太阳能驱动化学品合成:关键小分子的活化与调控

来源 :第十五届固态化学与无机合成学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:WYQ1987412
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  太阳能驱动的化学品合成可以降低化工生产中的能耗,符合目前的节能环保的发展趋势。该路径的效率取决于化学转化过程中的一些关键小分子(包括氧、二氧化碳、氮和氢)的活化及其活化物种的调控。因此,近年来本课题组主要致力于发展该技术路线中所需的催化材料,通常包含吸光单元和催化位点两个组成部分。吸光单元俘获太阳能后产生光生电荷,将其转移到催化位点上,进而在位点上活化反应分子并发生化学转化。在此报告中,将展示如何针对太阳能驱动化学转化应用来设计相关催化材料,在原子精度上控制其表面和界面结构。表面结构的原子精度控制(如构筑缺陷或原子对位点)为调制催化位点-分子间相互作用提供了有效途径,而界面结构和维度则是光生电荷转移效率的关键。本课题组通过表界面结构的精准控制,实现了关键小分子的活化及其活化物种的调控,从而进一步调变其光驱动化学转化性能。
其他文献
本文将报道我们在晶态金属有机框架辅助的光化学[2+2]环加成反应方面取得的进展[1]。例如,将双烯配体1,4-bpeb分别与Zn或Cd盐及有机羧酸反应,得到含一对双键平行排列的3D MOF{[Zn4(μ3-OH)2(5-sipa)2(1,4-bpeb)2]}n和含两对C=C平行排列的3D MOF{Cd2(1,3-pda)2(1,4-bpeb)2}n,紫外光照后得到含一对双键环化而成的3D MOF
金属有机框架是由金属中心和有机配体通过配位作用连接形成的一类配位化合物,具有多样且可调的结构、良好的性能以及潜在的应用等特点,因此,受到人们的广泛关注.近年来,本课题组致力于利用混合配体策略构筑结构新颖的金属有机框架化合物,研究其结构以及吸附与存储、识别与探针、催化转化等性能,取得了有意义的结果.本报告中将介绍我们最近在含螯合多胺配体金属有机框架构筑及催化转化二氧化碳性能研究方面的工作[1-3].
我们以金属卟啉为结构单元设计合成离子型金属-有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs),然后通过离子交换法合成悬浮离子催化剂.受阴离子框架的强静电限域作用,位于MOFs阴离子孔道内的金属离子活性中心不但容易与反应物分子发生作用还能持续保持高催化活性.与传统催化剂相比较,悬浮离子催化剂具有活性中心分布均匀、可利用活性中心位点多、价电子活性高和空间利用率高等特点.我们以
具有沸石分子筛拓扑的多孔配位聚合物材料由于其规则可控的孔道结构、优异的稳定性和配体的可功能化一直是国际上的热点研究领域之一。然而这类材料的设计合成至今仍然是一个极具挑战性的难题[1]。我们利用分子构筑块法、超分子构筑块法等多元化合成策略,分别以金属-有机四面体或金属-有机四边形为结构基元,成功地合成了一系列结构新颖的类沸石分子筛多孔配位聚合物材料,极大的发展与丰富了该类材料的合成方法学[2-4]。
Metal organic frameworks is composed of metal ion or metal cluster and organic ligands through self-assembly method forming multi network structure,which has been widely applied in the adsorption gas,
Electrocatalysis is the key for energy conversion and storage devices such as fuel cells,metal-air batteries and water splitting.The development of highly efficient and non-precious metal catalyst is
催化反应常发生在材料的表/界面,因而设计、调控催化材料形貌、孔道和表面结构,暴露更多的活性位是提高反应活性的有效策略.在光催化剂方面,我们采用基团络合束缚作用策略,利用小分子胺(乙二胺等)、氨水及介孔SiO2等对TiO2初级粒子进行处理、包覆,达到在热处理过程中阻碍粒子间的直接接触、聚集和粒子的长大,同时抑制相转变的目的,从而有效调控TiO2的表面缺陷及晶化程度,提高光生电荷的分离效率,同时拓展光
聚环氧乙烷基固态聚合物电解质存在室温离子电导率低、电化学窗口窄和力学强度低的缺点.因此,我们提出“刚柔并济”的聚合物电解质设计理念,并开发出综合性能优异的聚合物电解质体系.基于此,我们开发出第一代大容量固态聚合物锂电池(青能-Ⅰ),经第三方权威检测能量密度超过250Wh/kg,500次循环容量保持80%以上,在多次穿钉条件下保持非常好的安全性能.2017年1月15日至3月23日,该固态电池系统(青
纳米材料多不具备金属配合物等经典化合物所拥有的分子结构确定性和单晶表面的结构完美性,当前尚未形成可以有效指导纳米材料的设计合成和性能优化的共识性理论。在材料合成中,引入特定分子与金属纳米材料表面形成配位键,往往会影响其表面能,进而调控表面结构/形貌;而在构效关系研究和性能优化方面,认识并理解配位分子在纳米材料表界面上的成键、断键等表界面微观化学过程是破解其独特化学性能和纳米效应本质的关键。本报告将
溶液配位自组装是在超分子层次创造新物质和产生新功能的重要合成手段。一方面,针对现有配位超分子主体结构单一、空腔太小、构型固定的现状,我们发展了逐级组装、诱导匹配自适应组装、协同自分类组装等策略,通过溶液法自下而上成功构筑了具有高效催化性能的介孔纳米管[1]、具有多重阴离子刺激响应的动态大环库[2]、集成光致变色、氧化还原、多组分协同包裹、仿生催化等多功能的、空腔可调的水溶性配位超分子多面体[3];