耿龙龙
,
宋金玲
,
郑彬
,
吴淑杰
,
张文祥
,
贾明君
,
刘钢
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62506-8
亚胺是一类重要的含氮有机化合物,广泛应用于生物医药、精细化工和农业生产中.由于其分子中具有不饱和C=N双键,亚胺化合物可以通过不同化学过程(如氧化还原、加成、偶合等)合成多种衍生物.工业上合成亚胺普遍采用羰基化合物与胺偶合反应获得,由于该反应需要强酸作为催化剂和脱水剂,在应用中往往对设备造成不同程度的破坏.选择氧气或空气为氧化剂,通过醇与胺氧化偶合反应合成亚胺,其副产物只有水,是一条较为绿色的合成路线.近期研究表明,均相和负载型贵金属催化剂(如Pd,Pt和Au等)在该反应中表现出较好的低温催化性能,但需要在反应过程中添加大量碱性助剂.一些非贵金属氧化物催化剂如CeO2和MnOx/HAP等在该过程中表现出一定的催化活性,但其催化效率普遍较低,往往需要在24 h甚至更长反应时间实现～90％亚胺收率.因此仍需开发一些更为高效的非贵金属催化剂用于上述反应.本文以经过硝酸活化处理的有序多孔炭(CMK-3)为载体,制备了负载型氧化铁催化剂(FeOx/HCMK-3),考察了它在苯甲醇与苯胺氧化偶合合成亚胺反应中的催化性能,同时结合一系列表征手段研究了催化剂物理化学性质与其催化性能之间的关系.X射线衍射和氮吸附脱附结果显示,负载后的样品仍然保持了介孔炭原有的孔道结构,没有出现较大的氧化铁粒子;透射电镜、高角暗场扫描透射电镜及能量散射谱结果进一步显示,氧化铁物种相对均匀地分散在载体表面;程序升温还原结果显示,与块体氧化铁相比,FeOx/HCMK-3上的氧化铁物种(FeOx)更易被还原,这可能与氧化铁粒子较小有关.反应结果显示,在空气氛围中FeOx/HCMK-3能够高效催化醇与胺的氧化偶合反应,反应6h亚胺收率即达到98.8％.催化剂具有较高的稳定性,可多次循环使用,没有检测到铁物种流失.此外,FeOx/HCMK-3在多种苯甲醇衍生物与苯胺的氧化偶合反应中都表现出较好的催化性能.结合表征和反应结果可以推测,催化剂上的氧物种参与了反应过程,FeOx/HCMK-3催化剂具有较强的活化氧分子的能力,反应在该催化剂上可能遵循氧化-还原机理.该催化剂上醇与胺氧化偶合反应主要经历两个连续的反应过程:首先苯甲醇被FeOx/HCMK-3催化剂上的活泼氧物种氧化生成苯甲醛中间体;随后,在反应中生成的醛在催化剂上迅速与胺反应生成亚胺化合物,同时催化剂通过与空气中氧分子反应恢复到初始状态,完成整个催化循环.
关键词:
铁基催化剂
,
亚胺合成
,
氧化偶合
,
介孔炭
,
分子氧
宋金玲
,
王丽
,
冯守爱
,
赵江红
,
朱珍平
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(08)60054-2
利用化学气相沉积法,以Fe-Mo/Al_2O_3为催化剂,催化分解甲烷气体制备碳纳米管(CNTs).研究了温度,反应时间和气体流速对碳纳米管结构的影响.结果显示:温度是影响碳纳米管壁厚的关键参数.低温导致壁厚为2 nm～7 nm的多壁碳纳米管(MWCNTs)的生成.相对地,高温有利于双壁碳纳米管(DWCNTs)的生长,而更高的温度促使单壁碳纳米管(SWCNTs)的产生.进一步升高温度,得到了壁厚为3 nm～15 nm的MWCNTs和大的炭颗粒.
关键词:
碳纳米管
,
纳米结构
,
气相沉积
宋金玲
,
赵江红
,
郑剑锋
,
朱珍平
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(13)60076-1
利用爆炸辅助的化学气相沉积方法,以一系列稀土元素作为催化剂合成了多壁碳纳米管(MWCNTs).通过能量色散X射线谱、选区X-射线电子衍射谱和粉末X-射线衍射数据表明,催化剂是以氧化物形式存在MWCNTs外,这不同于传统的以金属或碳化物存在.结合中间体结构,结果显示,MWCNTs的形成遵循颗粒-线-管逐级进化的机制,稀土氧化物可能在促进碳纳米颗粒的各向异性的自组装过程中起主要作用,空腔是通过颗粒之间结构的重组和晶化进化形成.
关键词:
碳纳米管
,
氧化物
,
催化
,
进化机理
杜桂香
,
康志荣
,
宋金玲
,
赵江红
,
宋昌
,
朱珍平
新型炭材料
从理论和实验角度研究了金属-碳协同催化的化学气相沉积反应中碳纳米管的成核和生长过程.结果表明:多壁碳纳米管的成核和生长不仅受金属的催化作用,碳核一旦形成也会促进碳纳米管向轴向和径向的生长.金属催化剂颗粒仅仅在促进最内层碳核的形成及生长,碳原子向有序的石墨结构转化有催化作用.多壁碳纳米管和单壁碳纳米管形成的本质区别在于是否存在碳的自催化作用.
关键词:
碳纳米管
,
协同催化
,
化学气相沉积
,
成核
,
生长
,
自作用
任文强
,
宋金玲
,
张胤
,
王璐
稀土
doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201504015
采用水热法制备了ZnO粉末和复合不同稀土离子的ZnO粉末,并通过X射线衍射谱(XRD)和扫描电镜(SEM)进行了结构和形貌表征,结果显示,ZnO材料具有六方纤锌矿的结构,稀土离子以氧化物的形式析出,纯ZnO及稀土复合的ZnO均为棒状.由气敏测试结果可看出,Sm离子的复合使纯氧化锌对甲醛、乙醇和三甲胺的灵敏度得到明显提高.Sm2O3-ZnO复合材料对1.0×10-4(体积分数,下同)的甲醛的灵敏度达到58.04,对1.0×10-3的甲醛的灵敏度达到959.60.在7种气体的干扰下,Sm2O3-ZnO复合材料显示了良好的选择性.该材料对甲醛的灵敏度是对丙酮、甲醇和乙醇的灵敏度的4倍左右.另外,Sm2O3-ZnO复合材料在300℃对1.0×10-4甲醛的响应时间和恢复时间分别为17 s和12 s.
关键词:
ZnO
,
Sm2O3-ZnO
,
水热法
,
气敏性能
任文强
,
宋金玲
,
张胤
材料与冶金学报
采用低温水热法制备了ZnO材料,并通过X射线衍射谱(XRD)进行了结构表征,结果显示,所得的ZnO材料具有六方纤锌矿结构.气敏测试结果发现此材料在300℃,对体积分数为100×10-6的甲醛气体,灵敏度可达到8.55,对1 000×10-6的甲醛的灵敏度为59.46.随着甲醛体积分数的增加,灵敏度呈现线性增加的趋势.另外,该样具有较快的响应时间(22 s)、恢复时间(16 s)和较好的选择性.
关键词:
水热法
,
ZnO
,
甲醛
,
气敏性能
