【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240281
针对二维单层BiOI纳米片的晶格热导率及其声子输运性质进行了深入探究。通过结合第一性原理计算和玻尔兹曼输运理论,系统地分析了单层BiOI纳米片在不同温度下的声子群速度、格林艾森参数、三声子散射率和散射相空间等关键物理量。计算结果显示,单层BiOI纳米片在室温下的本征晶格热导率约为4.71 W·m-1·K-1,当温度升高至800 K时,其热导率显著降低至1.74 W·m-1·K-1。面外声学支(ZA)、横向声学支(TA)和纵向声学支(LA)声子模式在所研究的温度范围内对晶格热导率的贡献几乎相等。低晶格热导率的物理根源归结于低声子群速度、强烈的声子-声子散射过程以及较低的德拜温度。此外,还探讨了单层BiOI纳米片的电子结构,确认了其具有半导体特性,并且间接带隙约为2.16 eV。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412032
介绍了一场以推广环保理念为核心的产品发布会,重点展示了四款基于无患子的环保产品:无患子天然洗手液、无患子天然洗发水、无患子皂苷杀虫剂和无患子生物柴油。这些产品不仅利用了无患子的天然特性,而且在减少化学污染、保护环境方面发挥了重要作用。文章强调了每款产品如何体现无患子的环保价值,并概述了发布会的目标:激发公众环保意识,弘扬可持续发展理念,倡导“无患无忧”生活方式。通过这些创新产品,发布会旨在展示无患子在现代生活中的重要性,并鼓励人们采取行动,共同为环境保护工作做出贡献。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310102
平衡核间距在研究双原子分子性质中有着非常重要的地位,通过光谱实验和量子化学计算都可以得到其平衡核间距。H2是最简单的双原子分子,本文将以它为例介绍求同核双原子分子平衡核间距的光谱实验方法,包括拉曼光谱、电场诱导偶极矩跃迁光谱和四极矩跃迁光谱,并介绍其薛定谔方程的求解历史,尤其是平衡核间距和键解离能。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240036
采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和六亚甲基亚胺(HMI)组成双模板体系,以气相二氧化硅为硅源,在150 ℃下动态原位合成了薄层的MWW型MCM-22分子筛纳米片,并考察了CTAB添加量对分子筛产物的影响。采用粉末X射线衍射(PXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、高倍透射电子显微镜(HRTEM)、吡啶红外(Py-IR)和2,6-二叔丁基吡啶红外(DTBPy-IR)测试方法对合成的分子筛样品进行表征。结果表明:采用双模板体系可以制备出5~10 nm的薄层MWW型纳米片。同时,通过偏三甲苯异构化反应对样品的催化性能进行了表征,催化结果显示样品d-MWW-4%CTAB具有较好的催化性能,其中偏三甲苯的质量转化率、均三甲苯质量收率及均三甲苯选择性分别为34.97%、22.42%和64.09%,这主要归因于薄层纳米片MCM-22具有的较大外表面积和片层间形成的晶间介孔结构。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250255
采用水热法成功将镁(Mg)引入ZSM-5分子筛骨架结构中,系统考察了Mg含量对分子筛孔的结构、酸性质、骨架铝(framework aluminum,AlF)分布及催化生物乙醇制丙烯(bioethanol to propylene,ETP)反应性能的影响。结果表明,随着Mg含量的增加,分子筛介孔体积显著增大,结晶度略有下降。氨气程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶红外(Py-IR)分析结果显示,Mg的引入有效降低了分子筛总酸量和强酸强度,同时提高了Brønsted酸的比例。固体核磁共振(27Al MAS NMR)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明,Mg的引入促使AlF从通道交叉处向正弦或直通道迁移,并减少了铝对(aluminum pair,Alpair)的形成。催化反应评价结果显示,适量Mg改性的分子筛(2-MgHZ5)表现出最优的ETP性能,丙烯选择性从改性前的ZSM-5(HZ5)的26.8%提高至29.5%,丙烯选择性维持在不低于10%的时间更是从HZ5的15 h显著延长至30 h,这归因于其适中的酸强度、丰富的介孔结构以及Al分布的优化有效抑制了芳烃循环和积碳生成,促进了烯烃-环戊二烯循环路径。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311046
日常生活中的表面化学应用无处不在,从“荷叶效应”的自然现象,到特种工业制品的防水、防冻,抗污等性能,这看似生活化、简单的现象背后却蕴含着鲜为人知的表面原理。本实验通过在熔喷布膜表面层层自组装沉积植物多酚——单宁酸(TA)和铁离子Fe(III)配位化合物使其形成亲水涂层,再利用高碘酸钠(NaIO4)氧化儿茶酚基团促进多酚-金属网络在熔喷布膜表面的固定,进而实现织物从疏水到亲水的改性,最后利用油水分离装置展示膜的分离效果。实验通过展示材料的改性过程及材料改性前后性能差异,层层解析其背后蕴含的物理化学本质。此科普实验所用试剂绿色、操作简单、观赏性及互动性强、改性后的膜具有可循环利用的优势。在面向不同阶段的科普对象时我们采用梯度科普,深入浅出地讲解现象背后蕴含的原理和本质,让公众在获得知识的同时感受到表面化学的神奇和化学之美。该实验不仅可以用于科普实验也可以用于课堂教学,并且具有优异的应用前景。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250197
CO2 reduction technology can promote the resource utilization of carbon and help alleviate global warming and energy supply pressure. It is an effective way to achieve energy conversion and utilization. Covalent organic frameworks (COFs) are porous crystalline materials formed by connecting organic monomers through covalent bonds. They have the characteristics of functional diversity and rich chemical properties. Their advantages, such as high porosity, a wide range of visible light absorption, and excellent charge separation efficiency, give them good potential in CO2 capture, separation, and conversion. Currently, Cu is a key metal in the catalytic CO2 reduction reaction (CO2RR) for the preparation of high-value-added chemicals. The preparation of highly stable and large-pore Cu-based COFs using COFs as an ideal sacrificial template for loading Cu can be used to develop high-performance electrocatalysts and photocatalysts. In this review, we discuss the latest advancements in this field, including the development of various Cu-based COFs and their applications as catalysts for CO2RR. Here, we mainly introduce the synthesis strategies, some important characterization information, and the applications of electrocatalytic and photocatalytic CO2 conversion using these previously reported Cu-based COFs.
