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不好整，毒性太大，企业不愿意上的，搞研究还行！
金属氧化物在催化领域中的地位很重要，它作为主催化剂、助催化剂和载体被广泛使用。就主催化剂而言，金属氧化物催化剂可分为过渡金属氧化物催化剂和主族金属氧化物催化剂，后者主要为固体酸碱催化剂（见酸碱催化作用）。碱金属氧化物、碱土金属氧化物以及氧化铝、氧化硅等主族元素氧化物，具有不同程度的酸碱性，对离子型（如正碳离子）反应有催化活性，还可用作载体或结构助催剂。主族金属氧化物催化剂为酸碱催化剂。过渡金属氧化物催化剂的金属离子有易变价的特性，广泛用于氧化、脱氢、加氢、聚合、合成等催化反应。实用氧化物催化剂，通常是在主催化剂中加入多种添加剂制成的多组分氧化物催化剂。金属氧化物很多是半导体，因此，能带概念被用来解释催化现象，电导率、逸出功等金属氧化物整体性质被用来解释催化活性，离子的 d电子组态、晶格氧特性、表面酸碱性等氧化物的局部性质也被用来解释催化活性。 各种现代物理化学实验方法，如扫描显微镜、X射线光电子能谱仪程序升温脱附技术穆斯堡尔共振仪X射线衍射、红外或激光曼光谱、核磁共振、顺磁共振等，可用来研究催化剂的结构，包括表面结构、组成、活性中心种类、活性组分价态和所处化学环境、吸附态的构型等性能。由多种金属氧化物组成的催化剂进行选择氧化，是金属氧化物催化的主要内容。 在有机化学中，氧化是指：①脱氢，如CH─→CH=CH─→CH≡CH；②电负性大的元素（如氮、磷、氧、硫、氟）取代与碳结合的氢原子，如 CH─→CHOH─→CHO─→HCOOH─→CO，如果原料完全转化为二氧化碳和水，则称为完全氧化或深度氧化；如果反应在中途停止，则称为选择氧化或部分氧化；烃类（特别是烯烃）在氨存在下进行的反应称氨氧化：2R[557-01]CH+3O+2NH─→2RCN+6HO它也是一种选择氧化。反应物分子与氧结合时，首先要发生键的断裂，氮分子的键能为226千卡/摩尔，氧分子为119千卡/摩尔，氢分子为104千卡/摩尔，氟分子为38千卡 /摩尔，碳-碳键为88千卡/摩尔。键断裂总是首先断裂弱键。因此，氟分子参与氧化时首先断裂氟-氟键，生成自由原子。氧参与氧化时，首先不是断裂氧-氧键，而是：①氢的氧化首先断裂氢-氢键；②饱和烃的氧化首先断裂碳-碳键或在催化剂作用下首先断裂碳- 氢键。不是氧先吸附在催化剂上，与反应物直接作用；就是氧化物催化剂中的氧先与反应物作用，缺氧的催化剂再与氧作用而恢复原状。 应具有如下功能：①为反应物提供的氧量足以形成产物，但又不致使其完全氧化；②能为反应物提供吸附（或配位）部位，使之变形，成为活化状态；③能在反应物之间传递电子。以上这些要求使选择氧化催化剂在使用上受到极大限制，催化剂的选择性对反应条件十分敏感，与催化剂本身以及载体和助催化剂的结构也很有关系。氨氧化催化的特点是：①选择氧化的选择性很高，但即使在500℃的高温下完全氧化的活性也很小；②没有氧时，能被反应物还原。工业上使用的选择氧化催化剂大都由多种金属氧化物组成，这些氧化物可以是固溶体或复合氧化物（见表[常用金属氧化物催化反应及催化剂。（以上内容有缺失，参考请仔细）
陈懿 ，中国科学院院士， 南京大学教授，1933年生于福建福州。1955年毕业于南京大学化学系（现为南京工业大学）。 陈懿长期从事催化剂、介观化学和材料方面的研究。提出金属氧化物催化剂的嵌入模型，对氧化物在其载体上的分散行为做出定量的描述，解决了多晶表面上空位以及阴离子所产生屏蔽效应的计算。阐明了溶液反应合成非晶态Ni－B粒子的机理，发现了制备Ni－P合金粒子液相反应的自催化本质，改进了溶液沸点附近回流加热的制备方法，提出了有效避开水解作用，获得类金属元素含量高的Fe－B非晶合金的固相化学反应方法。近年来，在纳米复合氧化物的制备及其晶格氧的活动性与粒子尺寸和催化选择性的关联，低维纳米金属氮化物的制备及其场发射性能等方面都取得良好进展。专著有《穆斯堡尔谱学基础和应用》等。1979-1981年美国Wisconsin大学访问学者。现任校务委员会顾问、校发展委员会顾问、华英文化教育基金南京大学遴选委员会召集人。曾任《Journal of Catalysis》编委(2000-2005)、国际催化协会中国理事（1992-2000）、中国化学会理事长（1995-1998）、教育部高等学校化学教学指导委员会主任(1995-2000)、国务院学位委员会化学学科评议组召集人(1997-2002)；1985-1997期间还历任南京大学化学系系主任、常务副校长、代校长等职务。长期从事多相催化、介观化学等研究，多次在国际会议作大会或邀请报告，获全国科学大会奖，省、部级科技进步奖八项。1997年当选为全国优秀科技工作者。发表论文250余篇，获中国发明专利授权11项，德国、欧洲以及世界专利各一项。2005年当选中国科学院院士。
据《日本经济新闻》报道，曰产公布中止与戴姆勒公司及福特 汽车 联合开发燃料电池车的方案，将能量集中化与发展趋势电动式 汽车 。以前遭受热捧的氢燃料电池技术性，在其本营日本国遭受了发展趋势阻拦。就连丰田都没法明确氢燃料电池能不能变成将来流行，大部分 汽车 企业全是战略科学研究和试产，保证 关键技术领域不脱队罢了。
氢燃料电池缺点
最先，氢的贮运较难： 由于氢分子是最少的分子结构，再密闭式的器皿也难保不容易轻度泄露，仅仅能够操纵到泄露量几乎为零，不危害应用。可是所投入的成本费是极大的。压力容器成本费也不低，我觉得有关科学研究原材料觉得髙压氢罐最少要做35MPa，丰田用的是70MPa三层构造。除开压力容器之外，与氢罐连接的闸阀、管道等规定也比别的燃料高得多。使用期限不太清晰，但可能维修保养成本费要高许多 。
第二，铂金属催化剂成本增加： 三元锂电池常用的金属催化剂原材料里边，主要是镍钴锰（NCM）或镍钴铝（NCA），实际上钴的使用量是非常少的（占有率10%上下），但如今钴的价格一路暴涨。关键缘故便是锂电生产量极大，因此 就算单独充电电池钴的使用量非常少，但吃不住充电电池多。因此 大伙儿都是在往无钴充电电池方位科学研究。氢燃料电池里边我看到一些毕业论文也在科学研究取代铂的金属催化剂，终究铂太贵了，比钴贵得多，这或是现阶段使用量不大的状况下。倘若氢燃料电池很多生产制造，那铂的价钱不清楚要高去哪里了。
第三，电力能源成本费也高： 例如车用汽油的热值是，天然气（甲烷气体）的热值是78MJ/Kg，氢气的热值是，如今汽油油价依照7元每升测算好啦，1公斤元（依照92汽油相对密度测算），天然气价钱依照商业气价钱元一立方米，1公斤元（依照天然气测算），氢气价钱1公斤40元，依照等比热值测算，车用汽油每MJ热值成本费0.两元，天然气每MJ热值成本费元，氢气每MJ热值成本费元。 注：氢燃料电池实际上不可以依照点燃热值测算，但为了更好地以便比照，这儿取的热值。
氢能的优点基本上仅有燃料电池这一个行业，在别的行业而言天然气（CH4）彻底能够完爆氢能。生产制造1立方氢气必须度电，每度电依照规范碳排放量大约，也就是1立方米氢气大概碳排放量是，而1立方氢气才90g。天然气是一次能源，造成全过程全是有机化合物化学变化，没有碳排放量，点燃时每Kg碳排放量是，也就是每90g的天然气碳排放量是。90g氢气的热值是，90g天然气热值是7MJ。 那麼同样热值下氢气的碳排放量是天然气的16倍 ，何况汽化的氢气的温度比天然气低，存取时间比天然气低，就代表着氢气的贮运成本费比天然气高
如出一辙，福特 汽车 汽车 也在6月13日也公布申明称，其与戴姆勒公司坐落于大不列颠哥伦比亚省本那比的燃料电池合资企业将于2018年夏天关掉。但是，吵吵闹闹乃店家在所难免，那里忙着提出分手，这里奥迪车和当代公布达到专利权交叉式授权文件，将合作开发氢燃料电池 汽车 。
对比纯电动车 汽车 的关键技术，为什么氢燃料电池 汽车 在国际性上引起了这般大的异议？要处理这个问题，不但要了解氢燃料电池从技术上的难题和挑战，也要掌握世界各国政府部门在促进该技术性身后的动机。 实际上较大的难题无非便是关键技术缺陷和昂贵成本费无法大规模营销推广。
实际上新能源燃料销售市场或是有新的技术性商品不被大伙儿掌握，今日告知大伙儿一种在新能源燃料销售市场实际效果非常好的新型燃料--较高能汇聚油。 它是一种没有一切醛类的绿色植物类和矿物质类原材料生成的清洁燃料， 关键适用家中餐饮店院校加工厂饭堂加热炉等层面，具备非易燃易爆物品用火点不燃非危险品的安全性特点，无毒性没害点燃无烟无味，点燃合理性比照传统式天然气，酒精类燃料也是有非常非常好的出色型，热值达到10000--13000卡路里，价格实惠具备竞争能力。
现阶段酒精类燃料和天然气类然料由于安全性和环境保护层面的难题，我国监管现行政策趋于紧张，多地颁布严禁和限定对策。因此 新能源技术无醇燃料品牌优势凸显，如今和能够预料的未来会变成燃料销售市场的主要产品，有新能源燃料创业计划的盆友何不关心掌握这款新型燃料商品。
曰产为什么不干氢燃料电池
二战前后左右，没有丰田没有广州本田，曰产才算是日本国的大儿子，十分强劲。之后2000年上下，丰田和广州本田也起来了，曰产贴近倒闭。1999年，戈恩接任时，曰产 汽车 经营规模松垮、高效率不高、管理方法不当，承受170亿美金的负债。与之对比，丰田不但销售量蒸蒸日上，两年前丰田发布的混动系统THS也是确立它的信誉。
日本的政府也立在丰田一边，公布 汽车 国家产业政策是：丰田 汽车 要做的便是加强在混合动力技术性上的优点，别的日本国 汽车 企业要做的便是学习培训丰田的混合动力。但是，戈恩并不是那类想要认输的人，他让曰产 汽车 挑选与日本的政府唱反调：你让我跟丰田学混合动力，我偏不。随后它搞出以前销售量最大的纯电动车 汽车 ：日产聆风LEAF。
换句话说： 若第一名丰田大力推广混合动力，则追赶者曰产挑选别的线路 ，那便是纯电动车 。若第一名丰田大力推广氢燃料电池，则追赶者曰产挑选别的线路，那便是 Zero Emission曰产纯电、VC-Turbo超变擎和e-POWER混合动力等。由此可见，曰产挑选终止氢燃料电池是一种日本和服逻辑性的公司经营战略：
在竞争策略上：追赶者要挑选不一样的关键技术。在公司设计风格上：Zero Emission曰产纯电、VC-Turbo超变擎、e-POWER混合动力，全是“大好脑洞大开”的技术性；不动基本路，是曰产 汽车 的设计风格，一时变不上。在资源资金投入上：另外搞了纯电、 汽车 发动机、混合动力，再搞氢燃料电池，确实搞没动了。因而，曰产终止氢燃料电池开发设计，大量是曰产 汽车 的竞争策略，彻底不可以作为否认氢能的关键技术的事实论据。
氢能管理体系遮盖源网荷储
用以交通出行仅仅一个细分化行业，不可以意味着氢燃料电池未可以说，氢能是未来新能源管理体系的关键组成，我们不能独立地从氢能源车看来氢燃料电池发展趋势，要立在电力能源管理体系向清理低碳环保安全性高效率转型发展的大情况出来考虑到。氢燃料电池与电磁能一样，归属于二次能源，但但凡二次能源，就会有“源网荷储”四个行业必须一同发展趋势。源：氢气是怎么造成的，包含电解水的绿氢，也包含能源化工的灰氢。网：氢气管道网或是液氢髙压气氢运送，加氢站等。荷：客户，包含氢能 汽车 ，化工厂、钢材冶金工业等。储：储气库。 在这里四个行业之中，仅有氢燃料电池 汽车 与一般普通百姓触碰更为密切，可是不意味着氢燃料电池 汽车 不行，氢能管理体系就不行。
即便是氢燃料电池， 汽车 不需要了，还可以做变大 ，还可以作为移动式的电力能源站，热冷电联供等。总而言之，氢燃料电池假如从商品和技术性方面看来，确实是个好的方位。仅仅万物复苏，密切相关，一环扣一环，人类 社会 便是个群居动物大生态，技术性中间推动和发展趋势也是遭受蝴蝶效应的危害，期待这一产业链可以尽早技术性提升和创建起来。
浅谈金属催化有机反应中的碱效应论文
碱, 包括有机碱和无机碱, 在许多催化和计量有机反应中扮演极其重要的角色. 碱的存在不仅可以促进化学反应, 而且可以改变反应途径. 但化学家们对碱的作用的认识仍然不够明确, 缺乏系统的理解. 最近, 北京大学席振峰课题组对近年来涉及到碱的许多催化反应进行了系统分析, 概括出了影响碱作用的诸多因素, 其中包括碱性、溶解度、电离度、聚集度、溶剂、金属离子大小、金属离子Lewis 酸性、金属离子的“软硬”度、阴离子的大小、阴离子的配位作用等. 本文将对该文及相关文章中有关金属催化有机反应中碱的效应进行介绍.碱的强度可用不同的标准来衡量, 如夺取质子的能力及亲核性, 亲核性又与底物的性质相关. 目前, 大部分的研究认为碱在化学反应中的主要作用是去质子化和中和体系中的质子或酸.
有机碱的强度与取代基和结构有很大关系, 如常用的有机胺的碱性强度在许多文献中都有报道. 在有机溶剂中有很好溶解度的碱金属和碱土金属胺基化合物、烷氧基化合物以及其它金属有机化合物也常被看作有机碱, 例如叔丁醇钠, LDA 及M[N(SiMe3)2] (M=Li, Na,K). 典型的无机碱由金属离子和具有碱性或亲核性的负离子构成, 许多无机碱在有机溶剂中的溶解度较小, 常常需要使用极性大的有机溶剂来提高其溶解度. 无机碱的强度与很多因素有关, 其中最重要的因素是配对离子之间的静电作用及负离子的化学组成和结构. 在去质子化反应中, 影响反应效率的因素除了碱的去质子能力之外, 底物去质子后形成的碳负离子或其它负离子的稳定性也对反应产物收率有极大影响, 而后者的稳定性与金属离子密切相关, 因此无论是正离子和负离子的性质对反应的效率及其选择性的影响都是非常明显的. 例如,Kobayashi 等在2012 年报道了叔丁醇锂作用下的吲哚3-位羧基化反应该反应最初使用的是钯催化的体系, 反应中选择不同碱会使得反应收率有明显变化.当使用弱碱K2CO3 时能得到痕量的羧基化产物, 而当使用较强的Cs2CO3时, 反应收率有了显著提高. 碱性强弱的影响同样体现在叔丁醇类碱中——使用碱性较弱的叔丁醇锂能得到好的反应收率但碱性相对较强的叔丁醇钠则不能得到预期产物, 这很有可能与形成的碳负离子的稳定性相关. 由此可见, 无机碱中的正负离子的性质是影响反应的核心因素之一.
无机碱中的阴离子种类很多, 在有机合成中常用的阴离子包括碳酸根, 磷酸根, 烷氧基和胺基, 卤素及其他类卤素负离子等. 阴离子对反应的影响不仅体现在对反应速度和产率的影响上, 同时也有可能对反应的选择性产生影响 实验结果表明不同阴离子对反应结果的影响很大, 同时需要维持较低的碱阴离子浓度反应才能正常进行. 在这个特殊的反应中, 阴离子的种类对反应有很大影响, 而阳离子影响很小. Doucet等报道过对于相同的底物, 当使用不同的碱时, 会得到不同的产物.ClCF3[Pd] TBABbase, DMAcF3CNaOAc: 64%; KOAc: 61%; Na2CO3: 61%; Cs2CO3: 25%;CaO: 67%; t-BuONa: 3%; NEt3: 12%+ (2)阴离子也可作为配体与催化剂中的金属配位, 从而影响金属中心的反应性. 在许多Pd 催化的偶联反应中碱的作用很有可能是多方面的, 除了传统的促进转金属化, 其与催化剂作用从而提高活性中心的氧化加成能力也不可忽视, 同时金属中心与无机碱中的阴离子的作用, 也有可能提高阴离子的碱性. Fagnou 等[4]在研究Pd催化偶联反应中提出的.协同的“金属化/去质子化”(concerted metalation/deprotonation, 简称“CMD”)来解释碱的作用: 碱与金属中心Pd 配位, 使碱的去质子化能力提高, 从而可活化C—H 键.
催化剂金属中心和碱的匹配才能产生协同作用, 从而有效促进催化过程. 2014 年Norrby 等报道了碱在Buchwald-Hartwig Amination 反应中的作用. 他们研究了t-BuO-和DBU 在不同溶剂中对反应过程的影响, 并通过Eq. 3 所示反应进一步验证了理论计算结果. 在非极性溶剂中, t-BuO-可以有效地拔除和钯配位的吗啉上胺氢, 进而进行有效的C-N 偶联. 而中性碱DBU 效果不好, 需要在高温和微波下才能促进反应进行. 在极性溶剂中, 尽管计算表明相对非极性溶剂中DBU 参与的反应能垒变小了, 但是和t-BuO-相比效果仍然较差.阳离子在过渡金属催化的反应所起到的作用同样不可忽视. 在偶联反应中, 转金属化的速率与碱中的阳离子种类有很大关系[6]. 阳离子的大小、软硬度以及Lewis 酸性等[6]都有可能对反应结果造成影响. 阳离子也有可能影响反应活性中间体的结构及稳定性. Shibasaki等[8]在2009 年报道了不对称催化合成手性有机硼酯的反应, 叔丁醇锂、钠、钾都能促进这一反应的进行,但反应的收率和ee 值对应的碱都是t-BuOLi>t-BuONa>t-BuOK, 表明锂离子对该反应的特殊效应. 2010 年,Hayashi 等也提及t-BuOM (M=Li, Na, K)中阳离子会影响反应途径, t-BuO-是一个单电子供体, 配对阳离子如是Na 和K 离子时, 反应会涉及单电子转移(singleelectron transfer, 简称SET)过程.
总之, 碱在催化反应中的作用极其复杂, 在催化循环中的任何一步都有可能对反应结果造成影响, 碱的不同甚至会影响基元反应的本质, 这主要体现在碱对催化剂、配体以及底物和基元反应的影响都不可忽视, 从而使其效应更加复杂. 但碱在许多催化反应中的核心功能会逐渐更加清晰. 席振峰教授课题组通过对文献的分析, 提出了碱对反应影响的诸多因素, 使化学家对碱在催化过程中的复杂性有了新的认识, 这是一个极其重要的科学问题, 有待于化学家进行更加系统全面的研究.。
指催化剂表面上暴露出的活性组分的原子数占该组分在催化剂中原子总数的比例。分散度的测定有物理方法和化学方法：物理方法就是直接观察出颗粒的大小（通过电镜或者XRD)，通过公式可以计算出金属的分散度。化学方法是通过贵金属表面选择性地吸附某一模型分子（前提是必须准确了解其化学计量比），通过对吸附气体分子进行定量，可以计算出金属表面原子数。常见的有H2和CO分子作为模型气体。详细的可以参考文献：Applied Catalysis: A General 260(1)1-8.
在满足容限因子的条件下,有多种元素可以形成钙钛矿结构的化合物。通常,B位离子决定了钙钛矿型化合物的催化活性,A位离子是影响化合物结构和B位离子价态的重要因素。当A位离子或B位离子被不同价态的离子取代时,通过形成氧离子空穴或者形成混合价态来保持化合物的电中性。氧空穴的形成或B位离子价态的变化使得化合物具有更高的活性。贵金属和钙钛矿型化合物结合,不仅可以有效防止贵金属的烧结,同时也提高了钙钛矿型化合物的催化活性。关键词:催化剂工程;钙钛矿;汽车催化剂;贵金属;催化材料1 引言长期以来,以贵金属为主要活性组分的催化剂被认为是净化汽车尾气最有效的催化剂。但贵金属资源紧缺、价格昂贵,而且由于贵金属易高温烧结和挥发,使得贵金属催化剂在热稳定性方面不占优势。人们一直在寻找具有高净化效率的不含贵金属的催化剂。钙钛矿型氧化物具有较低的价格和灵活多变的组成,其催化性能在一定程度上可以进行调节,因而受到人们的关注。用这类化合物作为三效催化剂来取代传统的Pt/Rh基催化剂具有一定的优越性。由于其组成和结构的灵活多变性,钙钛矿型化合物被看成是固态化学、物理学、催化作用等基础领域的样板材料。钙钛矿是组成为CaTiO3的一种矿物,其英文名称Perovskite是地质学家Gustav Rose根据俄国地质学家Count Lev A leksevich von Perovski的名字命名的[1]。在20世纪70年代初,Libby[2,3]对含稀土和钴的钙钛矿型氧化物进行了系统研究,提出用钙钛矿结构的氧化物代替贵金属用于汽车尾气净化催化剂具有潜在的可能。而后Voorhoeve等[4,5]对稀土钙钛矿型催化剂进行了深入的研究。从早期的研究成果看,含稀土的钴酸盐和锰酸盐在完全氧化反应方面显示了极高的催化活性。本文对钙钛矿型复合氧化物催化剂研究状况进行简要回顾和展望。2 钙钛矿型氧化物的结构钙钛矿型化合物的化学式为ABO3,周期表中绝大部分元素都能组成稳定的钙钛矿结构。在通常情况下[6],A位是半径较大的碱金属、碱土金属和稀土金属离子,处于12个氧原子组成的十四面体的中央。B位是半径比较小的过渡金属离子,处于6个氧离子组成的八面体中央。在合成ABO3型氧化物时,各种离子的大小应满足一定的条件,否则晶格就变得不稳定,会发生畸变,或者形成其他结构[7]。Goldschmidt曾引入容限因子表达式：式中：rA、rB、rO分别代表A、B、O的离子半径。当
由于纳米粒子的颗粒粒径小，表面的化学能更高，更容易吸收光子能力来发生电子跃迁。电学性质可以做成超导体材料，光学材料可以做成抗紫外线材料。
一种提高氧化铜的光催化活性的方法，包括以下步骤：将氧化铜加热，使氧化铜的温度达到750_850℃；将氧化铜放入无水乙醇中并完全浸泡，进行快速淬火处理，无水乙醇消耗掉氧化铜表面的氧原子，从而在氧化铜表面形成氧空位；然后过滤取出氧化铜，在75_85℃的温度下干燥2_4小时，完成氧化铜的处理，得到表面具有氧空位的氧化铜。本发明采用无水乙醇对氧化铜进行快速淬火处理，使得氧化铜的表面形成大量的高浓度氧空位，有效提高了氧化铜的光催化性能，提高表面活性，可作为有机污染物的降解催化材料，使有机污染物得到有效的降解。
纳米氧化铜粉体具有比大尺寸氧化铜粉体更优越的催化活性和选择性以及其他性能。纳米氧化铜的粒径介于1-100nm，与普通的氧化铜相比，具有表面效应、量子尺寸效应、体积效应以及宏观量子隧道效应等优越性能，在磁性、光吸收、化学活性、热阻、催化剂和熔点等方面表现出奇异的物理和化学性能但是纳米氧化铜与普通氧化铜同属于氧化铜这种物质，分子构成并没有改变，所以颜色也不会有变化
催化剂定义：又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）于1981年提出的定义，催化剂是一种物质，它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。催化剂（catalyst）会诱导化学反应发生改变，而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。催化剂在工业上也称为触媒。初中书上定义：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，又叫触媒。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。我们可在波兹曼分布（Boltzmann distribution）与能量关系图（energy profile diagram）中观察到，催化剂可使化学反应物在不改变的情形下，经由只需较少活化能（activation energy）的路径来进行化学反应。而通常在这种能量下，分子不是无法完成化学反应，不然就是需要较长时间来完成化学反应。但在有催化剂的环境下，分子只需较少的能量即可完成化学反应。催化剂有三种类型，它们是：均相催化剂、多相催化剂和生物催化剂。均相催化剂和它们催化的反应物处于同一种物态（固态、液态、或者气态）。例如：如果反应物是气体，那么催化剂也会是一种气体。笑气（一氧化二氮）是一种惰性气体，被用来作为麻醉剂。然而，当它与氯气和日光发生反应时，就会分解成氮气和氧气。这时，氯气就是一种均相催化剂，它把本来很稳定的笑气分解成了组成元素。多相催化剂和它们催化的反应物处于不同的状态。例如：在生产人造黄油时，通过固态镍（催化剂），能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。固态镍是一种多相催化剂，被它催化的反应物则是液态（植物油）和气态（氢气）。酶是生物催化剂。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶，生物体内的许多化学反应就会进行得很慢，难以维持生命。大约在37℃的温度中（人体的温度），酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃，酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此，利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂，在低温下使用最有效。催化剂分均相催化剂与非均相催化剂。非均相催化剂呈现在不同相（Phase）的反应中（例如：固态催化剂在液态混合反应），而均相催化剂则是呈现在同一相的反应（例如：液态催化剂在液态混合反应）。一个简易的非均相催化反应包含了反应物（或zh-ch:底物;zh-tw:受质）吸附在催化剂的表面，反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生，但又因产物与催化剂间的键并不牢固，而使产物出现。目前已知许多表反应发生吸附反应的不同可能性的结构位置。仅仅由于本身的存在就能加快或减慢化学反应速率，而本身的组成和质量并不改变的物质就叫催化剂。催化剂跟反应物同处于均匀的气相或液相时，叫做单相催化作用；催化剂跟反应物属不同相时，叫做多相催化作用。人们利用催化剂，可以提高化学反应的速度，这被称为催化反应。大多数催化剂都只能加速某一种化学反应，或者某一类化学反应，而不能被用来加速所有的化学反应。催化剂并不会在化学反应中被消耗掉。不管是反应前还是反应后，它们都能够从反应物中被分离出来。不过，它们有可能会在反应的某一个阶段中被消耗，然后在整个反应结束之前又重新产生。使化学反应加快的催化剂，叫做正催化剂；使化学反应减慢的催化剂，叫做负催化剂。例如，酯和多糖的水解，常用无机酸作正催化剂；二氧化硫氧化为三氧化硫，常用五氧化二钒作正催化剂，这种催化剂是固体，反应物为气体，形成多相的催化作用，因此，五氧化二钒也叫做触媒或接触剂；食用油脂里加入～没食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸败，在这里，没食子酸正丙酯是一种负催化剂(也叫做缓化剂或抑制剂)。
如下：
【摘要】：综述了分子氧氧化环己烷制取环己酮的催化剂的研究进展，重点介绍了光催化剂、纳米催化剂、仿生催化剂、分子筛催化剂和复合催化剂在环己烷催化氧化方面的应用，其中，负载在分子筛上的纳米金催化剂具有较高的催化活性、选择性及稳定性。
【关键词】：环己烷氧化，环己酮，催化剂的认识。
环己酮是重要的有机化工原料和工业溶剂，广泛应用于医药、油漆、涂料、橡胶、农药行业、印刷和塑料回收方面。目前，工业上制取环己醇和环己酮的方法主要为苯酚加氢法、苯部分加氢法和环己烷液相氧化法，环己烷氧化法的应用最为普遍，占90%以上。
由于环己醇和环己酮比环己烷更易于被氧化，为获得适宜的环已醇和环已酮的选择性，工业上环己烷氧化转化率通常控制在，氧化选择性为90%左右。
但环己烷的大量循环造成能耗上的巨大浪费。目前，环己烷氧化工艺研究的热点主要集中在对传统工艺的改造优化、氧化剂的选择及高效催化剂的开发。开发高性能和环境友好的催化剂成为研究热点，近年来开发的一些氧化催化剂在改善环己烷转化率和产物选择性方面表现出较好的性能。
本文主要综述分子氧氧化环己烷制环己酮催化剂的研究进展。
负载在g‑C3N4纳米片的PtCo合金和周围Co单原子的协同作用促进整体水分解
研究背景
太阳能驱动的全分解水可大规模生产氢气和氧气，是满足清洁能源需求和解决化石燃料危机的理想策略。然而，在不消除牺牲试剂或不需要施加外部偏压的情况下，水分解需要协同活性位点，以连接空间分离的析氢和析氧反应。具有最高原子利用效率的原子分散催化剂已成为催化领域的前沿。然而，单组分单原子催化剂在整个光催化水分解反应（OWS）中的应用却鲜有报道。
内容简介
基于此，近日华东师范大学姚叶锋和王雪璐团队设计了一种双组分协同光催化剂，其包含单原子Co（CoSAs）中心和PtCo合金纳米颗粒（Nps）的分散体负载在C3N4纳米片上。CoSAs中心是析氢反应（HER）的高活性位点，PtCo合金是析氧反应（OER）的高活性位点。当两个不同的反应中心结合时，它们之间会产生协同效应，这表明CoSAs中心和PtCo合金Nps之间可能存在质子或羟基溢出现象。CoSAs中心和PtCo合金的协同促进了OWS反应实现最大原子利用率和最佳双功能活性之间的协同。这种结合为开发OWS原子分散催化剂提供了一个很有前景的模型。相关论文以” Synergistic Promotionof Single-Atom Co Surrounding a PtCo Alloy Based On a g‑C3N4 Nanosheet for Overall Water Splitting”发表在ACS Catal.
本文亮点
1. 设计了一种新型的双组分协同光催化剂CoSAs/PtCo@CNN，由负载在纳米片g-C3N4上的CoSAs和PtCo合金纳米颗粒组成。该催化剂有效地促进了光催化整体水分解反应。
2. 纳米片C3N4具有大的比表面积和高的孔容，为CoSAs的形成提供了丰富的N配位。CoSAs和PtCo合金的协同活性在最大原子利用率和析氢析氧双功能反应性之间架起了一座桥梁。
3. CoSAs/PtCo@CNN在可见光照射下，三乙醇胺（TEOA）存在下，催化剂在整个水裂解反应中的产氢活性高达μmol/h·g，产氢活性为 mmol/h·g。
4. 这项研究不仅为构建协同合金位点开发高效的单原子光催化剂提供了一种有希望的策略，而且还提供了对结构的深入了解 通过光催化过程进行的整体水分解反应的活性关系。
图文解析
TEM,FT-IR
CN样品由膨胀和连续结构中的大波浪层组成。负载金属后，金属颗粒聚集在大块CN的表面或次表面。经过两步煅烧后，所得CNN样品转变为薄、松散、柔软的丝状纳米片结构。煅烧方法导致了CN层的卷曲，使金属颗粒更均匀、更稳定地负载在表面上。红外光谱结果表明CNN样品的C-NH-C键的振动明显强于CN样品中的振动，表明CNN具有高浓度的-NH-缺陷位点，可能会增强水分子的光催化活性。
NMR
在D2O 处理（表示为 CNN-D）之前和之后获得的 CNN 样品的1D 1H MAS 核磁结果表明当 CNN 样品中残留水通过 D2O 处理被氘化时，CNN-D 的 Hw 信号显著减弱。这表明CNN样品具有易于吸附和解吸水分子的双重优势。相反，在 D2O 处理后，普通 CN 样品的Hw 信号强度或其位置没有显著变化，表明由于氢交换没有明显的结构变化。氘交换后, CNN-D 样品的 CN3, Ha 峰的相关性显著降低, 表明边缘氨基(Ha) 和 d 氘化水之间存在强烈的质子交换。相比之下, CN-中的质子交换的证据Ha和氘化水之间的D样品几乎没有氘处理前后的变化。
XANES,HAADF-STEM
为了进一步了解铂和钴金属的配位化学，测试了CoSA/PtCo@CNN催化剂的X射线吸收近边缘结构（XANES）光谱。在CoSAs中形成Co（II）Nx配位中心外，合金中的Co4s和4p轨道还通过与Pt电子结合发生杂化。EXAFS分析表明PtxCo合金和N-Co（II）连接性结构形成。Pt L3边缘的EXAFS光谱中电子的径向分布发生了Å的偏移，表明Pt Co键的形成。Co 原子分散在单金属位点，中心 Co 原子由四个 N 原子配位稳定。少量的 CoSA可以通过长距离的 Co-N-C 协调。像差校正的HAADF-STEM结果表明分离出单个纳米颗粒具有 nm 间距的晶面（Pt3Co 平面）并被许多孤立的金属原子包围。结合 XANES 分析，纳米粒子（NPs）和孤立的金属原子分别为PtxCo 合金和单个 Co 原子。CoSAs/PtCo@CNN 催化剂的组成为大多数 Pt 原子参与形成随机分布的PtCo 合金。额外的Co原子不均匀地分散在 PtCo 合金簇。很少量的Co单原子远离单纳米粒子。所有这些形式共同构成CoSAs/PtCo结构体。
EPR,UV-vis
CoSAs/PtCo@CNN 催化剂用于在紫外-可见光照射下在整个水分解反应中生成产物，而无需使用任何电子牺牲剂，通过原位 EPR 光谱观察到悬浮液中•OH（羟基自由基）的特征信号。这种强烈的•OH 信号表明该途径涉及水的单电子氧化以产生•OH。在 CoSAs@CNN 上仍然没有检测到 •OH 信号，CoSAs/PtCo@CNN表现出高活性产氢气（高达 μmol/h·g）和 μmol/h g的活性用于整个水分解反应中的 O2。在整个水分解反应中观察到 H2O2 产物。催化剂使用3次后，PtCo合金上的Co0保持稳定的结构。在单组分催化剂 CoSAs@CNN 或 PtCo@CNN 上没有检测到可测量的 H2 或 O2 物种，这表明单原子 Co 和纳米片CNN 上负载的 PtCo 合金复合材料之间存在协同。
DFT
理论计算给出了CoSAs/PtCo@CNN对 HER 的反应途径。第二步（OH* O*）为 OER 过程的决速步。对于合金表面的 Pt 位点、合金表面的 Co 位点和 CoSAs 位点，此步骤的 ΔGO* 值分别为 、和 eV。对于 PtCo 合金表面的 Co 位点，每个基元步骤都是吸热的，其决速步基本上可用于完成 OER 半电池反应。如上所述，这种协同作用是通过 CoSAs配位的 N 原子产生的，N原子充当 HER 半反应的高活性位点。同时，由纳米片 C3N4负载的 PtCo 合金纳米颗粒是OER 的高活性位点。
该研究主要计算及测试方法
做同步辐射 找易科研
做球差电镜 找易科研
做计算 找易科研