球磨制备C/CoPc复合材料电催化CO2还原反应

电催化CO_2还原(CO_2RR)可以将大气中的CO_2有效转化为CO或碳氢化合物等一系列增值化学品,可有效缓解温室效应导致的环境问题。酞菁钴(CoPc)因其优异的二氧化碳还原产物选择性,近年来被广泛应用于电催化CO_2RR反应中,然而,CoPc自身的不良导电影响了其催化活性。为此,选用CoPc及简单易得的乙炔炭黑(C)通过简便球磨法制备得到乙炔炭黑包裹的CoPc催化剂(CoPc/C),将其置于DMF中进行搅拌处理来制备CoPc/C_s。在0.1 mol/L KHCO_3中,CoPc/C_s表现出最好的电催化CO_2还原性能,其过电位低至190 mV,在-0.6～-0.9 V vs RHE的宽电势下CO的法拉第效率高于90%,为简便制备高性能酞菁类催化剂提供了一种新思路。     

原位合成CoPc/TiO_2光催化剂及其光催化还原CO_2的研究

采用原位化学合成的新方法,在TiO2凝胶基质合成过程中以邻苯二腈为原料,通过其四聚反应将钴酞菁(CoPc)在TiO2表面原位合成,得到均匀掺杂的CoPc/TiO2光催化剂。将其用于可见光下还原CO2反应,以CO2还原效率为考察指标,用正交实验对此光催化剂的制备条件进行了优化,得出催化剂的最佳制备条件是:CoPc的负载量为TiO2的3%,焙烧温度为200℃,pH=1,搅拌时间为12 h。用此CoPc/TiO2光催化剂在可见光照射下,水溶液中即可光还原CO2为甲醇、甲醛、甲酸等产物,在光照反应10 h后总产量最高可达2903.83μmol/g催化剂。另外,采用紫外可见漫反射光谱证实了CoPc在TiO2表面的成功掺杂。     

酞菁钴(CoPc)基电极材料在电催化CO2还原反应中应用的研究进展

温和条件下电催化还原CO_2为高能量密度的碳基化学品及化学燃料实现碳中和提供了极具诱人的策略,然而阻碍其实际应用的关键仍是高性能电极材料的设计与可控构筑。目前用于电催化CO_2还原反应(CO_2RR)的众多电催化材料中,酞菁钴(CoPc)基催化剂因具有高CO选择性及高催化活性而备受青睐。就CoPc基电极材料在电催化CO_2还原反应中应用的最新研究进展进行综述。首先重点介绍了提升负载型CoPc基催化剂电催化性能的策略,然后依次介绍了CoPc基催化剂在级联电催化CO_2RR和CO_2全分解中的应用、以及电催化CO_2RR的反应机理,最后就该领域尚未解决的问题提出展望。     

改进溶胶-凝胶法制备CoPc/TiO2及其光催化还原CO2反应的研究

以Ti(OC4H9)4为原料,采用改进溶胶-凝胶工艺将不同掺杂浓度的钴酞菁(CoPc)植入二氧化钛凝胶基质,制备了均匀掺杂的纳米级复合光催化剂CoPc/TiO2,以期拓宽TiO2的光响应范围.以CoPc/TiO2为光催化剂,在可见光照及NaOH水溶液中可将CO2成功还原为HCOOH、CH3OH、HCHO等产物,当光照50h时,还原总产物可达406.65 μmol/g,其中主产物HCOOH量可达355.82 μmol/g.     

CoPc/TiO_2催化剂的制备及其光催化还原CO_2的研究

以钴酞菁(CoPc)为活性组分,TiO2为载体,采用浸渍法进行负载,制备CoPc/TiO2催化剂。用正交实验得到的最佳催化剂制备条件为:CoPc负载量为TiO2的1.0%,焙烧温度600℃,浸渍时间12 h,溶剂为甲苯。将此催化剂用于CO2还原,在可见光照下,即可将CO2还原为HCOOH、CO、CH4等,其中HCOOH为主产物,产量最高可达450.64μmol/g。另外,实验中还发现了光照下产生电子转移,CoPc变为CoPc.+,而CO2在TiO2表面获得电子被还原。     

CoPc/TiO2催化剂的制备及其光催化还原CO2的研究

以钴酞菁(CoPc)为活性组分,TiO2为载体,采用浸渍法进行负载,制备CoPu/TiO2催化剂.用正交实验得到的最佳催化剂制备条件为CoPc负载量为TiO2的1.0%,焙烧温度600℃,浸渍时间12 h,溶剂为甲苯.将此催化剂用于CO2还原,在可见光照下,即可将CO2还原为HCOOH、CO、CH4等,其中HCOOH为主产物,产量最高可达450.64μmol/g.另外,实验中还发现了光照下产生电子转移,CoPc变为CoPc·+,而CO2在TiO2表面获得电子被还原.     

MPc/SBA-15的模拟酶催化研究

采用浸渍法将两种金属酞菁-α-八丁氧基酞菁钴（CoPc）和α-八丁氧基酞菁铜（CuPc）负载到介孔分子筛SBA-15上,制备CoPc/SBA-15和CuPc/SBA-15两种催化剂,通过紫外-可见光谱、红外光谱、N₂吸附对其结构进行表征,研究pH值、催化剂类型、催化剂用量、底物浓度以及反应温度对催化效果的影响。实验结果表明：在相同的催化条件下,两种催化剂对巯基乙醇（ME）均表现出良好的催化性能,且CuPc/SBA-15的催化氧化性能优于CoPc/SBA-15,符合酶催化氧化反应的特征,遵循米氏方程动力学规律,其米氏常数和最大反应速率分别为27.23 mmol/L和1.72×10^-4 L/min,该催化反应属于吸热反应,其活化能E_a为29.17 kJ/mol。     

原位合成法制备TiO_2负载酞菁钴催化剂用于CO_2光催化还原反应

以钛酸正丁酯为原料采用原位化学合成的新方法,以二价钴离子为模板剂在TiO_2凝胶基质合成的同时,通过邻苯二腈的四聚反应将酞菁钴(CoPc)在TiO_2表面原位合成,得到均匀掺杂的CoPc/TiO_2光催化剂,用紫外-可见漫反射光谱、傅立叶变换-红外光谱等证实了CoPc的成功负载,并将其用于可见光下、水溶液中CO_2的还原反应,通过比较还原反应的效率,确定此光催化剂的最佳制备条件为:CoPc在TiO_2表面的摩尔负载量为3%,焙烧温度为200℃,溶胶搅拌时间为20 h,钛酸丁酯与邻苯二腈及钴离子同时加入溶胶体系中,采用此法制备的催化剂中CoPc酞菁环上的电子密度增加,有利于作为敏化剂的激发态CoPc向半导体TiO_2的导带注入电子,而且CoPc被均匀分散于TiO_2凝胶基质中,其上的"笼效应"有效避免了CoPc的迁移,使其二聚及多聚倾向大大减弱,此光催化剂用于CO_2光还原,在可见光照射下,水溶液中即可光还原CO_2为甲醇、甲醛、甲酸等产物,在光照反应10 h后总产量最高可达2903.83μmol/ g-catal。     

改性TiO_2纳米粒子用于可见光催化反应

采用原位溶胶-凝胶法合成氧化钛,同时对大环配合物进行改性,得到粒径为10.89 nm的纳米级钴酞菁改性氧化钛（CoPc/TiO2）光催化剂,用于可见光下、水溶液中CO2的还原反应,可得HCHO、CH3OH、HCOOH等产物。结果表明,由于金属酞菁的存在导致TiO2粒径减小,相转变温度降低,CoPc以单体形式均匀分散于TiO2凝胶基质中,其二聚及多聚倾向大大减弱。钴酞菁固载的催化剂给电子能力较强,极大地提高了光还原效率。光反应的最佳条件为：在0.1 mol/L的NaOH溶液中,0.15 g CoPc/TiO2催化剂,三乙胺和三乙醇胺作为电子供体催化效果较好,在可见光照反应10 h后,还原产物中总有机碳最高可达2 965.3μmol/g-cat。在还原过程中CO2主要以HCO3-的形式被还原而非碳酸根离子,而且HCO3-的浓度在0.2 mol/L时还原产物量最大。     

温和条件下CoPc/TiO2光催化还原CO2

采用浸渍法制备的TiO2负载钴酞菁(CoPc/TiO2)为光催化剂,在碱性水溶液中、可见光照下,CO2可被光催化还原为产物HCOOH、CO、CH4。对催化剂的制备条件进行了考察,在m(CoPc)∶m(TiO2)=1∶100、催化剂浸渍时间12 h、浸渍溶剂为甲苯、催化剂焙烧温度200℃的条件下,还原总产物量最高可达1 075.38μmol/g-cat,其中甲酸为主产物,最高可达708.54μmol/g-cat。对催化剂进行了XRD、DRS表征,证实了CoPc在TiO2表面的负载。结果表明:用该催化剂在可见光照及常温常压下,于水溶液中就可将CO2还原。其次,实验还发现光照下可产生电子转移,实现了电荷的重新分配,以降低电子-空穴的重新结合;TiO2表面应有一定的空隙率,有利于CO2在其表面获得电子被还原。     

金属酞菁配合物的合成及其三阶非线性光学性能研究

合成了酞菁铝(AlClPc)、酞菁亚铁(Ⅱ)(FePc)、酞菁钴(Ⅱ)(CoPc)、酞菁镍(Ⅱ)(NiPc)以及酞菁铜(Ⅱ)(CuPc)等金属酞菁配合物.使用四波混频技术测量了它们在硫酸溶液中的三阶非线性光学系数x(3)值,发现四种过渡金属酞菁配合物的x(3)值随着金属的原子系数的增加而上升.而酞菁铝的x(3)值则大于酞菁亚铁(Ⅱ)和酞菁钴(Ⅱ)的x(3)值、小于酞菁镍(Ⅱ)和酞菁铜(Ⅱ)的x(3)值.文中初步讨论了金属离子的d电子以及与酞菁构成的空间结构对紫外吸收和三阶非线性光学性质的影响机理.     

酞菁铜配合物的制备及电催化还原CO2性能的研究

本文采用溶剂热反应法制备了酞菁铜配合物,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构和形貌进行了表征。将此材料用于CO_2电催化还原研究,结果表明,此材料电催化还原CO_2的过电位较正,电流密度大,在-0.8 V(vs RHE)电位下,可得到还原产物甲酸根的最优法拉第效率,表明酞菁铜配合物的电催化活性较好。     

金属酞菁类复合光催化剂研究进展

金属酞菁具有优异的物理、化学性能,其复合光催化剂是研究的热点之一.综述了金属酞菁类复合光催化剂的制备方法,介绍了金属酞菁类复合光催化剂的应用,分析了制备和应用中存在的问题,对未来的研究方向进行了展望.     

修饰的GC电极上CO2的电催化还原

研究了高压及常压下玻碳电极还原CO2的反应,以及钴酞菁修饰玻碳电极的电还原CO2行为。结果表明,玻碳电极常压下即可还原CO2,但法拉第效率极低。高压下法拉第效率大大提高,可将CO2还原为CO(31%)和HCOOH(15%)。若用钴钛菁修饰玻碳电极常压下即可将CO2还原,法拉第效率可达30%。     

有机中间体合成中的新试剂、新反应、新技术、新工艺——Ⅳ 卤素化合物

本文详细介绍了在高新材料中具有重要意义的含溴、碘、氯酞菁的合成;详细介绍了无污染制备氯化铜、铝、铁酞菁的合成和间接转换合成氟代烃及吡啶衍生物的卤化方法。     

酞菁铜溶解性研究及其电沉积薄膜的制备

通过测定α-酞菁铜(α-CuPc)在4种不同的有机溶剂中的紫外可见光吸收光谱,研究了不同溶剂以及加入不同量的三氟乙酸(TFAA)对酞菁铜溶解性和质子化的影响.以溶解性研究为基础,探讨了在电化学沉积法制备酞菁铜薄膜时不同工艺条件对其形貌的影响.实验结果表明:加入TFAA后,酞菁铜在硝基甲烷和氯仿中溶解良好,而且在氯仿中更容易质子化;使用扫描电镜(SEM)表征,结果表明TFAA及酞菁铜摩尔含量对薄膜制备的影响最为明显.     

聚合金属酞菁仿生催化氧化燃油脱硫性能研究

采用水热技术制备了聚合金属酞菁脱硫催化剂(MPPcTc,M=Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺),利用红外光谱仪和紫外-可见分光光度计对催化剂结构进行了表征。在自然光照下,以空气中的氧分子为氧化剂,建立仿生催化氧化燃油脱硫体系,评价了催化剂对模拟燃油中噻吩的脱除活性,探讨了酞菁环共轭结构对催化氧化脱硫性能的影响。结果表明,在常温、常压下催化氧化3 h后,噻吩脱除率最高可达94.17%,实现了深度脱硫;随着酞菁环共轭体系的增大,催化活性显著提高。     

CuPcTs敏化TiO2光催化剂降解DEHP的研究

邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)是我国水环境中广泛存在的一种有机污染物,以其致畸性、致突变性、致癌性以及生殖毒性而引起广泛关注.以钛酸四丁酯为原料,四磺酸酞菁铜(CuPcTs)为敏化剂,采用水热法原位制备了CuPcTs/TiO2复合纳米光催化剂.在可见光照射下,用制备的CuPcTs/TiO2为催化剂对DEHP...     

金属酞菁及助催化剂存在下对乙苯的液相催化氧化

在常压氧、100℃反应条件下,研究了不同金属酞菁及助催化剂K2Cr2O7存在时对乙苯液相催化氧化的活性,同时考察了高价金属氧化物V2O5、MnO5、MoO3在钴酞菁液相催化氧经乙苯中的协同效应。反应时间6h,无助催化剂K2Cr2O7存在时,钴酞菁具有较高的活性,铁酞菁具有最高的转化率。     

CoPc-PCN异质结高效界面电荷转移活化PMS降解四环素

将尿素和无水次磷酸钠通过高温磷化工艺制备了磷掺杂石墨相氮化碳(g-C₃N₄)纳米片(PCN),PCN继而与酞菁钴(CoPc)在马弗炉中煅烧构建了CoPc-PCN异质结(简称Co-PCN)。采用XRD、FTIR、SEM、TEM、HAADF-STEM、XPS、UV-Vis DRS对样品进行了表征,并评价了其活化过一硫酸盐(PMS)降解四环素(TC)的性能。结果表明,异质结的构建使光的吸收边缘拓宽至可见光区,将20 mg 5%Co-PCN(5%为CoPc质量占PCN质量的百分数)加入50 m L初始质量浓度为10 mg/L的TC水溶液中可活化30 mg PMS,经过40 min反应后,其对TC的降解率达到98.8%,降解速率常数为0.087 min^–1。PCN与CoPc界面处的异质结势垒加速了光生电子/空穴的分离,同时强界面相互作用也为电子转移提供了通道,主要是O2还原生成大量的·O₂^-,并活化PMS产生·O₂^-、·SO₄