纳米催化

摘要： 纳米催化在现代化学工业中起着至关重要的作用.当前社会的高速发展,促使人们在不同领域探索新型纳米催化剂引导技术革命以解决日益严峻的能源及环境危机.要实现在原子水平上精确调控并对催化剂结构进行设计以开发高效的纳米催化剂,必须深入了解其中的基本物理化学理论,如活性中心的配位结构以及催化剂与吸附质之间的作用规律等.然而,受当前表征技术和理论化学及合成方法学的限制,从复杂的纳米催化体系中剥离出真正的活性位并对其进行精确定向合成还面临极大的挑战.本文总结了影响纳米催化的因素,并重点阐述了开发电催化和光催化及热催化纳米催化剂中涉及的合成策略.在电催化反应体系中,围绕电解水和氢燃料电池以及CO_(2)电还原催化剂的开发策略进行了阐述.为缓解当前商用析氢和析氧催化剂对贵金属的依赖,本课题组基于具有核壳结构的金属-有机聚合物前体开发了一种热解策略,分别制备了多孔氮掺杂碳材料包覆的CoP/NCNHP和MoP@NCHSs电解水催化剂.得益于多孔碳材料暴露的高活性位数量及氮物种与活性金属之间的强协同作用,该类催化剂在催化酸性析氢反应(HER)和碱性HER以及析氧反应(OER)中表现出高效的活性和稳定性.此外,本文介绍了一种可以极大提高金属利用效率的Pt_(3)Ni纳米框架催化剂.该框架结构呈现独特的Pt表面富集特征,不仅最大限度地暴露了高活性的棱/角位点,还有利于分子在框架内部的扩散传质,这种独特的结构使其在氧还原反应(ORR)中表现出较好的催化活性.针对电催化CO_(2)还原,本文重点阐述了氮配位策略在单原子催化中的应用,并针对单原子在催化多分子转化时面临的挑战,发展了一种“原子对”催化剂.在光催化反应体系中,为促进光生电子-空穴对的分离并抑制其复合,本课题组报道了一种具备快速可逆光致变色能力的Bi_(2)WO_(6-x)纳米片.与传统光致变色材料不同,Bi_(2)WO_(6-x)纳米片在光照及O_(2)的作用下可以实现光生电子的快速利用及空穴的消耗,使光生载流子分离得到显著而持续的增强;此外,通过比较载流子在不同晶面的动力学差异,本课题组还揭示了少数载流子动力学对光催化反应活性的影响规律,实现了温和条件下光催化高效碳氢键活化.在多相催化反应体系中,总结了一系列控制金属原子聚集状态的制备策略.针对工业上重要的硅烷氧化和苯氧化以及N-甲酰化反应,重点阐述了氮配位及MXene缺陷稳定策略在制备单原子Au_(1)/mpg-C_(3)N_(4)、Fe-N_(4)以及Pt_(1)/Ti_(3-x)C_(2)T_(y)催化剂中的应用及反应活性位点的调控研究.

摘要： 以纳米氧化镁为载体,采用浸渍法制备一系列过渡金属负载型催化剂.测试其对染料的降解性能后筛选出了效果最优的催化剂Ag/MgO,并采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)以及X射线吸收近边结构(XANES)等表征方法对该催化材料的结构特征、微观形貌进行分析.通过表征分析发现Ag是以纳米簇的形式均匀地分散在MgO表面,Ag和Mg之间形成了双金属位点,且催化剂中Ag的电子密度较高,从而具有较高的催化活性.在甲醛溶液中,在室温、无需光热等条件下即可高效降解偶氮染料AR1.该反应体系中影响降解效果的因素主要是温度和甲醛浓度,温度升高,降解效率增大,但甲醛浓度有最优值(1 mol· L-1).通过自由基捕获实验测得反应中有2种自由基在发挥作用,即具有还原性的氢自由基和具有氧化性的超氧自由基,它们的协同作用可以将染料分子中的显色基团(-N=N-)轻易地破坏,这种“还原-氧化”的协同作用机制提高了反应效率.此外,醛类也是常见污染物之一,将其作为助剂的同时达到了“以污治污”的效果.

摘要： 纳米催化正在面临技术上的革命,对金属纳米颗粒的尺寸分布及形貌结构等的精准控制提出了更高的要求,原子层沉积(ALD)由于可实现原子尺度的精准控制而为这一问题的解决提供了参考.本文综述了ALD技术在纳米催化中的研究进展,回顾了ALD的发展历史、基本原理和主要设备及工艺,介绍了ALD常见底物及得到的催化剂结构类型.重点阐述了ALD所得催化剂的分类及其在热催化、电催化及光催化领域中的应用.分析了ALD目前面临的挑战,并对未来发展进行了展望.

摘要： 1月6日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所发布新闻,由该所江河清研究员带领的膜分离与催化研究组在《材料化学》期刊上发表相关研究成果综述文章。由于比表面积大和孔结构可调等特点,介孔纳米材料在能量储存、气体分离和纳米催化等领域具有潜在的应用前景。江河清研究员带领的膜分离与催化研究组前期围绕界面相容性调控这一科学问题,以功能化介孔聚合物为基底,利用金属有机框架化合物(MOF)中的Al金属中心与介孔聚合物表面功能基团之间的配位作用,将纳米MOF限域在介孔聚合物孔道内,该类MOF表面的缺陷位点与CO2分子间存在较强的相互作用,显著提高了MOF在低压条件下的CO2吸附容量。

摘要： 2019年3月12B,由宁波新福钛白粉有限公司和成都干砺金科技创新有限公司共同开发完成的“自拟合纳米催化污水处理剂的生产方法与产品”,该成果属国内首创并达到国际领先水平。据介绍,该成果通过采用钛白粉副产硫酸与含钛原料的一步反应,生成舎有硫酸、硫酸铁和硫酸钛的自拟合纳米催化污水处理齐U,应用于印染工业污水处理。在印染工业污水的碱性条件和稀释作用下,硫酸钛耦合水解成纳米Ti02,对污水处理中有机物催化分解。

摘要： With the help of nanotechnology,a kind of Pt/Fe bimetallic nanoparticles with different ratio of nnFe was prepared with PVP as protective agent and ethylene glycol as the reducing agent.And then the desired Pt-FeOx catalysts with different microstructural environment were obtained by following oxidation treatment and used as catalysts for CO oxidation.The results show that the number of FeOx species affects both the valence of Pt species and the redox properties of Fe species themselves.These properties have a direct and indirect effect on the activation of CO and oxygen molecules.It can be concluded that the presence of appropriate FeOx species around Pt is beneficial to the construction of highly active CO oxidation catalysts.%借助较为成熟的纳米技术手段,采用PVP为保护剂、乙二醇为还原剂制备具有不同Pt/Fe比例的双金属纳米粒子,最终通过氧化处理获得具有不同微结构环境的纳米Pt-FeOx催化剂,并以此为模型考察它们对CO氧化性能的影响.结果表明FeOx物种的数量一方面影响Pt物种的价态,同时也影响Fe物种自身的氧化还原性质,这些性质直接和间接地影响着CO和氧分子的活化,Pt周围适量FeOx物种的存在对构建高活性CO氧化催化剂有利.

摘要： 纳米催化电解絮凝＋砂滤的处理工艺,对经过紫外消毒后的尾水进一步处理,电解产生初生态强氧化物质杀灭水中的微生物、细菌、藻类和浮游生物,产生的这些微小尸体可以与阴极产生的大量微小气泡结合,上浮再经过砂滤去除,从而降低污水中的BOD5、达到降低出水阴离子表面活性剂和粪大肠菌群,快速氧化分解降低废水中的氨氮（NH3-N）,氧化分解水中的有色物质、油污等有机物,降低水中的色度、臭味等污染指标。

摘要： 采用纳米催化电解、重力浓缩、化学调质和高压隔膜厢式压滤联合工艺处理剩余污泥,实现减量化和无害化处置.剩余污泥经纳米催化电解处理后,破坏絮体结构并转化为可溶性有机物,绝干污泥减少约16％.进入重力浓缩池后,浮泥及臭味产生减少,藻类等微生物生长得到抑制；上清液中BOD5、TP和TN均有所上升,回流至进水,出水水质可稳定达一级B排放标准.进行化学调质的药剂投加量略有增加,但高压隔膜厢式压滤循环周期基本不变,污泥含水率＜60％,满足GB/T 23485-2009《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》标准,污泥外运量减少约18％.与传统污泥脱水工艺相比,具有环境和经济优势.

摘要： 本文通过纳米催化微电解技术对海水杀菌效果的研究,以期确定该仪器的最低完全杀菌的处理当量;利用不同处理当量了解斜带石斑鱼苗对水体中游离氯的耐受范围,并在石斑鱼的苗种培育生产中进行了可行性的实验.研究结果表明:该技术对海水的消毒杀菌效果非常显著，处理当量1.06W·h/t以上的杀菌效果可达到100%，该当量处理每吨海水的用电成本约为0.053分;斜带石斑鱼苗可耐受的最高处理当量为4.08W·h/t，该当量己达到完全杀菌的效果，且持续抑菌效果良好，因此该处理当量可应用到石斑鱼苗种的实际生产中。

摘要： 金是最惰性的一种金属，但氧化物载体负载的金纳米颗粒具有CO催化氧化的特殊低温催化性能，在室温甚至低于室温(-70°C)就有很好的催化活性，而常用的CO催化氧化的铂族金属催化剂(Pd，Pt，Rh，Ir等)一般需在150°C以上才有活性。本文着重于氧化物载体的设计，以增强Au-载体的作用，研制性能良好的金纳米催化剂。

摘要： 为合理、有效地开发利用药用植物资源，在保护资源的同时，兼顾高性价比、低能耗、高环保与可持续发展，新概念、和高新技术的会聚集成、协调联合运用势在必行。中药原料的多样件、组成的复杂性，有效组成分布和稳定程度的差异性，决定了不可能有一种万能的技术和设备可以一劳永逸地解决所有中药提取、分离的问题。针对上述问题文章在对植物次生代谢、生物工程、超声化学、纳米催化、酶化学工程，大孔树脂、膜／中空微孔纤维分离，超临界／混相提取等技术及其优势互补作分析的基础上，通过案例分析从基本科学原理，生物碱、甙类、多糖类、黄酮类的高效、无污染提取与毒性同系物转化、分离的案例分析，对如何正确采用新概念、新技术，在兼顾原料的最大程度的利用、绿色工艺过程、低能耗、不产生二次污染、尽可能零排放的相关问题，通过多种高新技术的会聚和综合、协调运用，实现现代中药提取中自主创新。

摘要： 催化是借助于催化剂对化学反应进行调控的化学过程。在国民经济的诸多方面，尤其是能源转化和环境治理，如石油炼制、合成化肥和汽车尾气处理等方面，催化正发挥着越来越大的作用。本文围绕“限域”体系电子特性对催化剂的影响，通过对金属催化剂的界面限域、孔道材料的“孔道限域”，以及碳纳米管的“协同限域效应”的研究，利用不同材料、不同手段和不同的方法，实现在分子与原子层面上对催化特性的“自由”调控。从实验上和理论上探索通过体系尺寸变化调控催化特性的方法和概念，提出基于限域效应的催化“尺度调控法”的原理。

摘要： 我国在2007年七月与2010年七月起执行第三阶段和第四阶段汽车尾气排放标准，针对轻型汽车而言，需要满足GB-18352.3-2005标准中规定的Ⅰ型试验(冷启动后的平均排气排放量(汽、柴))、Ⅲ型试验(曲轴箱气体排放物(汽))、Ⅳ型试验(蒸发排放量(汽))、Ⅴ型试验(污染控制装置耐久性(汽、柴))、Ⅵ型试验(低温(-7°C)下冷启动后CO和HC的平均排放量(汽))和双怠速试验(测定双怠速的CO和HC和高怠速的λ值(汽))的限值。本文介绍了金属纳米粒子的制备，浅谈了纳米三效催化剂制备、表征和活性的研究情况，分析了利用UAMR方法制备纳米铈锆固溶体的研究。

摘要： 21世纪是纳米技术广泛应用的世纪。纺织工业一直是中国传统工业中的重要组成部分，也是相对而言技术落后，污染严重的，能源消耗集中的行业。纳米材料的化学活性和大比表面对于纺织工业的污水是一种极为有效的治理方式，纳米催化技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。纳米材料在节能方面同样有着巨大的应用前景。纳米润滑材料的引入能够有效地提高能量利用率，减少机械摩擦与磨损，同时也降低噪音污染。以及温室气体的排放。

摘要： 本发明涉及用于合成多壁碳纳米管的催化剂，更具体地，涉及用于合成使经合成的多壁碳纳米管容易分散，并且可显著提高导电性的多壁碳纳米管的催化剂、其催化剂的制备方法及由其催化剂合成而成的多壁碳纳米管。

摘要： 本发明提供了一种纳米锌催化剂及基于纳米锌催化剂高效催化CO

摘要： 本发明涉及用于合成多壁碳纳米管的催化剂，更具体地，涉及用于合成使经合成的多壁碳纳米管容易分散，并且可显著提高导电性的多壁碳纳米管的催化剂、其催化剂的制备方法及由其催化剂合成而成的多壁碳纳米管。

摘要： 本发明提供了一种纳米锌催化剂及基于纳米锌催化剂高效催化CO

摘要： 本发明提供了一种碳纳米管催化剂的制备方法、碳纳米管催化剂及其应用，该制备方法包括以下步骤：将氮源，碳纳米管，有机醇和纯水混合，超声搅拌至溶解，加热蒸发水分，冷冻干燥，煅烧，制得氮掺杂碳纳米管；将氮掺杂碳纳米管，六水合三氯化铁，碳酸钠，氟化钠和纯水混合均匀，加热，冷却，加入纯水和有机醇，固液离心分离，洗涤固体成分并干燥，将固体成分在煅烧，制得碳纳米管催化剂。该方法制得的碳纳米管催化剂，可以利用可见光‑芬顿协同氧化，实现光生电子和空穴的高效分离，有效提高光催化剂的可见光利用率和催化活性，而且便于回收和循环使用。

摘要： 本发明提供一种碳纳米管外壁负载铂纳米粒子催化剂用于环戊酮催化加氢制备环戊醇的方法。该催化剂以碳纳米管为载体，以贵金属铂纳米粒子为活性组分。此方法的实验可控性强，可以选择性地控制在碳纳米管的管壁外负载金属粒子，管外金属粒子所占的百分比可达95％及以上。制备的碳纳米管的管壁外负载铂的催化剂应用在环戊酮加氢反应上有优异的催化活性。该方法和其他应用环戊酮加氢反应的催化剂相比具有巨大优势，在160°C温度，2MPa H2压力下，以异丙醇为溶剂，1wt.％Pt‑out‑MWNT催化剂在环戊酮质量浓度为2wt.％的反应溶液中,反应360min后，环戊酮的转化率可达到90％，环戊醇的选择性可达到91％，产率为82％。

摘要： 本发明提供了一种基于蛭石的催化剂的制备方法，包括以下步骤：对蛭石进行预处理，得到预处理过的蛭石；将硝酸铁、硝酸铝、硝酸镁、七钼酸铵、柠檬酸和去离子水混合，配制浸渍溶液；在铝片的存在下，用所述浸渍溶液对预处理过的蛭石进行浸渍；以及将浸渍后的蛭石煅烧，以得到基于蛭石的催化剂，其中，所述预处理包括：用硝酸对蛭石酸洗后，将酸洗过的蛭石离心甩干至含水量45％‑55％，得到半干蛭石作为预处理过的蛭石。本发明的制备方法可以制备适用于制备优质碳纳米管的催化剂。本发明还提供了通过该方法制备的基于蛭石的催化剂、制备碳纳米管的方法以及由其制备的碳纳米管。

摘要： 本发明提供了一种制备方法，包括以下步骤：由硝酸镁、硝酸铝、硝酸锰、硝酸钴和去离子水制备盐液，其中硝酸镁、硝酸铝、硝酸锰和硝酸钴的质量比按六水硝酸镁、九水硝酸铝、硝酸锰和六水硝酸钴计为(5.86‑6.56)∶(7.225‑7.295)∶(19.82‑20.03)∶(23.42‑23.66)；由氢氧化钠和去离子水制备碱液；向设定在30‑40°C的反应釜中，同时连续充入盐液和碱液；停止充入盐液，继续充入碱液直至pH值为10.36‑10.44；搅拌反应釜内容物以进行反应；除去反应釜中的液体，得到料饼；将料饼烘干后，在390‑410°C进行烧结得到干料；以及对干料进行筛分，取60‑80目的颗粒，以得到催化剂。本发明的制备方法可以制备适用于制备优质碳纳米管的催化剂。本发明还提供了制备碳纳米管的方法以及催化剂和碳纳米管。

摘要： 本发明提供一种具有压电催化性能的无机纳米材料及其制备方法，所述无机纳米材料包括核层材料和壳层材料，所述壳层材料负载在所述核层材料的表面；其中，所述核层材料包括压电材料，所述壳层材料包括金属纳米颗粒。本发明还提供一种催化制氢纳米反应器及其制备方法，所述催化制氢纳米反应器包括如上所述的无机纳米材料、质子供体和脂质，所述纳米反应器为将所述无机纳米材料和所述质子供体共同包裹在所述脂质中形成在外场刺激下产氢的纳米粒子。本发明还提供一种如上所述的催化制氢纳米反应器在制备治疗炎症相关疾病的药物或医疗器械中的应用。

摘要： 本发明公开纳米氧化铜包覆的钯纳米线异质型催化剂及其制备方法和在甲醇电催化氧化中的应用，取钯源、碘化钠和聚乙烯吡咯烷酮，添加到高压反应釜中进行水热反应制备钯纳米线，所得产物清洗干燥后重新分散在乙醇中；将所得产物的乙醇分散液与铜源和抗坏血酸混合添加到高压反应釜中进行水热反应制备非晶氧化亚铜包覆的钯纳米线催化剂，再对所得催化剂粉末进行空气冷等离子体处理，即制得晶体纳米氧化铜包覆的钯纳米线催化剂。本发明的异质型纳米催化材料表面具有高的抗一氧化碳毒化能力和甲醇氧化催化活性，具有良好的应用前景。