能以及O 1s结合能均升高,说明在非光照条件下,复合材料中二者紧密结合,并发生了电荷转移,电子倾向于从TpBpy转移至NaTaO3。进一步通过原位光照XPS技术研究了复合材料在光反应过程中电子的转移情况。可以看出,在光照条件下,复合材料中Ta 4f轨道XPS谱峰的结合能升高,说明在该过程中,NaTaO3失去电子,结合理论计算结果,证实了该光反应过程的S型催化反应机理。仪器介绍全新一代Kratos AXIS SUPRA+ 是基于卓越的研发与制造,兼备高分辨采谱和快速平行成像功能的多技术型 X 射线光电子能谱(图2)。&bull 卓越的便捷性:集样品全自动传输、全自动分析、智能数据采集处理于一体,体现了卓越的便捷性。&bull 优异的性能:拥有多种 X 射线源、大半径双层能量分析器,杰出的荷电中和技术,使其获得了优异的性能。&bull 丰富的扩展性:高能Ag Lα单色X射线源可有效区分光电子峰和俄歇峰并增加探测深度;搭配适应1000°C高温、3 MPa高压及模拟反应气氛的准原位催化反应池;适合不同波长和功率激光及模拟太阳光实时照射样品表面,在样品分析室进行原位光催化反应的光纤系统。&bull 图2 复旦大学化学系X射线光电子能谱仪参考文献:Huihui Zhang, Huajun Gu, Yamei Huang, Xinglin Wang, Linlin Gao, Qin Li, Yu Li, Yu Zhang, Yuanyuan Cui, Ruihua Gao*, Wei-Lin Dai*. J. Colloid Interface Sci., 2024, 664, 916-927.本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 全球催化领域“奥运会”ICC 2016在京举行(组图)
    仪器信息网讯 2016年7月3-8日,第十六届国际催化大会(ICC 2016)在北京国家会议中心举行,来自50多个国家的近3000人出席了本次会议。本次大会主题为“可持续发展的催化科学研究与技术”(“Catalysis for the Sustainable Development of the World”),大会主席由中国科学院大连化学物理研究所李灿院士担任。火爆现场  国际催化大会(International Congress on Catalysis, ICC)起始于1956年的美国费城,每四年举行一次,因与奥运会同步,国际学术界誉之为催化领域的奥运会。六十年来,国际催化大会在催化领域产生了巨大 影响,有力推动了世界催化科学和技术的发展,已成为催化领域规模最大、水平最高、影响最广的国际学术会议。本次会议是国际催化大会在我国的首次亮相,将有助于提升我国催化领域的国际知名度,加速我国催化科技的发展。分会场现场  本次会议包括5个大会报告、2个获奖报告、18个主题报告、81个邀请报告和200余个口头报告,另外还有约1800篇的墙报展示。会议分为6个平行会场,会议内容主要涉及能源催化、催化材料、催化理论、环境催化、工业催化、光电催化、催化化学合成、生物质转化、氧化反应、碳催化等相关领域。  本次国际催化大会涉及到了许多催化相关的科学分析仪器,包括化学吸附仪、激光粒度仪、比表面积分析仪等,许多相关国内外知名仪器厂商也借此契机在大会展区纷纷亮相,向广大客户展示其新产品、新服务和新想法。这些厂商包括:麦克仪器、大昌华嘉、精微高博、美国康塔、赛默飞、贝士德、美国ALTAMIRA等。美国麦克仪器公司大昌华嘉商业(中国)有限公司北京精微高博科学技术有限公司美国康塔仪器公司 赛默飞世尔科技(中国)有限公司贝士德仪器科技(北京)有限公司美国ALTAMIRA INSTRUMENTS公司
  • 华东师大吴鹏团队成功创制高效丙烷脱氢催化新材料
    近日,华东师范大学化学与分子工程学院吴鹏教授团队在分子筛孔道限域金属催化剂高效催化丙烷脱氢领域取得重要进展。面向丙烷脱氢制丙烯这一重要工业反应对高活性、高选择性和高稳定性贵金属催化剂的实际需求,课题组创制了超大微孔硅锗沸石孔道内限域锚定铂(Pt)团簇催化剂,利用沸石骨架金属与Pt的强相互作用,实现了丙烷脱氢高选择性制丙烯反应的长周期运行。2023年6月12日,研究成果以《Germanium-enriched double-four membered-ring units inducing zeolite-confined subnanometric Pt clusters for efficient propane dehydrogenation》为题在线发表于Nature Catalysis上。丙烯是化学工业中最重要的烯烃之一,用于生产多种大宗化学品,包括聚丙烯、丙烯腈、丙烯酸、丙酮和环氧丙烷等。广泛用于丙烷脱氢制丙烯的铂基催化剂面临着制造成本高、容易团聚烧结和高温下催化性能快速失活等诸多问题。因此开发兼具理想催化活性、高选择性及长期耐久性的新型催化剂具有重要的学术和应用价值。吴鹏教授团队开发了一种UTL型硅锗沸石孔道限域的Pt亚纳米团簇型金属催化剂,巧妙利用UTL型分子筛中特殊的富锗双四元环结构(d4r)诱导锚定客体Pt,形成特异性限域于14元环孔道内的亚纳米Pt团簇,构建的主客体双金属结构Pt4-Ge2-d4r@UTL催化剂极大地提升了丙烷脱氢的催化性能,并具有高活性、高丙烯选择性和高耐久性,极具工业应用前景。Pt4-Ge2-d4r@UTL催化丙烷脱氢反应的性能课题组以热/水热结构稳定的Ge-UTL为载体,H2PtCl6为Pt源,采用湿法浸渍制备得到催化剂Pt@Ge-UTL。该催化剂在500oC的反应温度下获得了超过54%的丙烷稳定转化率,99%以上的丙烯选择性。催化剂在不同的丙烷分压,空速以及反应温度下持续稳定催化4200小时。为了满足工业应用需要,课题组还评价了纯丙烷进料、580oC/600oC高温条件下长时间的丙烷脱氢性能,结果表明催化剂具有工业应用前景。亚纳米Pt团簇在UTL孔道内的落位课题组利用积分差分相位衬度成像扫描透射电子显微镜,证实了亚纳米级的Pt团簇特异性地落位在UTL的14元环孔道内,表明Pt在UTL孔道中占据了特定位置,这与14元环孔道具有较大孔尺寸以及骨架Ge在双四元环结构单元的局部富集有关。Pt和Ge的化学状态和配位环境的表征原位XAFS研究表明,最优催化剂Pt-A-2h(31)-R中的Pt物种价态介于0-1之间,线性组合拟合给出了Pt的平均价态为0.576。该催化剂拥有几乎可以忽略的Pt-Pt键散射路径贡献,说明高Ge含量的样品中Pt的尺寸极小(Pt-Pt键配位数大约为3)。重要的是,可以明显观察到位于2.93 Å位置的Ge-O-Pt键的散射路径,且强度很高,证明了Pt是通过Pt-O-Ge键的形式锚定在Ge-UTL沸石上。此外,没有观察到Ge-Ge键的散射路径信号,表明骨架Ge未被还原,仍为原子分散的骨架Ge位点。Ge原子在载体和催化剂中的位置采用19F MAS NMR技术对双四元环结构中的元素组成进行了表征,确认了各种组成的双四元环所占比例并计算出了双四元环结构中Ge含量占整个UTL晶体中Ge含量的95 %左右,表明经酸处理稳固后,样品中的Ge主要位于双四元环结构单元。确定了Pt的定向锚定和落位是通过与双四元环结构中的骨架Ge的化学相互作用来实现的。证明了一种全新的活性位点Pt4-Ge2-d4r@UTL的形成,其可以高效催化丙烷脱氢制取丙烯。丙烷脱氢过程的理论计算结果DFT理论计算和微观动力学模拟结果表明Pt4-Ge2-d4r@UTL结构的计算活化能接近实验值,且远低于Pt(111)的活化能。这归因于Pt4-Ge2-d4r@UTL结构可以有效降低第一步脱氢的能垒,这是整个PDH反应的速率决定步骤,从而提高丙烷脱氢反应速率。吴鹏教授课题组长期聚焦于新型沸石分子筛催化材料的设计及环境友好石油化学化工过程的研究。华东师大化学与分子工程学院博士后马跃为论文的第一作者,华东师大化学与分子工程学院吴鹏教授、徐浩教授、关业军教授,以及中国石油大学(北京)宋卫余教授、内蒙古大学张江威研究员、阿卜杜拉国王科技大学韩宇教授为共同通讯作者。合作单位包括石油科学研究院、崇明生态研究院、重庆大学、中国石油大学(北京)、内蒙古大学、华南理工大学以及阿卜杜拉国王科技大学。
  • 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。
  • 最强光催化剂“出手”“水变氢”效率刷新世界纪录
    在太阳光或一缕LED紫外光照拂下,玻璃烧杯中加入一点点白色粉末,无须加热也无须其他能源,烧杯里的水便可源源不绝产生氢气,且经过数百小时的实验,这种白色粉末的量并未衰减。在云南大学材料与能源学院实验室,你能见到这样的“奇观”。  在碳达峰、碳中和背景下,洁净的氢成为未来的重要能源,高效、低成本制氢,特别是光解水制氢是科学家研究的方向。1月10日,国际著名期刊《自然通讯》发表了云南大学柳清菊教授团队与英国伦敦大学学院唐军旺教授团队、华东师范大学黄荣教授团队合作的一项重要研究成果——以单原子铜锚定二氧化钛,成功制备新型光催化剂,其分解水制氢量子效率高达56%,被审稿人称为“世界纪录”。这意味着“水变氢”有了一条可实用化的新路径。  提高催化效率 才能助推光解水制氢走向实用化  氢能是一种清洁无污染的可再生能源,燃烧值很高,可达每千克140兆焦耳,其具有来源丰富、燃烧产物无二次污染等优点,有望代替石油和天然气,因而受到世界范围的广泛关注。若能得以大规模实际应用,将为“双碳”目标的顺利实现作出贡献。  “目前,制备氢的主要方法有化石燃料制氢和电解水制氢,但两种方法都需消耗传统能源。”柳清菊向科技日报记者介绍,化石燃料制氢,二氧化碳排放量大,每生产1千克氢气,将产生10千克左右的二氧化碳;而电解水制氢也存在能耗和成本问题。“在环境和能源问题日益严重的今天,开发清洁、可持续、低成本的制氢技术,推进氢能的发展显得尤为迫切和重要。”柳清菊说,采用光催化技术,利用太阳能驱动水分解制氢是一种极具发展前途的新方法。  自1972年科学家发现二氧化钛半导体具有光催化性能以来,光解水制氢一直受到学术界及产业界的关注与重视。在能量大于或等于半导体禁带宽度的光照射下,光催化材料价带中的电子吸收入射光子的能量跃迁到导带,形成“电子—空穴”对,空穴和电子迁移到材料表面,与表面吸附的水分子发生氧化还原反应,也就是电子与水发生还原反应产生氢气,空穴氧化水产生氧气。  然而,由于电子带负电,空穴带正电,使得光催化材料中光照所产生的“电子—空穴”很容易复合,导致产氢量子效率低下,严重阻碍了光解水制氢的发展。因此,如何阻止“电子—空穴”的复合,提高光催化制氢效率,成为目前国际上光催化研究领域的重大挑战之一,也是制约光催化制氢技术实用化的瓶颈难题。  这其中,光催化材料是核心。而光催化材料的活性、稳定性和成本是决定光催化技术能否实际应用的关键。  铜离子“补位” 新型光催化材料设计制备突破瓶颈  金属单原子催化剂是近年来迅速发展起来的新型催化剂。相比传统金属催化剂,金属单原子催化剂中的原子以单个的形式负载在载体上,在催化反应中可充分参与反应,实现反应活性中心的最大化,利用效率可接近100%,在理论上可以同时提高催化活性并降低成本。然而由于单原子具有极高的表面能,在合成和催化反应过程中容易团聚、稳定性差、寿命短且制备成本高,阻碍了其实际应用。  “这次起光催化作用的二氧化钛,是一种钛和氧规则排列的晶体,我们通过独特的合成工艺,在其中生成大量的钛空位。”柳清菊向记者解释,有了这些钛空位,就可以请铜离子来帮忙“补位”。  “通过对钛基有机框架材料MIL-125中钛空位的设计和可控合成,我们研制出具有大比表面积和丰富钛空位的二氧化钛纳米材料,以此为载体锚定过渡金属铜单原子,使铜与二氧化钛形成了牢固的‘铜—氧—钛’键。”柳清菊介绍,在光催化制氢反应过程中,一价阳离子铜和二价阳离子铜的可逆变化,大大促进了光生“电子—空穴”的分离和传输,大幅提高了光生电子的利用率,使产氢量子效率获得突破,达到56%。这项突破获得了欧洲科学院院士、伦敦大学学院光催化和材料化学终身教授唐军旺团队的验证。  成本、工艺更“亲民” 光解水制氢产业已初露曙光  新研制的二氧化钛基光催化材料,具有性能稳定、无毒、无二次污染等优点,且生物相容性好、制备方法简单、成本低,与传统方法相比优势明显。通常含贵金属的催化剂,催化活性高,但相应的成本也极高。“新材料中,我们用的是‘贱金属’铜,它储量大、价格低、易获得,这是成本降低的第一个方面。” 柳清菊介绍,此外,原有的催化材料中单个金属原子活性很大,很容易形成团簇,使得催化活性降低。研发团队将铜原子牢固地锚定在钛空位上,不容易团聚,创新性地解决了这个问题,稳定时间很长,在常温常湿条件下,样品放置380天之久,仍然具有与新制备样品相当的产氢性能,进一步降低了产氢成本;另外,新型光催化材料制备工艺简单,无需昂贵的设备,使光催化制氢更加“亲民”。  近年来,柳清菊团队在实验室进行了大量的基础研究,包括材料设计、合成工艺、机理研究、性能优化等,已获得稳定的高性能光解水制氢光催化材料的实验室制备工艺,正准备开展放大工艺研发,为后续产业化奠定基础。虽然传统的光催化材料成本高、量子效率低,国内光催化产氢市场尚未成熟,但随着产业链衔接及相关政策的完善,光催化制氢产业化已是曙光初露。  对柳清菊团队而言,56%的产氢量子效率也不是终点。“我们还在继续努力,使效率进一步提高,如果能够提高到70%以上,对生产应用的意义将是不言而喻的。”柳清菊说,找准了方向,效率再提升将不是梦。随着光解水效率进一步提高和成本进一步降低,氢能时代将加速到来,人类也将还地球以绿水青山。
  • 氢燃料电池催化剂实现量产 打破国外垄断
    p style=" text-indent: 2em " 记者从清华大学核能与新能源技术研究院新型能源及材料化学研究室获悉,燃料电池关键材料催化剂产业化生产难题,已被清华大学氢燃料电池实验室与武汉一家科技公司的联合研发团队攻克。目前,该催化剂获得17项专利,产能达到每天1200克,且价格仅为进口产品一半。 /p p style=" text-indent: 2em " 催化剂作为燃料电池核心材料,其综合性能与国产化直接关系到我国燃料电池技术的核心竞争力及其产业化前景。但相关知识产权一直掌握在西方少数发达国家手中,催化剂核心材料长期依赖进口的高成本现状,制约了我国氢能产业的自主发展。 /p p style=" text-indent: 2em " 2015年,清华大学与武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司开展校企深度合作,联合利用清华大学催化剂制备工艺开展Pt/C催化剂的量产技术攻关。目前,催化剂产能达到1200克/天的规模,可满足40台36kW燃料电池电堆使用,并具备大规模工业化生产条件。该系列成果彻底打破少数国家对该技术的长期垄断,且价格仅为同类进口产品一半。 /p p style=" text-indent: 2em " 催化剂系列化产品已应用在中科院、高校和多家燃料电池公司的燃料电池电堆中。今年底,采用该催化剂生产的氢燃料电池可达1000台。 /p p style=" text-indent: 2em " 攻关团队带头人、清华大学氢燃料电池实验室主任王诚表示,下一步团队将继续提升催化剂的各项指标,提高对硫化物、氮化物等杂质的耐受性,为我国燃料电池国产化不断注入强大动力。 /p
  • 钽酸铋量子点修饰洋葱圈结构的石墨相氮化碳的S型异质结构的光催化析氢性能
    1. 文章信息标题:Onion-ring-like g-C3N4 modified with Bi3TaO7 quantum dots: A novel 0D/3D S-scheme heterojunction for enhanced photocatalytic hydrogen production under visible light irradiation中文标题: 钽酸铋量子点修饰洋葱圈结构的石墨相氮化碳的S型异质结构的光催化析氢性能 页码:958-968 DOI: 10.1016/j.renene.2021.11.030 2. 期刊信息期刊名:Renewable EnergyISSN: 0960-1481 2022年影响因子: 8.634 分区信息: 中科院一区;JCR分区(Q1) 涉及研究方向: 工程技术,能源与燃料,绿色可持续发展技术 3. 作者信息:第一作者是 施伟龙(江苏科技大学)、孙苇(北华大学)(共同一作)。通讯作者为 林雪(北华大学),郭峰(江苏科技大学),洪远志(北华大学)。4. 光催化活性评价系统型号:北京中教金源(CEL-PAEM-D8,Beijing ChinaEducation Au-Light Co., Ltd.);气相色谱型号:北京中教金源(GC7920,Beijing China Education Au-Light Co., Ltd.)。本工作利用SiO2微米球为硬模板和三聚氰胺为前驱体,通过空气化学气相沉积 (CVD)方法合成洋葱圈状结构的g-C3N4(OR-CN),且基于溶剂热法与0D Bi3TaO7量子点(BTO QDs)复合,形成0D BTO QDs/3D OR-CN S型异质结复合物光催化剂,在λ 420 nm的可见光驱动下,讨论了不同质量比的BTO/OR-CN化合物催化剂在2小时内的析氢性能。其中,0.3wt% BTO/OR-CN样品赋予了最佳的光催化析氢速率为4891 μmol g-1,且在420 nm处的表观量子产率(AQY)为4.1%,约是相同条件下的OR-CN的3倍。其增强的光催化活性归因于0D BTO量子点与OR-CN之间形成了S型异质结,有助于促进光生电荷载流子的分散,且增强了可见光吸收强度,此外,通过4次循环实验,发现0D BTO QDs/3D OR-CN S型异质结复合物光催化剂具有优异的稳定性,有应用前景。图1. 制备BTO/OR-CN化合物的实验过程如图1所示,BTO/OR-CN的制备是通过加入0.2 g的OR-CN在BTO的合成过程中,合成的样品命名为xBTO/OR-CN,其中x代表BTO在化合物中的质量比,分别为0.1%,0.3%,0.5%,1.0%。此外,为了比较,合成了块体g-C3N4(B-CN)和0.3%BTO/B-CN复合物,B-CN的合成是通过一步煅烧3 g三聚氰胺,550 °C加热4小时,升温速率为2.3 °C/min,从而得到黄色的产物。0.3% BTO/B-CN复合物的合成类似于0.3% BTO/OR-CN复合物的合成过程,仅仅用B-CN代替OR-CN。图2. BTO、OR-CN和不同复合物的XRD图如图2示,OR-CN、BTO以及不同质量比的BTO/OR-CN化合物(0.1%、0.3%、0.5%和1.0%)的XRD图表征晶体结构和结晶度。对于BTO样品,2θ在28.2°、32.7°、46.9°和58.4°属于Bi3TaO7的(111)、(200)、(220)和(222)面(JCPDS:44-0202)。OR-CN拥有两个衍射峰在13.1°(100)和27.4°(002),分别归因于芳香单元的层内结构堆积基序和层间堆积基序。至于BTO/OR-CN化合物,引入BTO没有影响OR-CN的相结构,当负载0.1%、0.3%、0.5%和1.0%的BTO在OR-CN上,很难发现额外的BTO特征峰,这很可能是因为少量的BTO QDs。图3. OR-CN的SEM图(a)0.3% BTO/OR-CN复合材料的SEM图(b)TEM图(c)HRTEM图(d)和EDX图(e)如图3所示,通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析制备的样品的结构和形貌。OR-CN样品呈现了洋葱圈形状,尺寸大约在150-200 nm。负载BTO QDs在OR-CN的表面上形成BTO/OR-CN复合物之后,OR-CN的洋葱圈结构没有改变,但表面变得更粗糙。为了进一步清晰地观察BTO/OR-CN化合物,0.3%BTO/OR-CN的TEM图展现了BTO QDs均匀地分布在OR-CN表面上且与OR-CN底物亲密的接触,这有助于电荷的分散和转移。同时,化合物的高分辨透射图(HRTEM)反映了BTO和OR-CN之间有好的界面接触,其中,晶格间距为0.27 nm与Bi3TaO7晶格面(200)相匹配。展现了成功地构造了0D/3D BTO/OR-CN异质结催化剂。0.3%BTO/OR-CN的EDX图揭示了C,N,Bi,Ta,O元素的存在,进一步证实BTO QDs锚定在OR-CN的表面上。图4. 光催化产氢(a)析氢速率(b)B-CN、OR-CN、及其0.3%化合物光催化产氢(c)析氢速率(d)循环实验(e)循环实验前后的XRD图(f)如图4所示,以300 W的氙灯作为光源(λ 420 nm),研究了制备的样品的光催化析氢活性。结果表明制备的BTO样品几乎不产氢,而OR-CN在2小时辐照过程中产生了相对较低的氢气,约为1736 μmol g-1,这是由于BTO对可见光的吸收较低和电子-空穴的快速重组所致。当耦合OR-CN和BTO之后,光催化析氢活性显著的增强,其中,最佳的0.3% BTO/OR-CN复合材料展现了析氢量大约是4891 μmol g-1,是单组分OR-CN样品的3倍左右。同时,0.3% BTO/OR-CN异质结光催化剂在420 nm波长表现出较高的表观量子产率(AQY)为4.11%。当BTO QDs的加入量从0.1%增加到1.0%时,光催化析氢性能呈现出先增后减的趋势,其中,最优的0.3% BTO/OR-CN样品的光催化性能优于其他复合样品,这是因为构建了S型异质结,加速了光生电荷的传输和分布。此外,在OR-CN上引入BTO QDs可以增加比表面积、提供更多的活性位点、增强光响应强度和延长光诱导电荷寿命。随着进一步增加BTO QDs的量,光催化产氢速率减小,这是因为过量的BTO QDs负载在OR-CN表面可能会影响BTO QDs的分散,且由于屏蔽效应阻碍OR-CN的光吸收效率。因此,负载合适量的BTO QDs有利于光催化产氢。此外,最优样0.3% BTO/OR-CN的产氢速率为2445.5 μmol g-1。为了比较,还合成了0.3%BTO/OR-CN复合物,制备的样品的析氢量和析氢速率的排序:0.3%BTO/OR-CNOR-CN0.3%BTO/B-CNB-CN,这表明CN的洋葱圈结构和化合物的异质结界面有利于提高光催化活性。经过四次循环实验,可以清晰地发现光催化析氢有轻微的降低。同时,XRD图也用于评价样品的稳定性,循环前后的XRD图没有发生改变。这些结果展现了制备的 BTO/OR-CN样品拥有优异的稳定性和光催化析氢活性。图5. MS图(a和b)S型异质结机理(c)BTO/OR-CN复合物光催化析氢中光生电荷分离转移机理(d)利用Mott-Schottky(MS)图确定OR-CN和BTO的能带结构。OR-CN和BTO样品的质谱图在1000、2000和3000 Hz处呈现正斜率,说明OR-CN和BTO具有典型的n型半导体特征。OR-CN和BTO在接触前的带位置存在偏差,OR-CN是一种费米能级较高的还原型光催化剂,而BTO是一种费米能级较低的氧化型光催化剂。此外,通过紫外光电子能谱(UPS)计算了OR-CN 和BTO的功函数,分析了界面电荷转移过程。确定OR-CN和BTO样品的二次电子截止边的结合能(Ecut-off)分别为16.921 eV和16.054 eV。然后,BTO和OR-CN在黑暗中密切接触后,OR-CN的CB上的电子自发地流向BTO,直到二者的费米能级达到相同水平。因此,OR-CN组分失去电子并携带正电荷,导致OR-CN的CB边缘向上弯曲,同时,BTO组分得到电子,电子在其CB上积聚,BTO带负电荷,导致CB边缘向下弯曲,从而,OR-CN和BTO界面形成内部电场。在可见光的照射下,电子在内部电场和库伦相互作用的驱动下由BTO的CB转移到OR-CN的VB上与空穴复合,此外,保留在OR-CN的CB上的电子和BTO的VB上的空穴将分别参与光催化氧化还原反应。基于以上的分析,提出了BTO/OR-CN光催化反应的可能的S型机理,在可见光的照射下,BTO和OR-CN中价带(VB)上的电子跃迁到导带(CB)上,价带上形成空穴,BTO导带上的电子可以转移到OR-CN的价带上并与空穴结合。由于OR-CN导带的电势比H+/H2(0 eV vs. NHE)更负,所以,H2O分子可以与电子反应生成H2。用三乙醇胺(TEOA)猝灭BTO价带上积累的空穴。
  • 日立高新倾情赞助第二届国际生物质催化炼制大会
    国际生物质催化炼制大会(International Congress on Catalysis for Biorefineries)是在生物质催化转化技术蓬勃发展形势下产生的国际性学术会议,每两年召开一次,由各大洲轮流主办。第二届国际生物质催化炼制大会(2nd International Congress on Catalysis for Biorefineries)由中科院大连化学物理研究所承办,于2013年9月22-25日在大连召开。 本次大会主题为&ldquo 生物质催化转化过程的基础和应用问题研究&rdquo ,旨在为全球生物质催化转化专家提供高水平的学术交流平台,展示生物质清洁高效催化转化技术的最新进展,并为来自世界各国的生物质转化工业界人士提供一个与学界交流的契机,从而推动生物质能源产业可持续发展。 本次大会为全球生物质催化转化专家提供了高水平的学术交流平台,展示生物质清洁高效催化转化技术的最新进展,并为来自世界各国的生物质转化工业界人士提供一个与学界交流的契机。来自于中国、美国、德国、英国、法国、日本等20个国家的300余位专家、学者和企业界人士出席了会议。与会者包括西班牙皇家工程院院士、美国工程院院士、现任国际催化协会理事会主席和国际分子筛协会主席Avelino Corma教授、国际催化理事会副主席Gabriele Centi教授、德国科学院院士Ferdi Schü th教授、Journal of Catalysis主编Johannes A. Lercher教授等国际知名专家。 大连化物所所长张涛研究员作为会议主席在开幕式上致欢迎辞,国家自然科学基金委化学部三处项目主任高飞雪研究员和中国化学会催化委员会主任包信和院士等分别在开幕式上致辞。 作为此次大会的赞助商,日立高新技术公司在本次会议上做了标准展位,吸引了众多研究工作者前来交流与讨论。 图为 日立高新技术公司展位 关于日立高新技术公司:  日立高新技术公司是一家全球雇员超过10,000人,有百余处经营网点的跨国公司。企业发展目标是&ldquo 成为独步全球的高新技术和解决方案提供商&rdquo ,即兼有掌握最先进技术水准的开发、设计、制造能力和满足企业不同需求的解决方案提供商身份的综合性高新技术公司。日立高新技术公司的生命科学系统本部,通过提供高端的科学仪器,提高了分析技术和工作效率,有力推进了生命科学领域的研究开发。我们衷心地希望通过所有的努力,为实现人类光明的未来贡献力量。  更多信息请关注日立高新技术公司网站:http://www.hitachi-hitec.cn/
  • 第二十二届全国稀土催化学术会议召开在即
    第二十二届全国稀土催化学术会议(2018年10月12-14日) 上海岩征邀请您参加由中国石油大学(华东)、中国海洋大学和青岛大学协办的第二十二届全国稀土催化学术会议。 本届会议将全面展示和反映近两年来我国在稀土催化材料以及稀土催化剂研究和应用方面所取得的成就,深入地探讨稀土催化领域所面临的机遇、挑战及未来发展方向,进一步促进和活跃我国稀土催化以及相关领域的科学技术事业的发展。 将围绕“稀土催化领域新概念与工业技术发展”的主题进行深入交流,交流形式包括大会报告、特邀报告、主题报告、邀请报告、口头报告、墙报展讲等。 我国是稀土资源大国,十三五期间我国稀土正从原材料的开发向推广应用转变,稀土催化作为稀土科学和和催化科学的重要分支,必将起到重要作用。加强稀土催化在能源、环境、材料等方面的应用基础研究,既可提高生产效率,又能高效利用资源和减少环境污染,符合国家十三五可持续发展的战略方向。 十月的青岛,气候凉爽,景色宜人。在这美丽的季节,我们期待各位相聚青岛、相聚“第二十二届全国稀土催化学术会议”。 我司将携带微型高压反应釜(机械搅拌);平行高压反应釜;高温高压光热催化装置;多通道催化剂评价装置参加此次会议,欢迎各位老师同学前来参加指导。会议地址:青岛中国气象局青岛气象度假村东海东路87号会议时间:2018年10月12-14日
  • 卡博莱特· 盖罗回访中石化催化剂(北京)有限公司
    前言乙烯工业是石油化工业的龙头,国内现有的乙烯装置全部采用催化加氢除乙炔工艺来制备聚合级乙烯。碳二加氢催化剂技术是整个乙烯技术中的关键技术之一。卡博莱特盖罗来到中石化催化剂(北京)有限公司对高温箱式炉RHF1400进行安装并回访生产运行一部,探访卡博莱特盖罗马弗炉在石化催化剂行业的应用。 中国石化催化剂有限公司作为中国石油化工股份有限公司的全资子公司,是全球知名的炼油化工催化剂生产商、供应商、服务商。中国石化催化剂(北京)有限公司是中国石化催化剂有限公司的分公司,坐落在美丽的燕山石化,始建于1993年6月,企业已通过GB/T 19001、GB/T 24001、GB/T 28001和Q/SHS0001.1管理体系的认证。公司于2015年5月获得中关村高新技术企业认定。中石化催化剂(北京)有限公司现有4套主要生产装置。主要产品为:银催化剂、碳二碳三选择性加氢催化剂、聚烯烃助剂、芳烃溶剂。 中国石化催化剂(北京)有限公司生产运行一部于2008年和2012年分别购买了两台卡博莱特的高温箱式炉RHF1400,十年间使用状况良好,设备稳定,并于2018年底再次采购了一台卡博莱特盖罗的高温箱式炉RHF1400,6月17日销售经理叶上游先生与高级维修工程师袁石峰先生来到中石化催化剂(北京)有限公司生产运行一部,对新购买的RHF1400进行安装和培训使用。据了解,生产运行一部主要是生产碳二选择性加氢催化剂的部门,马弗炉是用于催化剂的产品检验。碳二选择加氢催化剂的载体性质非常广,马弗炉烧完之后主要检测四项指标,吸水率,强度,密度和比表面积。崔工对卡博莱特盖罗的产品质量及售后服务安装都给予了高度评价。卡博莱特盖罗的马弗炉控温精度比较高,比其他一些品牌精度高一些,样品烧结的差别比较明显。 2008年及2012年采购的卡博莱特盖罗高温箱式炉RHF1400 生产运行一部的崔工(右)与卡博莱特盖罗销售经理叶上游先生(左)合影 合成各种聚合物的乙烯单体,通常是由烃类蒸汽裂解制得。在裂解气中除了乙烯单体以外常常含有少量的乙炔等杂质,为了提高聚合物的性能,通常需要对裂解气进行精制,以使乙炔含量降至10ppm以下,最好小于5ppm。工业上一般采用催化选择性加氢的方法将乙烯原料中的乙炔除去。近年来,由于乙烯需求量的增加,大多数厂家通过改扩建装置来提高乙烯产量,导致碳二加氢单元的负荷增加,因此对乙炔加氢催化剂性能也提出了更高的要求。拥有自主知识产权的碳二选择加氢催化剂的开发并在工业装置上的成功应用,可大大减轻国内乙烯装置对国外技术的依赖,对保证我国能源与经济安全、提高乙烯工业的竞争地位有重要意义。CarboliteGero(卡博莱特盖罗)是弗尔德集团建立的专业马弗炉品牌,拥有了全系列炉类产品,加热温度从室温至3000°C,容积从3L至14000L,应用领域覆盖实验室至工业,包括各类气氛炉类产品。CarboliteGero有着灵活的方案,能为用户提供个性化的解决方案,如:航空航天领域、工程领域、材料科学、热处理、医药、生物及实验室检测等领域。卡博莱特盖罗以满足用户需求为中心,提供设备选型指导,有专业领域的工程师为全球的用户提供现场安装和调试服务。RHF系列高温箱式炉采用硅碳棒加热,有4种炉腔尺寸,每种都有3种不同最高工作温度可选(1400°C, 1500°C和1600°C)。坚固的结构和高品质加热元件保证加热速率(通常40分钟内升到1400°C)和长久的使用寿命。RHF系列高温箱式炉特点:◆ 最高工作温度1400°C,1500°C或1600°C◆ Carbolite Gero301控制器,单段程序控温,计时器功能◆ 炉腔体积3,8,15或35L◆ 阻尼式上开门(仅3L,8L型号)◆ 硅碳棒加热元件使用寿命长,能够承受间歇操作产生的应力◆ RHF系列3L和8L采用一体成型的炉底板,15L和35L采用碳化◆ 硅炉底板◆ 低蓄热量的保温材料,升温和降温迅速
  • TOC分析的在线高温燃烧法比较:催化燃烧与非催化燃烧
    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!
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