Archives2018年11月25日

关于CO2的还原的基础理论

关于CO2的还原的基础理论

关于CO2的还原的基础理论

一、研究课题的意义与背景

随着工业的高速发展, 地球的生态环境正在遭到严重的破坏, 其中影响最大的就是所谓的温室效应。导致温室效应的最直接原因是二氧化碳在大气中含量的增加。据报导, 目前大气中二氧化碳的浓度约为350 x 10-6” , 而当今全世界每年排放的二氧化碳约20亿吨 , 如果按此速度继续排放, 预计到2030年大气中二氧化碳的浓度将达到560 x 10-6 , 其结果将导致地球的平均温度上升1.5~ 4.5°C。气温上升会使亚热带地区干燥化, 高纬度地区降雨量增加, 海洋中结冰区域减少, 冰雪提前融化。为了保护人类赖以生存的地球的生态环境, 人们已不得不考虑采取对二氧化碳的控制措施.尽管二氧化碳在大量排放时对生态环境造成不良影响, 但它又是大自然中重要的资源之一,因此, 近年来二氧化碳的资源化技术研究受到了人们普遍的关注。二氧化碳资源大致可以通过以下途径加以综合利用: (l) 二氧化碳接触氧化转化为有用化学物质; (2) 经电化学、光电化学或光化学反应制取有机化合物; (3) 制取二氧化碳聚合物; (4)制取燃料碳.本文仅就近年来电化学及光化学还原二氧化碳的研究进展作粗略介绍。

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[转]HOMO、LUMO、氧化电位、还原电位

已占有电子的能级最高的轨道称为最高已占轨道，用HOMO表示。未占有电子的能级最低的轨道称为最低未占轨道，用LUMO表示。HOMO、LUMO统称为前线轨道，处在前线轨道上的电子称为前线电子。

前线轨道理论认为：分子中有类似于单个原子的“价电子”的电子存在，分子的价电子就是前线电子，因此在分子之间的化学反应过程中，最先作用的分子轨道是前线轨道，起关键作用的电子是前线电子。

这是因为分子的HOMO对其电子的束缚较为松弛，具有电子给予体的性质，而LUMO则对电子的亲和力较强，具有电子接受体的性质，这两种轨道最易互相作用，在化学反应过程中起着极其重要作用。

先说明下,LUMO/HOMO理论与氧化还原理论是两套不同的体系,分别从不同角度来解释事实.氧化还原能力一般用氧化电位或还原电位来评价.

我们知道,发生氧化反应的时候,氧化剂得到电子,也就是LUMO轨道被充满(U即Unoccupied, 意思是占未据的,表明可以填充电子),  LUMO轨道的能量越低,越有利于电子填充上去(往高能级上去,需要激发的能量较低 氧化性越强),也就是说LUMO能量越低,分子作为氧化剂的的氧化能力越强,用电极电位的话来说就是氧化电位越高(氧化其它物质).

相反地,还原反应的时候,还原剂给出电子,它们的HOMO轨道上的电子失去(第一个O即Occupied,意思是已被电子占据了的).HOMO轨道能级越高,越有利于丢掉这个电子,其还原能力也就越强,也就是电位越负.

简单的说,LUMO是可以接受电子的轨道,能量越低越有利人家填充进来,氧化能力越强(氧化剂反应中得电子,氧化能力越强的电位越正/高),HOMO是可以失去电子的轨道,能量越高越有利于把电子丢给别人(电子丢给LUMO的时候, 两者的能级差越小越好,最好的不需要激发能量甚至还有富余更好) ,还原能力越强(还原剂反应中失电子, 还原能力越强的电位越负/低).

总结为一张图就是下面这样子的.


来源：http://blog.sciencenet.cn/blog-1213210-1026591.html

催化论文投哪个期刊好？

选刊一直是困扰很多第一次写文章以及写文章不多的同学的大问题。决定往一个期刊投稿，需要针对性的格式、内容修改，投稿周期短则几周长则几个月耗着。尤其是急等着论文毕业同学尤其着急。

材料人为此推出选刊攻略系列视频。本次邀请了赵博士录制了一段近40分钟的以催化方向为主的选刊攻略视频，并涉及了催化、化学、材料、能源、电化学方面的期刊特点。

主讲人基本情况

赵博士，中科院博士毕业，日本JSPS特别研究员、德国洪堡学者获得者，发表AM、JACS、JMCA 等SCI学术论文50余篇。

视频主要内容

以下是视频讲解的PPT内容

如想看到这个攻略视频，请点击链接https://m.qlchat.com/topic/details?topicId=2000000729090191

来源：http://www.cailiaoniu.com/123705.html

石逯迪、陈烁等同学获得了多项奖学金

根据《深圳大学研究生国家奖学金评审办法》、《深圳大学优秀研究生、优秀研究生干部评选办法》、研究生社会奖学金评审办法及我院评奖细则的相关规定，经学生本人申请、学院奖学金评奖工作组评审，现将我院2017—2018学年度硕士研究生腾讯创始人创新奖学金、国家奖学金、优秀研究生奖学金和优秀研究生干部奖学金拟推荐候选人名单公示如下：

  1. 　　腾讯创始人创新奖学金
序号 学号 姓名 专业
1 石逯迪 化学工程
  1. 　　国家奖学金
序号 学号 姓名 专业
石逯迪 化学工程

 

  1. 　　优秀研究生奖学金（排名不分先后）
序号 学号 姓名 专业
石逯迪 化学工程
5 陈烁 化学

邀请陈军院士来深指导并作学术报告

受本课题组邀请，陈军院士于2018年11月7日来深大指导并作学术报告——锂钠电池的若干电极材料

主讲人:陈军院士

时间: 2018年11月7日下午4:00

地点:420会议室

报告人简介：

1967年9月生，安徽宿松人。无机化学家，中国科学院院士，南开大学教授。现任南开大学化学学院院长、先进能源材料化学教育部重点实验室主任、天津市化学会理事长、中国化学会电化学委员会主任。

1985-1992年，南开大学化学系学习，先后获学士、硕士学位

1992-1995年，南开大学化学系，助理研究员

1996-1999年，澳大利亚伍伦贡大学材料系学习，获博士学位

1999-2002年，日本大阪工业技术研究所，研究员

2002年起，南开大学教授、博士生导师

2003年获国家杰出青年科学基金

2005年入选教育部长江学者特聘教授

2010、2017年两次任国家纳米重点研发计划项目负责人

2017年当选中国科学院（化学部）院士。

一直从事在新能源材料化学研究，在无机固体功能材料的合成化学、固体电极制备以及新型电池电极材料开发研究方面做出了重要创新性贡献。发表论文370余篇，他引超过27000次。编著21世纪化学丛书《能源化学》、《化学电源：原理、技术与应用》等著作。获发明专利授权23项，其中多孔尖晶石与层状电极材料的专利获得应用，取得了一定的经济效益。曾获2011年度国家自然科学二等奖、2006年度和2016年度天津市自然科学一等奖、2009年度国家教学成果一等奖、2012年中国侨届贡献奖、2013年中国电化学贡献奖、2014年国家万人计划科技领军人才、2018年全国“五一”劳动奖章等奖励。

石逯迪同学受邀参加荔研论坛之学术交流分享会

第六届荔研论坛系列报道之三：学术交流分享会成功举办

11月17日上午，深圳大学第六届荔研论坛学术交流分享会在教学楼A409，A410，A411成功举行。学术交流分享会是第六届“荔研论坛”系列活动之一，旨在为广大研究生搭建一个切磋学术、砥砺思想、展现风采的舞台。本次学术交流分享会，邀请到了我校部分学院国家奖金获得者，分享自己的优秀成果和读研生活，给尚处于科研迷茫期的同学们带来指导和建议。
当日上午九点三十分，在同学们热烈期待的掌声中，分享会在三个教室同时拉开帷幕。分享会按照议程分为两部分：第一部分为获奖同学发言，第二部分是每位同学发言完毕之后的答疑环节。 阅读更多

易制毒化学品目录（2018最新整理）

易制毒化学品目录（2018最新整理）

 

 

易制毒化学品目录（2018最新整理）
类别 名称 CAS号
第一类 1．1-苯基-2-丙酮 103-79-7
2．3,4-亚甲基二氧苯基-2-丙酮 4676-39-5
3．胡椒醛 120-57-0
4．黄樟素 94-59-7
5．黄樟油 94-59-7
6．异黄樟素 120-58-1
7.N-乙酰邻氨基苯酸 89-52-1
8．邻氨基苯甲酸 118-92-3
9．麦角酸* 82-58-6
10．麦角胺* 113-15-5
11．麦角新碱* 60-79-7
12．麻黄素、伪麻黄素、消旋麻黄素、去甲麻黄素、甲基麻黄素、麻黄浸膏、麻黄浸膏粉等麻黄素类物质* 299-42-3
13．羟亚胺 90717-16-1
14．1-苯基-2-溴-1-丙酮 23022-83-5
15．3-氧-2-苯基丁腈 5558-29-2
16．N-苯乙基-4-哌啶酮 39742-60-4
17．4-苯胺基-N-苯乙基哌啶 21409-26-7
18．N-甲基-1-苯基-1-氯-2-丙胺 25394-24-5
19．邻氯苯基环戊酮 6740-85-8
第二类 1．苯乙酸 103-82-2
2．醋酸酐 108-24-7
3．三氯甲烷 67-66-3
4．乙醚 60-29-7
5．哌啶 110-89-4
6.1-苯基-1-丙酮 93-55-0
7.溴素 7726-95-6
第三类 1．甲苯 108-88-3
2．丙酮 67-64-1
3．甲基乙基酮 78-93-3
4．高锰酸钾(注3) 7722-64-7
5．硫酸 7664-93-9
6．盐酸 7647-01-0
注： 1、第一类、第二类所列物质可能存在的盐类，也纳入管制。2、带有*标记的品种为第一类中的药品类易制毒化学品，第一类中的药品类易制毒化学品包括原料药及其单方制剂。3、高锰酸钾既属于易制毒化学品也属于易制爆化学品。

MOF新贵！导电MOF

2017年转眼就过去了，在过去的这一年中各个研究方向发展非常的迅猛。今天，孔道君把目光放在导电MOF，COF材料上。对于一个材料，你每赋予它一个新的功能和特性，它就能在应用领域打开一片天地。

[年终盘点] MOF新贵！导电MOF

金属有机框架化合物（MOF）或者共价有机框架化合物（COF）具有很多优异的性质。比如其具有较大的比表面积，可调的孔径结构；在气体吸附分离，药物的可控释放，催化等领域都有应用前景。另一方面，材料学家也将MOF作为一种金属前驱体分散的方法，将MOF用于功能化的炭材料，或者单原子催化剂的合成中去，也取得很多研究成果。

科学家们在想具有巨大比表面积的MOF如果能结合导电的特性，那么MOF材料必将能在电化学领域打开一片领域。

今年年初，一篇论文（DOI: 10.1038/NMAT4766）将导电的MOF应用到超级电容器当中。

[年终盘点] MOF新贵！导电MOF

[年终盘点] MOF新贵！导电MOF

结构信息：

在这篇论文中，作者首先合成了一种导电的MOF材料，Ni3(HITP)2。从材料的结构示意图来

看，该MOF材料的孔径是1.5 nm，被四个氨基配位的Ni是一个共轭的共平面结构，配体具有一个离域的大π键，这种结构能够保证电子的传输，因此具有导电性能。Ni3(HITP)2的比表面积为630 m2/g，在MOF材料中并不算高，不过其导电的特性却是其他MOF材料无法比拟的。

其实该MOF的合成，早在2014年就已经报到出来了（J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8859−8862）。其合成方法是在无氧的液态NH3的条件下，通过HITP和Ni2+反应可以得到这种导电的MOF材料，其导电率为2 – 40 S cm-1。

 

电容性能

这篇论文将MOF压如泡沫Pt中制备电极，以1 M TEABF4 /ACN为电解液，作者首先测试了该样品的工作电压窗口。正极测试电压为：0.02 – 0.5 V；负极测试电压为：-0.6 — 0.02 V。通过非原位的XANS作者发现在电化学测试后，Ni的配位环境没有发生变化，表明在这个过程中发生的是离子吸附。在0.05 A g−1的电流密度下其电容为107 F g−1。

[年终盘点] MOF新贵！导电MOF

对于存在有机配体的MOF材料，电压窗口受限于有机配体的氧化和还原电位。因此，尽管在电压窗口比较宽的有机电解质中，其电压窗口也不是很宽（~ 1.5 V）。

[年终盘点] MOF新贵！导电MOF

全部是微孔的MOF在传质方面不具备优势，研究人员有意识的将多级结构引入到MOF材料中希望能够改善这方面的性能。显然，通过传统的软硬模板发来构筑比较“娇气”的MOF材料的多级结构是比较困难的。将导电MOF生长在导电三维基底上是目前比较可行的方法。

[年终盘点] MOF新贵！导电MOF

Prof. Yaobing Wang和Prof. Gang Xu的这篇论文（Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1702067）便是将导电MOF—Cu-CAT生长在碳纸上，电极材料的导电性和器件的倍率性能。

电催化性能

仔细观察Ni3(HITP)2的结构时，不难注意到其中的Ni-N4结构。金属和氮进行配位如Fe-N4，Co-N4具有很好的ORR活性。在2016年的时候，Dinca课题组测试了Ni3(HITP)2的电催化性能。

在碱性条件下，直接使用生长在玻碳电极上的MOF材料作为ORR电催化剂。通过K-L方程计算出其转移的电子数目为~ 2；表明O2在MOF催化剂的条件下，生成了H2O2。经过ORR测试后，XPS数据显示，MOF材料中的Ni的结合能提高了1 eV，作者推测形成了Ni-O键。

不过，随后作者课题组今年就对Ni3(HITP)2中的活性位点进行了确认（ACS Catal. 2017, 7, 7726−7731）。在原位的XANS测试中，作者并没有发现Ni在施加电压的时候其配位环境以及本身的价态并没有发生变化，因此认为活性位点应该位于金属配体上。

[年终盘点] MOF新贵！导电MOF

[年终盘点] MOF新贵！导电MOF

通过理论计算，作者提出配体上β-C上的氧气的结合能为1.1 eV，是该导电MOF中具有ORR活性的位点。

[年终盘点] MOF新贵！导电MOF

导电的MOF在电化学中的应用有很多（DOI: 10.1038/ncomms8408），相对于其它电催化剂来讲，导电MOF能对活性位进行非常精准的调控，且能够实现高密度的负载。配体和金属形成配位键，如果要实现导电，必须借助大π键的结构。因此，就目前报道的导电MOF材料来看，大部分的导电MOF材料是属于二维结构，这种结构特性使得导电MOF能与很多材料进行有效的复合。相信在接下来的一年中会有更多有关导电MOF的研究成果出来。

 

[年终盘点] MOF新贵！导电MOF

参考文献：

  1. Nature Communication, DOI: 10.1038/ncomms8408.
  2. J. Am. Chem. Soc., 2014, 136 (41), 14357–14360.
  3. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 1 – 6.
  4. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8859−8862.
  5. ACS Catal. 2017, 7, 7726−7731.
  6. Nature materials, 2016, DOI: 10.1038/NMAT4766
  7. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1702067

 

来源：http://www.sztspi.com/archives/57051.html