催化机理

摘要： 氨(NH3)在食品生产和工业制造中起着至关重要的作用,目前,哈伯-博施(Haber-Bosch)工艺是工业合成氨的主要方法,但是该工艺存在耗能高、碳排放量大等问题.近年来,常温常压下电化学氮气还原反应合成氨因其节能、无碳和可持续的特点,受到了广泛关注.本文首先介绍了电化学氮气还原反应的反应机理,接着重点列举了氮气还原反应电催化剂的研究进展,包括贵金属催化剂和非贵金属催化剂,然后讨论了几种相关催化剂的设计策略,最后对本领域所面临的挑战做了总结,并对下一步的研究进行了展望.

摘要： 针对Mn_(3)O_(4)低温催化活性低、长效稳定性差等问题,以异质原子铝作为掺杂改性剂,通过一步熔融聚合法制备了一系列不同铝掺杂的Al:Mn_(3)O_(4)复合催化剂,并以甲苯作为模拟挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs),评估了不同催化剂的催化氧化能力。研究结果表明:铝掺杂导致了Mn_(3)O_(4)晶体结构的松散,有利于催化剂表面活性氧从氧空位中溢出,从而促进甲苯的低温催化氧化。当Mn和Al摩尔比为4时,获得的催化剂(Al:Mn_(3)O_(4)-4)活性最高,其在230°C以下对甲苯的总氧化活性远大于Mn_(3)O_(4),经过6 h的连续催化反应,Al:Mn_(3)O_(4)-4催化剂展现了较高的催化活性及良好的稳定性,甲苯去除率依然保持在99%以上。

摘要： Fenton技术在废水治理方面的应用日益成熟,但反应机理仍不十分明确。目前,对Fenton技术反应机理的研究中,基于密度泛函理论的量子化学计算方法发挥了重要作用。简述了密度泛函理论计算(DFT)在计算精度和速度方面的优势,介绍了可实现密度泛函理论计算的软件的功能及特点。对均相铁基催化剂、非均相铁基催化剂、多种金属混合催化剂等不同种类铁基催化剂的模拟过程进行了简要介绍,综述了密度泛函理论计算在预测类Fenton催化剂特殊结构、模拟不同污染物在不同条件下的降解过程、解释非均相催化剂表面催化机理与催化特性、揭示Fenton反应机理实质等方面的应用,展望了密度泛函理论计算在阐明不同污染物降解机理、辅助水处理新技术与新型类Fenton催化剂的开发等方面的应用前景。

摘要： 为有效提高负载型催化剂中贵金属的原子利用效率,贵金属单原子催化剂逐渐成为一个研究热点和前沿课题.我们针对单原子催化剂在催化氧化领域中的应用,综述了几种贵金属单原子催化剂的典型制备方法,包括原子层沉积法、湿法化学法、光化学辅助法、热解法等,并讨论了上述方法的优缺点.此外,对比传统贵金属负载型催化剂,我们重点讨论了贵金属基单原子催化剂在CO催化氧化、挥发性有机化合物(VOCs)催化氧化、催化机理等催化氧化过程中的最新研究进展,尤其是贵金属基单原子催化剂在低温低浓度催化氧化过程中表现出的优异催化活性、抗水性和抗毒性,表明该类催化剂具备极大的工业应用潜力.最后,进一步从大规模工业应用角度探讨了单原子催化剂目前面临的挑战和可能的解决办法,期望可以为应用于催化氧化过程的高效、稳定的单原子催化剂的设计提供思路.

摘要： 多相芬顿技术是一种有效的降解水中有机污染物的方法。相比经典芬顿反应,多相芬顿反应具有可循环利用、pH响应范围宽、不产生铁泥,以及易于固液分离等优点。但多相芬顿催化体系存在中性条件下活性低、催化剂稳定性差以及过氧化氢利用率低等瓶颈。为解决上述瓶颈,优异的多相芬顿催化剂通过多活性中心和多种技术共同耦合,增强催化活性。为进一步拓展芬顿技术的应用范围,芬顿反应研究需从几个方面展开:提高pH适用范围,提升催化剂的催化活性和稳定性,开发成本低廉、降解高效的多相芬顿催化剂。

摘要： 由于二氧化碳(CO_(2))过度排放导致全球变暖日益严峻,发展零碳技术已成为人类社会面向可持续发展的战略选择。将CO_(2)捕集并转化为高附加值化学和能源产品,可以优化化石能源为主体的能源结构、有效缓解环境问题,并实现碳资源的充分利用,是一项可以大规模实现低碳减排的技术。本文重点介绍了CO_(2)高效利用新途径,通过二氧化碳-合成气-高附加值化学品的产品工艺路线,实现CO_(2)的资源化利用。对比综述了热催化法、电催化法和光催化法高效转化合成气的最新进展,总结了热、电、光催化制备合成气过程中催化剂的设计原理和方法以及目前工业化应用前景;简单概述了合成气作为重要平台分子,进一步通过费托合成路线或接力催化路线转化为低碳烯烃和液态燃料或芳烃等化学品过程中催化剂设计研究进展。最后,总结了大规模工业化CO_(2)转化为合成气及高附加值产品过程催化剂设计和反应器优化的技术难题,并对未来CO_(2)高效转化利用方向进行了展望。同时指出目前各技术还普遍存在反应机理不清晰、催化剂成本高以及缺乏大规模合成等问题,未来开发出高效、高活性、低成本且稳定的催化剂是各技术推广应用的关键。

摘要： NH_(3)不仅是生产各种化学品的必要原料,也是清洁能源的一种重要载体,与人类社会的发展紧密联系。以清洁的太阳能作为唯一能量输入的光催化固氮技术,在温和条件下利用N_(2)和H_(2)O直接产生NH_(3),近年来引起人们广泛的关注。光催化固氮技术具有环境友好、节能、操作简便等优点,但传统的半导体光催化剂在光捕获和光生载流子利用方面受到限制,不能充分发挥其活性。因此,需要设计相应的催化剂用来提高材料对惰性N_(2)分子吸附和活化能力,从而提高固氮性能。本文首先对光催化固氮进行了简要概述,介绍了光催化固氮可能存在的两种反应机理,随后着重介绍了含有氧、氮、硫空位的半导体材料对光催化固氮的影响。最后,对光催化固氮领域的现有挑战和未来发展给出了一些实际的见解。

摘要： 催化超临界水氧化技术是在超临界水氧化技术基础上,借鉴催化湿式氧化技术发展起来的一种高效环保的有机废弃物处理技术,可以提高有机污染物的氧化速率,降低工艺条件,拥有十分广阔的应用前景。综述了近年来催化超临界水氧化技术在处理工业污水中催化剂、反应机理、反应动力学、反应器的研究进展。提出了催化超临界水氧化技术的研究方向,以期为催化超临界水氧化技术处理难降解有机污水的发展提供参考。

摘要： 随着二氧化碳(CO_(2))排放量的不断增加,全球变暖和气候变化的加剧对人类的生存环境产生了巨大的影响.CO_(2)作为廉价、可再生的碳氧资源,将其转化为高附加值化学品是绿色化学及能源领域的重要研究课题之一,受到广泛关注.Pd基催化剂由于具有优异的加氢能力以及良好的抗烧结、抗毒化性能,作为CO_(2)催化转化最有前途的催化剂被广泛应用和研究.本文主要对Pd基催化剂上CO_(2)加氢制备HCOOH,CO,CH_(4)和甲醇等小分子能源化合物的研究进展进行综合评述,重点关注Pd基催化剂上CO_(2)分子的吸附/活化位点、催化剂的金属-载体强相互作用及表界面组成等对催化剂活性和选择性的影响以及催化反应机理.

摘要： 化学从微观、宏观和符号3种角度认识物质及其变化并建立起它们之间的联系.因此,化学学习过程,常常需要从微观视角探讨物质的本质,或对基于微观或模型分析推理的结果通过实验手段进行证实或证伪,从而得出物质及其变化的基本规律或相关理论.因此,对化学知识微观分析的考查成为高考的热点,有关催化机理的考查是近年常考的知识点之一.

摘要： 利用量子力学和分子力学的组合方法对外二元醇双加氧酶的催化机理进行了深入的研究和探讨,前人的实验结论表明,烷基过氧化物对开环机理非常关键.本文主要研究了烷基过氧化物的形成机理,结论表明其形成过程可经由两条平行的反应路径完成,两条路径均由质子转移和超氧亲核攻击组成,但次序相反.此外,理论计算也预测了整个催化机理.

摘要： 本研究从自然界中筛选获得一系列新型高效木质素降解酶，包括锰过氧化物酶、漆酶,多功能过氧化物酶、染料脱色过氧化物酶，系统研究了木质素降解酶的性质并揭示其催化木质素降解的反应机理;在此基础上，一方面构建了木质素降解酶和纤维素酶协同转化木质纤维素的复合糖化体系，另一方面利用固定化漆酶实现抗生素污染物的高效降解。

摘要： 前期开发的基于铑催化剂在非常温和条件下的电化学加氢脱氟(HDF)体系,可以实现对氟代芳香烃(FAs)快速和完全脱氟.为充分认识水溶液中铑电极对FAs的电化学还原反应非凡的催化作用,本文以泡沫镍载铑电极对4-氟苯酚(4-FP)为对象做了循环伏安法(CV)和计时电位实验探究其催化机理和反应路径.实验结果表明在铑表面吸附的FAs和化学吸附的还原氢的接触是催化加氢是关键步骤.另外,由CV曲线可知镍基体有可能并没有直接参与到4-FP的加氢脱氟降解过程.

摘要： 为提高聚氨酯弹性体的加工效率、改善工艺性能及力学性能，往往会根据工艺性能和力学性能选择合适的催化剂。催化剂选择的合适与否将直接影响工艺性能和弹性体的力学性能，有时会导致配方的失败，使生产无法顺利进行。所以多年来业界一直期盼能有更加合适的催化剂来替代毒性较大的有机汞、有机铅等催化剂。通过对常用催化剂的品种及特点的介绍，总结了聚氨酯弹性体催化剂选择应考虑的因素，包括合适催化剂的重要性，催化剂对水分不敏感，最好不催化水与异氰酸酯的反应，对羟基反应催化活性适中，反应协调性等方面的总结，指出近些年国内聚氨酯弹性体发展迅速，同时也促进了配套助剂的研究和发展。就聚氨酯弹性体催化剂而言，笔者认为现阶段面临的主要问题和发展思路是：与国际接轨，全面淘汰或取代有毒重金属汞、铅、锡催化剂工作；进行金属催化剂催化机理的理论研究，促进高效、环保、专用催化剂的研发；进一步丰富半预聚体组合料品种，加大低能耗高效率半预聚体法生产工艺的宣传。

摘要： 介绍稀土催化剂制备高性能合成橡胶的研究进展.对稀土顺丁、稀土异戊、稀土丁异戊三大合成橡胶的现状和最新研究成果进行总结梳理,详细阐述相应的催化体系的历史和发展,针对产能过剩、装置转化和产品工业化等问题提出建议.稀土催化体系中变化的主要是Nd的配体，不同配体合成的催化剂有均相和非均相之分。助催化剂主要是烷基铝，活化剂主要有ⅢA-ⅣA族金属的有机卤化物和ⅢA-ⅤA族元素的卤化物。试验结果表明，纳米稀土氧化物改性TPU不仅具有稀土材料优异性能，且力学性能高、耐热性能良好、表面能低、生物性能优异。

摘要： 介绍稀土催化剂制备高性能合成橡胶的研究进展.对稀土顺丁、稀土异戊、稀土丁异戊三大合成橡胶的现状和最新研究成果进行总结梳理,详细阐述相应的催化体系的历史和发展,针对产能过剩、装置转化和产品工业化等问题提出建议.稀土催化体系中变化的主要是Nd的配体，不同配体合成的催化剂有均相和非均相之分。助催化剂主要是烷基铝，活化剂主要有ⅢA-ⅣA族金属的有机卤化物和ⅢA-ⅤA族元素的卤化物。试验结果表明，纳米稀土氧化物改性TPU不仅具有稀土材料优异性能，且力学性能高、耐热性能良好、表面能低、生物性能优异。

摘要： 介绍稀土催化剂制备高性能合成橡胶的研究进展.对稀土顺丁、稀土异戊、稀土丁异戊三大合成橡胶的现状和最新研究成果进行总结梳理,详细阐述相应的催化体系的历史和发展,针对产能过剩、装置转化和产品工业化等问题提出建议.稀土催化体系中变化的主要是Nd的配体，不同配体合成的催化剂有均相和非均相之分。助催化剂主要是烷基铝，活化剂主要有ⅢA-ⅣA族金属的有机卤化物和ⅢA-ⅤA族元素的卤化物。试验结果表明，纳米稀土氧化物改性TPU不仅具有稀土材料优异性能，且力学性能高、耐热性能良好、表面能低、生物性能优异。

摘要： 介绍稀土催化剂制备高性能合成橡胶的研究进展.对稀土顺丁、稀土异戊、稀土丁异戊三大合成橡胶的现状和最新研究成果进行总结梳理,详细阐述相应的催化体系的历史和发展,针对产能过剩、装置转化和产品工业化等问题提出建议.稀土催化体系中变化的主要是Nd的配体，不同配体合成的催化剂有均相和非均相之分。助催化剂主要是烷基铝，活化剂主要有ⅢA-ⅣA族金属的有机卤化物和ⅢA-ⅤA族元素的卤化物。试验结果表明，纳米稀土氧化物改性TPU不仅具有稀土材料优异性能，且力学性能高、耐热性能良好、表面能低、生物性能优异。

摘要： 生物催化合成方法研究是当前备受关注的前沿领域.它具有选择性高、条件温和、反应速度快等优点,因而吸引了化学、化工、制药、材料等众多领域学者的兴趣.酶作为主要的生物催化剂,一直被认为是一种快速、专一、且只对一定底物或一类反应具有高度识别性的生物催化剂.最近的研究表明部分酶还具有催化多功能性,即它能够在主反应的活性位点催化第二种反应.如果将蛋白质工程和酶的催化多功能性相结合,可以极大地扩展生物催化剂在有机或生物合成中的应用.

摘要： 生物催化合成方法研究是当前备受关注的前沿领域.它具有选择性高、条件温和、反应速度快等优点,因而吸引了化学、化工、制药、材料等众多领域学者的兴趣.酶作为主要的生物催化剂,一直被认为是一种快速、专一、且只对一定底物或一类反应具有高度识别性的生物催化剂.最近的研究表明部分酶还具有催化多功能性,即它能够在主反应的活性位点催化第二种反应.如果将蛋白质工程和酶的催化多功能性相结合,可以极大地扩展生物催化剂在有机或生物合成中的应用.

摘要： 本发明提供了一种双涂层、固化方法、固化涂层和成套包装。双涂层的第一层可为第一固化涂料组合物，其具有第一羟基官能树脂、第一交联剂和非极性催化剂。第二固化涂料组合物的第二层可具有第二羟基官能树脂、第二交联剂和极性催化剂。非极性催化剂催化第二羟基官能树脂与交联剂之间的交联，而不催化第一羟基官能树脂与交联剂之间的交联。极性催化剂催化第一羟基官能树脂与交联剂之间的交联，而不催化第二羟基官能树脂与交联剂之间的交联。催化剂的极性可促进催化剂从一层迁移到另一层。所述分开的组合物可以是贮存稳定的和/或可在低温下固化。

摘要： 本发明涉及(bipy)CuII‑TEMPO/有机碱催化体系催化氧化的反应机理研究分析方法，包括：(1)构建催化剂活性中心结构的计算模型；(2)设计反应路径：(a)构建Cα‑H键断裂的中间体和过渡态；(b)构建O‑H键断裂的中间体和过渡态；(c)构建OO‑H键生成的中间体和过渡态；(d)构建H2O2生成的中间体和过渡态；(3)分析反应路径和机理；(4)TOF计算。通过DFT密度泛函方法对两种碱源DBU/NMI的(bipy)CuII‑TEMPO催化体系催化氧化醇成醛的反应机理进行了充分研究。在碱源DBU的(bipy)CuII‑TEMPO催化体系中，研究了单核反应机理PathA及双核反应机理PathB‑I和PathB‑II。在碱源NMI的(bipy)CuII‑TEMPO催化体系中，设计出类似的单核反应机理PathC及双核反应机理PathD‑I和PathD‑II。本发明为反应过程提供有用的见解，并为设计出新型的高效的催化剂提供理论基础。

摘要： 本发明涉及一种模拟溶剂环境下催化剂表面催化反应机理的计算方法，所述计算方法包括将催化剂的表面体系模型划分为晶体周期结构、表面层和真空层，之后基于隐式溶剂模型利用密度泛函理论进行计算得到溶剂环境下催化剂表面催化反应机理；相较于传统的真空环境下的计算方法，本发明所述方法的计算结果更加准确，利用本发明所述方法能更深入的理解催化反应的微观机理，为实验改进和设计新型催化剂提供理论支撑。

摘要： 本发明公开一种模拟/预测催化反应机理及中间体活性的方法及应用，采用密度泛函理论计算和微观动力学模拟相结合的方法研究一个连续反应过程，包括甲醇/二甲醚脱水生成四种甲基化物种、乙烯与四种甲基化物种发生甲基化反应、甲基化产物C3H7+转化生成丙烯，通过研究包含三个阶段的反应，揭示甲基化反应机理及优势甲基化试剂，通过采用DFT计算结合微观动力学模拟的方法可以研究较大的反应体系，准确高效地预测催化活性。

摘要： 本发明公开了一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，涉及污水处理技术领域。本发明包括基座；基座上表面固定有反应罐，反应罐内部设置有与其转动配合的旋转催化装置；反应罐外部贯通连接有套设于反应罐上的回流温热器，回流温热器上端部固定有与旋转催化装置连接的回流管；基座上表面对称设置有两传热组件，回流温热器与传热组件间隙配合；基座上表面对称设置有两供热器，供热器与传热组件相贴合。本发明通过回流温热器、回流管、增压器、回流组件、传热组件和供热器的设计，可实现回流温热器内的污水的加热，再通过反应罐、回流温热器、回流管和回流组件形成的回路，实现反应罐内污水的回流式加热，大大提高了污水加热的均匀度。

摘要： 本发明涉及基于光催化机理的碳化硅化学机械抛光液技术领域，尤其涉及在光催化作用下产生活性物质，光催化化学反应领域，包括如下步骤：步骤S1：取质量百分比m0酯类化合物改性质量百分比m1的光催化剂和质量百分比m2的研磨颗粒；步骤S2：用超声波恒温T1处理时间t1，改性后渗透率强，有助于降低被抛光晶圆的粗糙度；步骤S3：将上述处理后的光催化剂和研磨颗粒分散在纯水中，并用双氧水调节PH值。

摘要： 本发明提供一种气相光催化机理研究的装置，所述装置包括红外光谱仪、进气通路、出气通路和光照灯；所述红外近红外光谱仪包括用于承载催化剂和/或反应气体的样品池，所述进气通路的一端与原料反应气气路连通，所述进气通路的另一端与所述样品池气路连通；所述出气通路的一端与所述样品池气路连通；所述样品池上设有用于使得光照灯的光线通过的透明玻璃窗口。该装置及方法应用于二氧化碳还原、甲烷氧化、一氧化碳加氢、甲醇氧化等气相光催化反应中，能够对反应条件下的吸附物种和中间体进行原位动态跟踪，直观看出光照后中间物种的变化情况，通过谱图结果中峰的归属，能够给机理研究提供依据。

摘要： 本实用新型属于化学教具技术领域，具体涉及乙醇催化氧化中催化机理及验证其产物的演示装置，包括铁架台（1）、酒精灯（2）、试管（3）、具支试管（4）、球形干燥管（5）、气囊（6）、进气管（7）和导气管（8），其特征在于：所述的铁架台（1）上放置有酒精灯（2），位于酒精灯（2）正上方设有连接在铁架台（1）上的试管（3），在试管（3）开口端一侧设有球形干燥管（5），在球形干燥管（5）上方设有气囊（6），在球形干燥管（5）下方设有具支试管（4）。本实用新型的有益效果为：材料来源于生活，成本较低、制作容易、简单易行，教师、学生就地取材，既能吸引学生，也减轻了老师在教学中的困难，提高了每节课的教学效率。

摘要： 本实用新型公开了右旋糖酐酶催化机理装置，包括催化罐和精滤组件，所述催化罐的外侧下部设置有安置架，且催化罐的上端连接有顶盖，所述顶盖的上端左侧设置有进料口，所述催化罐的两侧上部设置有用于催化剂添加的加料组件。该右旋糖酐酶催化机理装置确保右旋糖酐酶催化效果的同时，极大提升右旋糖酐酶的催化效率，通过加料组件使得催化剂可以在催化罐内部进行不同深度层次的释放工作，提升催化剂与原料进行的混合效率，通过对催化罐进行加热，配合搅拌混合，缩短原料的催化反应时长，同时可以对催化反应完成的右旋糖酐酶进行过滤处理，确保右旋糖酐酶催化机理的纯净度，便于对设备进行日常的清理维护工作。

摘要： 一种测量化学金属催化机理的装置，包括反应池、光学棱镜、飞秒级激光器、飞秒级激光信号接收装置以及计算机处理系统。反应池为一个设有物料进口与出口的密封的容器，底部设有窗口；光学棱镜面镀有金属薄膜，安装在反应池底部的窗口中；飞秒级激光器设置在光学棱镜的一侧；飞秒级激光信号接收装置设置在光学棱镜的另一侧；所说的计算机处理系统与飞秒级激光信号接收装置电气连接，以计算处理飞秒级激光信号接收装置接受的激光信号。本实用新型结构简单，不仅可以用于固－气界面，还可用于固－液界面，且其对薄膜厚度增长的灵敏度可达0.01纳米。当采用飞秒级脉冲激光作为入射光源，则可在飞秒间隔中观测化学催化进程，能够满足有关科学研究的需要。