tmcs 催化材料

【材料】催化材料前沿研究成果【第6期】
催化材料前沿研究成果精选【第6期】不定期推出催化材料前沿研究成果精选，本文为第6期，包含了发表时间为2018年3月9日3月24日的优质催化文章。

1、AdvancedEnergyMaterials：Fe2O3纳米粒子催化剂增强非质子型Li-O2电池深层充放电
性能的可循环性图1在Fe2O3上提出的Li2O2的外延诱导成核和生长机理的示意图虽然Li2O2化学的高能量密度对于电动汽车商业化应用是有希望的，但碳基阴极的不稳定性以及放电产物的绝缘性限制了它们的可再充电性和能量密度。

近日，荷兰代尔夫特理工大学MarnixWagemaker教授（通讯
作者）提出了一种由-Fe2O3纳米粒子和碳纳米管（CNT）组成的阴极材料，其在高容量的深层充放电下实现了优异的循环稳定性。

Fe2O3/CNT电极的初始容量在0.2mAcm-2时达到805mAhg-1（0.7mAhcm-2），同时在50次循环后保持1098mAhg-1（0.95mAhcm-2）的容量。

对Li2O2演变的现场原位结构，光谱学和形态学分析表明的Li2O2优先生长在Fe2O3上。

类似Li2O2的（100）和Fe2O3平面的（104）晶面间距表明，后者外延诱导Li2O2成核。

这导致更大的Li2O2主要晶粒和较小的二次粒子，与沉积在CNT上的二次粒子相比，这增强了Li2O2形成的可逆性并导致电极内更稳定的界面。

此双功能材料既可作为稳定的主体底物，又可促进Li2O2电池中的氧化还原反应，为优化放电产物形态提供了新机会，从而实现高循环稳定性和库仑效率。

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三甲基氯硅烷表面蒸汽压一、概述三甲基氯硅烷（TMCS）是一种有机硅化合物，其分子式为C3H9ClSi。

TMCS具有较高的表面活性和反应活性，被广泛应用于化学、电子等领域。

其中，TMCS的表面蒸汽压是其重要的物理性质之一。

二、表面蒸汽压的定义和意义1. 表面蒸汽压的定义表面蒸汽压是指在特定温度下，在液体表面与气体相平衡时，单位面积内液体分子向气相转移的速率与气相分子向液体转移的速率相等时，所达到的平衡状态下气体分子数密度所对应的压强。

2. 表面蒸汽压的意义表面蒸汽压是描述液态物质挥发性能和气态物质溶解性能的重要参数。

对于化学反应、材料加工等过程中涉及到TMCS挥发行为和溶解度变化等问题，了解其表面蒸汽压具有重要意义。

三、影响因素1. 温度：随着温度升高，TMCS分子间距增大，分子热运动加剧，表面蒸汽压增大。

2. 外界气压：外界气压升高，表面蒸汽压也随之升高。

3. 分子结构：分子间力的强弱与分子结构有关，TMCS分子间力较弱，表面蒸汽压较大。

四、测定方法1. 静态方法：将一定量的TMCS放置于密闭容器中，在一定温度下静置一段时间后，测定容器内压强即可计算出表面蒸汽压。

2. 动态方法：将TMCS涂覆在特定表面上，在恒定温度下通入惰性气体，通过在线检测气体中TMCS浓度的变化来计算出表面蒸汽压。

五、应用1. 化学反应：TMCS作为有机硅试剂，在化学反应中被广泛应用。

了解其表面蒸汽压可以控制反应条件和产品质量。

2. 电子材料：TMCS作为电子材料的前驱体，在制备过程中需要控制其挥发性能。

了解其表面蒸汽压可以控制材料品质和性能。

六、总结三甲基氯硅烷表面蒸汽压是其重要的物理性质之一，具有广泛的应用价值。

了解其影响因素和测定方法，可以更好地控制其应用过程中的挥发性能和溶解度变化等问题。

能源关键催化材料解析催化材料是现代能源领域的关键组分之一，它能够加速化学反应的速率，提高能源转化效率，并且对环境友好。

在能源领域，催化材料的研究和应用涉及到多个方面，包括燃料电池、催化加氢、水裂解和 CO2 还原等。

本文将对几种在能源领域具有重要应用的催化材料进行解析。

首先，我们将关注燃料电池中的关键催化材料。

燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的设备，具有高效、环保等特点。

其中最常用的材料是贵金属，如铂（Pt）。

铂具有优异的催化性能，但成本昂贵。

为了解决这个问题，科学家们致力于寻找替代材料，例如铂基合金和非贵金属催化剂。

铂基合金可以在一定程度上提高催化活性，并降低材料成本，同时提高催化剂的稳定性。

非贵金属催化剂，如过渡金属氮化物和碳基材料，具有良好的催化性能，但仍需进一步提高其稳定性和寿命。

其次，我们将探讨催化加氢中的催化材料。

催化加氢是一种将氢气加入有机分子中，以减少其不饱和度或转化为更有价值的化合物的过程。

在石油化工领域，催化加氢广泛用于石油加工和石油化学反应。

传统的催化加氢反应常使用铂系催化剂，但铂易于中毒和失活。

因此，研究人员致力于开发更稳定、高效的催化剂。

例如，贵金属铜基合金催化剂被广泛研究，其具有优秀的活性、选择性和稳定性。

此外，过渡金属催化剂和硫化物催化剂也是催化加氢领域的研究热点。

第三，让我们关注水裂解中的催化材料。

水裂解是一种利用水分子将其拆分成氢气和氧气的过程。

氢气作为一种清洁能源具有巨大的潜力，但目前的氢气生产仍主要依赖于化石燃料。

为了实现可持续的氢气生产，研究人员一直在寻找高效、低成本的催化剂。

铂基催化剂在水裂解中表现出优异的催化活性，但高成本限制了其大规模应用。

因此，研究人员尝试寻找替代材料，如钼、镍和铁的化合物。

此外，一些催化剂的设计构造也在研究中得到了关注，例如纳米材料、金属有机骨架和二维材料等。

最后，我们将探讨 CO2 还原中的催化材料。

随着全球气候变化的威胁日益加剧，将二氧化碳转化为有用的化学品和燃料已成为一个紧迫的问题。

三甲基硅烷衍生化GC—MS研究延胡索中水溶性非生物碱类化学成分［摘要］目的：研究延胡索Corydalis yanhusuo中水溶性非生物碱类化合物。

方法：延胡索的80%乙醇提取物经DA201大孔树脂柱吸附，收集水洗部位，该水洗脱部位再经732阳离子树脂交换，其水洗脱组分干燥后进行三甲基硅烷衍生化。

采用GCMS检测分析，NIST2005标准谱库结合具体衍生物的MS/MS 质谱图进行化合物结构推断。

结果：GCMS共检出约50个色谱峰，初步鉴定了其中的16个化合物，均为含有羟基或羧基的大极性化合物。

结论：16个化合物为首次从延胡索中发现，该研究结果为延胡索的深入开发提供了科学依据。

［关键词］延胡索；水溶性非生物碱类化学成分；三甲基硅烷衍生化；GCMS中药延胡索是罂粟科紫堇属植物延胡索Corydalis yanhusuo W．T．Wang 的干燥块茎，生长于低海拔旷野草地、丘陵、林缘。

分布于陕西，江苏，安徽，浙江，河南，湖北等地。

历代本草均有记载，性味辛、苦、温，归肝、脾经，具有活血、利气、止痛的功效。

主要用于胸胁、脘腹疼痛、经闭、痛经、产后瘀阻、跌扑肿痛等[1]。

文献报道延胡索所含的化合物多为生物碱类化合物，大极性的醇，酸，胺，单糖和低聚糖类等水溶性非生物碱类化合物报道的很少，为了进一步明确延胡索中该类化学成分组成，作者对延胡索80%乙醇提取物的大孔树脂水洗脱部位进行了系统的组分研究。

在前期研究的基础上，水洗脱部位通过732阳离子交换树脂，分别收集水洗脱部分和5%氨水洗脱部分。

这两部分的化学成分研究未见相关报道。

本文对732阳离子交换树脂水洗脱部分采取三甲基硅烷化衍生化，GCMS进行分析，通过与NIST2005标准谱库匹配，结合具体MS/MS 质谱图进行分析的方法，初步鉴定了其中的16个化学成分，并用质谱总离子流峰面积归一化法测定了各成分的相对含量。

1材料GCTPremier GCTOF气相色谱串接质谱仪（Waters公司）；DA201大孔树脂（南开大学化工厂）；732阳离子交换树脂（沧州宝恩化工有限公司）；高纯氮（99．999％）。

低维度过渡金属氧化物的制备、表征及其在催化和分析检测中的应用过渡金属氧化物（Transition Metal Oxides, TMOs）是一类具有多种功能的重要功能材料，具有广泛的应用前景，特殊是在催化和分析检测领域。

然而，随着科学技术的进步，对高效催化剂和灵敏检测器的需求逐渐提升，低维度过渡金属氧化物因其特殊的结构与性质在此领域中引起了广泛关注。

本文将重点谈论低维度过渡金属氧化物的制备、表征以及其在催化和分析检测中的应用。

低维度过渡金属氧化物的制备方法，可以通过物理、化学和生物方法来实现。

物理方法包括层状剥离、机械剥离和离子交换等，化学方法包括溶液法、热解法和水热法等，生物方法则利用生物体自身的特性来合成低维度过渡金属氧化物。

这些方法各有优劣，选择合适的制备方法可以得到具有抱负结构和性能的低维度过渡金属氧化物。

低维度过渡金属氧化物的表征往往需要借助一系列分析技术。

常见的表征方法包括扫描电子显微镜（ScanningElectron Microscopy, SEM）、透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy, TEM）、原子力显微镜（Atomic Force Microscopy, AFM）、X射线衍射（X-ray Diffraction, XRD）等。

这些技术可以观察样品的形貌和结构，了解低维度过渡金属氧化物的物理和化学性质，为后续的应用探究提供基础。

低维度过渡金属氧化物具有特殊的结构与性质，因此在催化和分析检测中有着广泛的应用。

在催化领域，低维度过渡金属氧化物广泛应用于氧化反应、还原反应、电解水和其他有机合成反应等。

以二维过渡金属氧化物为例，其单原子层结构具有高比表面积和活性位点，因此对催化反应具有高效、高选择性的催化活性。

在分析检测领域，低维度过渡金属氧化物可以用于电化学传感器、光学传感器和电子传感器等的制备。

其特殊的表面活性和光学特性可以实现高灵敏、高选择性和快速响应的检测器。

纳米高熵尖晶石氧化物催化近年来，纳米材料的研究日益受到关注，其中纳米高熵尖晶石氧化物催化剂成为研究热点之一。

这种催化剂以其优异的催化性能和高度可控性，吸引了众多科学家的关注和追捧。

本文将以纳米高熵尖晶石氧化物催化剂为主题，展开深入探讨。

一、纳米高熵尖晶石氧化物催化剂的定义和特点纳米高熵尖晶石氧化物催化剂是一种由多种金属元素组成的复合材料，其晶体结构呈现尖晶石状，具有高度均匀的纳米尺寸。

与传统催化剂相比，纳米高熵尖晶石氧化物催化剂具有以下几个显著特点。

纳米高熵尖晶石氧化物催化剂具有较大的比表面积，这使得其催化活性得到显著提升。

相较于传统大颗粒催化剂，纳米尺寸的颗粒能够提供更多的活性位点，增加反应物与催化剂之间的接触面积，从而提高反应速率。

纳米高熵尖晶石氧化物催化剂具有优异的催化稳定性。

由于其晶体结构的均匀性，纳米高熵尖晶石氧化物催化剂在高温、高压等恶劣条件下依然能够保持良好的催化活性，具有较长的使用寿命。

纳米高熵尖晶石氧化物催化剂具有广泛的应用前景。

由于其晶体结构和成分可调控性，纳米高熵尖晶石氧化物催化剂在催化裂化、氧化还原反应等领域都具有潜在的应用价值。

尤其是在能源转化、环境保护等领域，纳米高熵尖晶石氧化物催化剂的应用前景更是被寄予厚望。

二、纳米高熵尖晶石氧化物催化剂的合成方法关于纳米高熵尖晶石氧化物催化剂的合成方法研究较为丰富。

常见的合成方法包括溶液法、气相沉积法、固相法等。

这些合成方法具有简单、可控性强、成本低等优点，能够制备出纳米尺寸均匀分布的高熵尖晶石氧化物催化剂。

三、纳米高熵尖晶石氧化物催化剂的应用领域纳米高熵尖晶石氧化物催化剂的应用领域广泛。

在能源转化领域，纳米高熵尖晶石氧化物催化剂可用于燃料电池、太阳能电池等能源装置的催化剂制备。

在环境保护领域，纳米高熵尖晶石氧化物催化剂可用于废水处理、空气净化等环境治理过程中。

此外，纳米高熵尖晶石氧化物催化剂还可以应用于化学合成、药物制备等领域。

常压制备疏水性二氧化硅气凝胶汪 武,陈 建,黄 昆(四川理工学院材料与化学工程系,四川自贡643000)摘 要:以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氢氟酸作催化剂,采用溶胶-凝胶法常压下制备二氧化硅气凝胶,并研究催化剂、乙醇、水等因素对凝胶过程的影响。

采用傅里叶变换红外分析(FT-IR)、电子扫描探针(SP M)等对二氧化硅气凝胶的结构和性能进行研究。

结果表明,经三甲基氯硅烷(TM CS)表面改性处理后的气凝胶表现出了很好的疏水性能。

该气凝胶密度为200~400kg/m3,与水的接触角大于120 。

当n(TEO S) n(乙醇) n(H2O) n(H F)=1 6 4 0.25时,得到的气凝胶各方面的综合性能最好。

凝胶时间随着水和氢氟酸用量增加而缩短,随乙醇用量的增加而增加。

关键词:疏水性气凝胶;二氧化硅;常压干燥;表面改性中图分类号:TQ127.2 文献标识码:A 文章编号:1006-4990(2011)05-0043-03Preparation of hydrophobic silica aerogels at a m bient pressureW ang W u,Chen Jian,H uang Kun(D e p ar t m ent of M a terials and Che m ica l Engineer i ng,S ichuan U ni vesity of Sciences and Engineering,Z i gong643000,China) Ab strac t:Silica aerogels we re prepa red by so l-ge l techn i que at a m bien t pressure usi ng tetraethy l orthosilicate (TEO S)as sili ca source,and H F as cata l yst.In fluences of so m e factors,such as w ater,cata lyst,and enthano l(E t O H)on, the gelation pro cess w ere i nvestigated.S tructure and properties of silica aerogels w ere stud i ed by t he m eans o f FT-I R,SP M and so on.R esu lts show ed:aerog els show ed good hydrophob i c ity a fter surface m odificati on by tri m ethy l chloro silane (TM CS).D ensity o f as-prepared aeroge ls was i n rang e o f200~400kg/m3and the contact ang l e w it h wa ter w as l a rger than120 .W hen n(T EO S) n(E t OH) n(H2O) n(HF)=1 6 4 0.25,t he co m prehensive perfor m ance o f ae roge l s w as t he best.G elati on ti m e wou l d sho rten w it h the i ncrease of water and hydro fl uoric ac i d dosage and would i ncrease w i th the i n crease of e t hano.lK ey w ords:hydrophob ic aeroge ls;sili ca;a mb ient pressure dry i ng;surface mod ificati onS i O2气凝胶是一种新型纳米多孔材料,具有高比表面积、高孔洞率、低密度、低介电常数和低热导率等特性,可以用作超级隔热材料和隔音材料等,在航空、航天及军事领域也有着广泛的应用前景[1]。

三甲基氯硅烷副产物的综合利用方案三甲基氯硅烷（TMCS）是一种重要的有机硅化合物，广泛应用于硅橡胶、硅树脂、涂料、密封胶等领域。

在其生产过程中，会产生大量的副产物，如二甲基氯硅烷（DMCS）、甲基氯硅烷（MCS）等。

这些副产物不仅对环境造成污染，而且也是一种资源浪费。

因此，本文将从产业结构改革的角度出发，提出一种三甲基氯硅烷副产物的综合利用方案，旨在实现资源的有效利用和环境保护的双赢目标。

一、背景目前，我国有机硅产业发展迅速，已成为全球最大的有机硅生产国。

然而，在有机硅产业快速发展的同时，也带来了严重的环境污染和资源浪费问题。

其中，三甲基氯硅烷生产过程中产生的副产物是最主要的问题之一。

据统计，每生产1吨三甲基氯硅烷，将产生约0.3-0.5吨的副产物。

这些副产物如果不加以利用，将会对环境造成极大的污染。

为了实现资源的有效利用和环境保护的双赢目标，本文提出了一种三甲基氯硅烷副产物的综合利用方案。

该方案不仅能够有效利用副产物，降低环境污染，而且还能够为企业带来一定的经济效益，推动产业结构的改革和升级。

二、工作原理本方案的基本原理是将三甲基氯硅烷副产物进行分离和提纯，得到高纯度的二甲基氯硅烷和甲基氯硅烷。

然后，将这些高纯度的氯硅烷作为原料，通过化学反应合成其他有机硅化合物，如六甲基二硅氧烷（HMDSO）、八甲基环四硅氧烷（D4）等。

这些有机硅化合物在涂料、密封胶、电子材料等领域有着广泛的应用。

在分离和提纯过程中，我们采用精馏和吸附等技术手段，实现对二甲基氯硅烷和甲基氯硅烷的有效分离和提纯。

在合成其他有机硅化合物的过程中，我们采用催化剂和反应条件等技术手段，实现高效率和高选择性的合成反应。

三、实施计划步骤1. 收集三甲基氯硅烷生产过程中的副产物，如二甲基氯硅烷和甲基氯硅烷等；2. 采用精馏和吸附等技术手段，实现对二甲基氯硅烷和甲基氯硅烷的有效分离和提纯；3. 将高纯度的二甲基氯硅烷和甲基氯硅烷作为原料，通过化学反应合成其他有机硅化合物，如六甲基二硅氧烷（HMDSO）、八甲基环四硅氧烷（D4）等；4. 对合成的有机硅化合物进行质量检验和控制，确保产品符合相关标准和要求；5. 将合格的有机硅化合物进行包装和销售，进入市场。

tmdso在合成中的作用
TMD（Transition Metal Dichalcogenide）材料是一类具有特殊
结构的二维材料，其性质与普通的半导体材料有很大不同。

在合成中，TMDs可以发挥以下几种作用：
1. 作为催化剂：TMDs具有丰富的过渡金属中心，可以作为催
化剂参与各种化学反应，如氧化、氢化、氧还原等。

其具有较高的催化活性和选择性，在水分解、电化学储能器件等领域显示出潜在应用价值。

2. 作为掺杂剂：将TMDs引入其他材料中可以改变该材料的
电子结构和性能。

通过控制TMDs的掺杂浓度和分布，可以
调节材料的导电性、光学性能、机械性能等。

3. 作为半导体材料：TMDs本身具有较小的带隙，因此在电子
学领域中，可以作为载流子传输的基本材料。

与传统的硅材料相比，TMDs具有更高的载流子迁移率、更宽的工作温度范围、更好的柔性性质等优势。

4. 作为传感器：由于TMDs表面的吸附特性和与气体、液体
等相互作用的能力，TMDs可用于制备高灵敏度、高选择性的
传感器。

通过调控TMDs的表面结构和化学活性，可以实现
对特定目标分子的高度选择性识别和检测。

综上所述，TMDs在合成中的作用非常多样，其特殊的结构和
性质使其在催化、材料改性、电子学和传感器等领域具有广泛的应用潜力。

有机硅官能团保护试剂的种类及其在官能团保护中的应用有机化学刘英春2011111025摘要:介绍了有机硅官能团保护试剂的分类及其对有机官能团的保护原理,并对有机硅官能团保护试剂在有机合成中的应用进行了概述,重点介绍了有机硅官能团保护试剂对化合物结构中含不饱和键或羟基、羰基、羧基、氨基及其它官能团的保护的应用情况。

关键词:有机硅官能团保护试剂;有机合成; 应用前言:近年来，随着有机硅化学的迅速发展，有机硅产品以其优异的性能和多种多样的形态被广泛应用于国民经济、国防建设中，是现代化建设不可缺少的化工新材料。

一方面，有机硅试剂在定向合成有机化合物时，具有一定的区域专一性和立体选择性；另一方面．有机硅试剂作为某些官能团的保护剂，无论在药物制备或是反应机理的研究等方面，都占有重要地位。

有机硅试剂主要在以下几个方面得到应用[1]：（1)提高分散性，用于气相色谱法分析低挥发性混合物的组成提高分散性。

例如：分析低聚糖与甾族化合物的组成。

(2)增强在有机溶剂中的可溶性。

三甲基硅基纤维素被用来降低某些基团的极性。

如：-NH2，-OH 等。

(3)对敏感官能团，如-OH、-COOH等进行暂时性保护，反应完毕后，所连接的硅基可通过水解反应分解掉。

在有机合成中，常需将羟基或胺基上的活泼氢保护起来，进行其它基团的化学反应，官能团的保护已成为现代药物合成和制药业改进生产工艺、提高产品质量的新途径，具有较大的工业化生产价值。

有机硅基团保护剂对化合物中其它基团有活化或阻尼作用，用硅基代替化合物的活泼氢原子后。

增加被保护化合物在非极性溶剂中的溶解性，变化了化合物的挥发性能，同时由于有机硅保护剂还具有低毒、易反应、易除去等性质，在分析化学、有机合成、药物及天然物质改性等方面的应用也日益受到重视，特别是近年来迅速发展起来的半合成抗生素合成中不可缺少的基团保护剂。

80年代后硅烷化试剂在头孢菌合成中发展很快，过程操作不断简化，收率也有很大提高，其中以在第二代和第三代半合成抗菌素的生产中的应用最为成功。