温晓东团队在含碳资源的催化转化研究中获进展

当前,化石燃料在全球一次能源需求的占比中较大。含碳资源的催化转化是世界范围内经济增长和能源结构调整过程中面临的主要挑战,也是未来通过“负排放”技术(即CO2的捕获与转化)实现全球“碳中和”目标的重要技术路径之一。考虑到经济效益和产业化,含碳资源的大规模转化需要廉价且高效的非贵金属型过渡金属催化剂。 近年来,中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室研究员温晓东团队利用量子力学及分子轨道理论相结合的方法,系统研究铁、钴、镍、钼等廉价过渡金属在催化含碳分子转化过程中不同碳化学势(μC)下形成的碳物种所导致的催化剂结构、形貌、电子性质和催化性能的影响(图1),并取得了一系列成果。近期,发表的研究综述基于研究团队已有成果,总结和讨论了该领域近年来的基础研究进展,展望了目前存在的难题和未来的发展。 以Fe在费托合成过程中的碳化为例,该综述从碳化铁团簇结构开始,讨论了FexCy各种可能的稳定结构和Fe-Fe、Fe-C键长、Fe......阅读全文

如何判断过渡金属氧化物的酸性、碱性、两性

从原理上看,正离子中,能且仅能电离出质子的就是酸,阴离子中,能且仅能电离出氢氧根的是碱.当然,还存在其他判断方式,比如给出质子的是酸,能吸收质子的是碱,或者给出电子的是碱,吸收电子的是酸.从化学是来做一般判断,非金属性强的非金属氢化物,或者氧化物的水化产物是酸,金属性强的金属氧化物的水化产物是碱,而

科学家发现过渡金属硫族化合物新进展

  中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心与安徽大学量子材料与物理研究所等合作利用低温强磁场扫描隧道显微镜/谱仪(STM/STS)对一种典型的过渡金属硫族元素化合物2H-NbSe2及其微量Ta掺杂单晶样品进行探测研究,研究人员通过对该体系的高分辨隧道谱测量和理论分析,证实了该体系存在非弹性电子隧

电解水制氢:如何设计金属碳化物催化剂?

  金属碳化物HER  氢气是重要的清洁能源,具有来源广、能量密度高、无污染等优点。电解水制氢是高效、绿色的制氢途径,但严重依赖贵金属Pt催化剂,亟需发展经济、高效的非贵金属电催化剂。过渡金属碳化物具有类铂的电子性质和催化行为,是一种潜在的析氢电催化剂。近年来,相关研究工作通过合理的设计策略,调控并

研究人员开发出新型二维过渡金属氢化物

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研究人员开发出新型二维过渡金属氢化物

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员邓德会、副研究员于良团队,在二维过渡金属氢化物的可控制备及电催化应用研究中取得新进展。团队利用表面配体限域效应,打破了环境条件下形成过渡金属氢化铑(RhH)的热力学限制,开发出一种新型的、可在环境条件下稳定存在的二维RhH纳米片,该材料在电催化析氢反应中显

国家重大科学研究计划支持过渡金属氧化物外场调控研究

  4月9日,量子调控研究国家重大科学研究计划“过渡金属氧化物异质结在多场调控下的新奇物性及器件研究”项目工作部署会在北京召开。项目依托于中科院物理研究所、中科院金属研究所、北京大学、复旦大学等单位,拟发展氧含量精准可控的激光分子束外延和分子束外延薄膜生长技术,实现原位表征、探测氧化物界面和量子态。

福建物构所过渡金属催化的交叉偶联反应取得系列进展

  C-H键官能团化和脱羧交叉偶联在反应机理方面有相似之处。选择性C-H键官能团化作为简洁方便、环境友好的有机反应合成路线,是当前合成化学研究的热点和前沿,在药物、天然产物、有机功能材料的合成和制备方面有重要应用;同时,羧酸普遍存在于自然界,具有容易制备、价格低廉的优点,过渡金属催化

首次发现由过渡金属元素构造的二维原子晶体材料

  石墨烯的非凡性质根源于其蜂窝状晶格中的粒子隧穿。近年来,石墨烯的成功使得人们关注其他新型二维蜂窝状材料的研究,以进一步探索蜂窝状结构非同寻常的电子学性质。中科院物理研究所纳米物理与器件实验室高鸿钧研究组在Ir(111)衬底上成功制备出硅烯,并深入研究了它的几何、电学性质以及和基底的相互作用

张新星团队揭示大气水中低价过渡金属高丰度的隐藏成因

  高中化学常识告诉我们,在水溶液中,三价铁离子和二价铜离子是稳定的,而二价铁离子和一价铜离子或由于快速氧化,或由于歧化,在水溶液中无法稳定存在。然而,与这个常识截然相反的观察是,在大气水(云水、雾水、雨水)中,低价的铁离子和铜离子通常以较大的丰度存在,很多时候甚至可以高达90%以上。现阶段科学家们

Angew:无过渡金属、无导向基团参与的CC键活化反应

  近日,中国科学技术大学的康彦彪研究员课题组和南京工业大学曲剑萍教授合作报道了无过渡金属、无导向基团参与的C(芳基)-CH3键裂解/C(芳基)-B键形成反应,实现了一系列芳基硼酸酯的合成。相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed.上(DOI:10.1002/anie.20190178

科研团队揭示金属碳化物团簇双模固氮的竞争机制

近日,我所化学反应动力学全国重点实验室团簇光谱与动力学研究组(2506组)江凌研究员、谢华研究员团队利用自主研制的质谱-光电子能谱实验方法,研究了金属碳化物团簇MC3-(M = Os,Ir,Pt)的固氮模式,揭示了直接裂解N≡N三键与化学吸附双重固氮模式的竞争机制,为开发高效固氮催化剂和单原子材料提

我国新型二维材料研究获重要进展

  记者8月24日从中国科学院金属研究所获悉,该所沈阳材料科学国家(联合)实验室先进炭材料研究部任文才研究组在大尺寸高质量二维过渡族金属碳化物晶体的制备与物性研究方面取得了重要突破。相关成果日前在《自然—材料》杂志上在线发表,并获得同期“新闻与观点”栏目的重点介绍。  研究人员提出了采用上层铜箔/底

硬质合金的基体是由几部分组成的

硬质合金的基体由两部分组成:一部分是硬化相;另一部分是粘结金属。硬化相是元素周期表中过渡金属的碳化物,如碳化钨、碳化钛、碳化钽,它们的硬度很高,熔点都在2000℃以上,有的甚至超过4000℃。另外,过渡金属的氮化物、硼化物、硅化物也有类似的特性,也可以充当硬质合金中的硬化相。硬化相的存在决定了合金具

过渡气流的定义

中文名称过渡气流英文名称transitional flow定  义在片流和湍流之间过渡的气流。应用学科大气科学(一级学科),大气物理学(二级学科)

上海有机所过渡金属催化芳烃二氟烷基化反应研究获进展

  近年来随着医药、农药、材料等领域发展日益增长的需求,向有机分子中直接引入氟原子和含氟基团越来越受到关注,并发展成为国际与化学相关的研究热点之一。其中,芳烃的氟化和三氟甲基化反应在过去的几年中取得了突破性进展, 然而,长期以来芳烃的二氟烷基化却很少受到关注,与之相对应的引氟策略也十分少见。  近期

高曲率多层纳米结构包覆过渡金属氮碳材料用于氧电催化

    全文速览  近日,陕西师范大学郑浩铨教授、林海平教授和曹睿教授合作,设计制备了一种新型高曲率多层弯曲结构(也称为洋葱碳结构,onion-like carbon, OLC)纳米球包覆Co-N-C(OLC/Co-N-C)材料,如下图1所示。与20%Pt/C+RuO2复合贵金属催化剂相比,OLC/

锂电池的相关材料过渡性金属嵌锂氧化物介绍

  LiCoO2是最常用的正极材料,它属于a-NaFe()结构,工作电压为3.5-4.2V,理论比容量为274mA.h/g,正常充放电时锂的利用率为55°-60%1211,合成方法是将锂源(例如L12CO3)和钴源(例如COCO3)按摩尔比1:1混合,在空气中灼烧700-850℃[22]。为了使Li

化生学院黄湧课题组实现首例非过渡金属催化的Suzuki反应

  有机硼试剂和有机亲电试剂的偶联反应,即Suzuki-Miyaura偶联反应是目前人们构建碳-碳键最行之有效的方法,2010年诺贝尔奖的颁发更加印证了其对人类社会的贡献。在过去的50年中,过渡金属作为催化剂在这类反应的发展中扮演了核心角色,但由于过渡金属催化本身的反应特性限制,也面临着诸多挑战。例

科学家在过渡金属与碳混合团簇的研究中获进展

排球烯  河北师范大学刘英教授课题组在“过渡金属与碳混合团簇”的研究中取得进展,在国际上首次提出了20个钪原子和60个碳原子组成的稳定的、中空的“排球烯(Volleyballene)”,研究结果以“Sc20C60: a volleyballene”为题发表在英国皇家化学学会期刊《Nanoscale》

金属所在新型二维材料研究中取得突破

  自2004年石墨烯被发现以来,探寻其他新型二维晶体材料一直是二维材料研究领域的前沿。正如石墨烯一样,大尺寸高质量的其他二维晶体不仅对于探索二维极限下新的物理现象和性能非常重要,而且在电子、光电子等领域具有诸多新奇的应用。近年来,除石墨烯外,二维六方氮化硼、过渡族金属硫化物、氧化物、黑磷等二维材料

什么叫高温碳化

高温碳化:利用电加热反应釜高温碳化,这是去除活性炭上有机物的科学方法,一般情况下高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附,一部分有机物就会发生分解反应,生成小分子烃脱附出来,残余成分留在活性炭孔隙内成为“固定炭”。在这一阶段,温度将达到800~900°C,为避免活性炭的氧化,一般在抽

温晓东团队在含碳资源的催化转化研究中获进展

  当前,化石燃料在全球一次能源需求的占比中较大。含碳资源的催化转化是世界范围内经济增长和能源结构调整过程中面临的主要挑战,也是未来通过“负排放”技术(即CO2的捕获与转化)实现全球“碳中和”目标的重要技术路径之一。考虑到经济效益和产业化,含碳资源的大规模转化需要廉价且高效的非贵金属型过渡金属催化剂

PVD涂层有哪些

硬质涂层按化学成分大致分类如下:1.金属氮化物汰层。过渡族金属Ti、Cr、V、Tn、Nb、Zr、Hf等易与氮原子结合生成金属氮化物,这些氮化物都具有熔点高、硬度大、韧性适当、化学稳定性好等特点。在氮化物涂层中有二元氮化物如TiN、二元氮化物如(Ti,AI)N和多元氮化物如[Ti,cr,Fe)N涂层等

过渡金属二硫化物中的狄拉克锥及拓扑表面态

  东京大学M. S. Bahramy和圣安德鲁斯大学 P. D. C. King(共同通讯作者)等人通过DFT理论计算和自旋、角分辨光电效应,发现在过渡金属二硫化物(TMDs)中普遍存在Ⅰ型和Ⅱ型三维块体狄拉克费米子的共存以及拓扑表面态和表面谐振的转变。并已证实这存在于六种TMDs中,为进一步调整

过渡金属催化的环己二烯酮的去对称化反应研究获进展

  手性的顺式氢化苯并呋喃骨架广泛存在于天然产物中,对环己二烯酮催化的不对称去对称化反应是构建这个骨架最直接和高效的方法之一。目前主要通过有机催化的分子内的Stetter反应和分子内的Rauhut-Currier反应来实现,但均具有较大的底物局限性。  近期,中国科学院上海有机化学研究所天然产物有机

兰州化物所过渡金属催化杂环化合物官能团化反应获进展

  近日,中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室研究人员在含氮杂环化合物C-H键直接官能化方面取得新进展。在过渡金属的催化下,高效、高选择性地实现了吲哚和噁咗类含氮杂环化合物的直羰基化和磷酸化,所得到的官能团化杂环化合物均为重要的有机中间体。   研究人员发展了一类铑催化直接

揭示了dπ对过渡金属配位聚合物电催化氧还原的作用

  氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属空气电池中的核心反应。由于ORR过程涉及多步电子转移,其面临着动力学缓慢、过电势高等问题。通常需要昂贵的铂碳催化剂来降低过电势,加快反应速率。然而,贵金属铂的高成本和低储量限制了相关器件的发展与实际应用。因此,开发可代替贵金属铂的高效催化剂是一个亟待解决的问题

过渡金属氧化物分子筛在较高温度下实现了有效分离

  高纯度的C2H4和C2H2是工业上合成化学品最常用的基本原料。乙烯工业制备的过程中不可避免的会产生乙炔副产物,即使微量的乙炔也会导致乙烯聚合反应催化剂中毒,严重时还会发生爆炸。同时,乙烷也是工业制备乙烯过程中也不可避免的副产物,两者的相对挥发度和沸点也十分接近,传统的低温精馏能耗大。因此,C2H

科学家提出金属碳化钼体系“选择性部分重整”制氢新技术

  近年来,生物乙醇因可再生性、高含氢量及良好的储运安全性,成为备受关注的绿色制氢原料。而传统的乙醇-水重整制氢技术存在两大难题。一是该过程通常需在400℃至600℃的高温条件下进行,能耗高且难以避免乙醇分子C-C键断裂导致的CO2排放;二是现有催化剂易受到积碳和烧结失活的影响,限制其工业化应用,难

二维金属碳化物纳米片衍生物研究取得新进展

  近日,中科院大连化物所吴忠帅研究员带领二维材料与能源器件研究团队发展了一种同时氧化和碱化的新策略,一步法实现了二维金属碳化物纳米片(Ti3C2 MXene)向超薄钛酸钠或钛酸钾纳米带的转变,发现其具有优异的储钠和储钾性能。相关研究成果发表在美国化学会纳米期刊上。  MXene是一类新型二维金属碳