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近日，清華大學(xué)化學(xué)系王定勝教授、李亞棟院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組在甲酸電氧化領(lǐng)域取得突破，相關(guān)工作以“負載在氮摻雜碳上的單原子Rh：一種甲酸氧化的電催化劑”（Single-atom Rh/N-doped carbon electrocatalyst for formic acid oxidation）為題在《自然·納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）發(fā)表。 燃料電池是一種理想的能量來源，它可以以環(huán)境友好的方式將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。氫氧燃料電池作為航空飛船的主要燃料，在上世紀80年代就已經(jīng)得到了發(fā)展，近年來氫氧燃料電池在汽車上的應(yīng)用也有了突飛猛進的提高。然而氫氧燃料電池需要用體積大且危險的高壓氫氣作為其燃料，這限制了氫氧燃料電池的發(fā)展。而直接甲酸燃料電池(DFAFCs)由于其體積小，毒性小，nafion@膜的穿透率低等優(yōu)點，被認為是未來便攜式電子設(shè)備最有前途的電源之一。在之前的研究中，負載型納米級鈀和鉑通常被認為是DFAFCs的陽極反應(yīng)甲酸電氧化（FOR）中最有效的催化劑，并得到了深入的研究。然而，由于FOR催化劑質(zhì)量活性較低和一氧化碳抗毒性較差， DFAFCs陽極材料的發(fā)展達到了一個瓶頸，極大地阻礙了其應(yīng)用。 SA-Rh/CN的合成路徑示意圖及其表征 在本工作中，研究人員使用主-客體合成策略成功地合成負載原子分散Rh的氮摻雜碳催化劑(SA-Rh/CN)，發(fā)現(xiàn)盡管Rh納米顆粒對甲酸氧化活性很低，但是SA-Rh/CN卻具有極好的電催化性能。與最先進的催化劑Pd/C和Pt/C相比，SA-Rh/CN的質(zhì)量活性分別提高了28倍和67倍。有趣的是，在CO剝離實驗中，我們發(fā)現(xiàn)雖然納米級Rh催化劑對CO毒性十分敏感，但是SA-Rh/CN很難吸附CO并且可以在很低的電壓下氧化CO，這說明SA-Rh/CN對CO毒化幾乎免疫。經(jīng)過長期反應(yīng)的測試后，SA-Rh/CN中的Rh原子具有抗燒結(jié)的能力，并因此在30000s的CA測試或者20000圈ADT測試后活性幾乎沒有改變。在組裝電池的實驗中，SA-Rh/CN的質(zhì)量比能量密度在不同溫度下分別是商業(yè)鈀碳催化劑的8.8倍（30oC），14.8倍（60oC）和14.1倍（80oC）,這也說明了SA-Rh/CN在DFAFCs的應(yīng)用中具有很高的潛力。最后，研究者用密度泛函理論（DFT）計算了Rh單原子甲酸氧化的機理。研究者發(fā)現(xiàn)在SA-Rh/CN上，甲酸根路線更為有利。和Rh納米顆粒具有較低的CO吸附能壘不一樣，SA-Rh/CN上的Rh單原子吸附CO能壘較高，以及與CO的相對不利的結(jié)合，使SA-Rh/CN具有極高的CO抗毒性。 這一發(fā)現(xiàn)將傳統(tǒng)的甲酸電氧化催化劑的質(zhì)量比活性提高了一個數(shù)量級，并且很好地解決了傳統(tǒng)納米催化劑的CO毒化問題。該發(fā)現(xiàn)有助于在燃料電池領(lǐng)域取得突破，并有望應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備上。 本論文的通訊作者是王定勝教授、李亞棟院士，清華大學(xué)博士后熊禹是本文的第一作者。本研究受到國家自然科學(xué)基金委和科技部的經(jīng)費資助。 論文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41565-020-0665-x

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（專利號：ZL 201510237036.6） 簡介：本發(fā)明公開了一種合成2H?吲哚[2，1?b]酞嗪?1，6，11(13H)?三酮的方法，屬于離子液體催化技術(shù)領(lǐng)域。該合成反應(yīng)中芳香醛、鄰苯二甲酰肼和5，5?二甲基?1，3?環(huán)己二酮的摩爾比為1：1：1，酸性離子液體催化劑的摩爾量是所用鄰苯二甲酰肼的3～7％，反應(yīng)溶劑乙醇以毫升計的體積量為鄰苯二甲酰肼以毫摩爾計的摩爾量的3～5倍，回流反應(yīng)8～30min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，有大量固體析出，抽濾后濾渣乙醇洗滌、真空干燥后得到產(chǎn)物。本發(fā)明與采用其它酸性離子液體催化劑的合成方法相比，具有催化劑催化活性高、可生物降解性好、制備成本較低以及整個合成過程操作簡單方便等特點，便于工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。

適用范圍：     可用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保、地質(zhì)、化工、食品等部門以及高等院校、科研部門對植株、種子、飼料、食品、土壤、礦石等消化     儀器特點：*溫度可控，樣品還原性好。*加熱體（模塊）采用紅外加熱，石英管輻射，耐強酸強堿、防爆裂，壽命長，符合CE標準*爐孔溫度和升溫速率連可調(diào)，升溫速度快且杜絕掛壁 *消化管受熱面積大、溫差小，樣品消化一致性好，熱效率高 *儀器具有過壓、過流、過熱等多重保護，實驗操作安全可靠*采用雙開關(guān)，電源和加熱單獨控制，便于安全參數(shù)設(shè)置，節(jié)約能源。*采用新一代數(shù)顯控溫儀，PID智能控制技術(shù)，控溫精度高。 *儀器有不銹鋼排污系統(tǒng)，使消化管內(nèi)逸出的SO2等有害氣體，通過排污管經(jīng)抽吸泵從水中排入下水道，有效地抑制有害氣體的外逸，消化管，消化架，冷卻架。 *整機采用放腐蝕處理，避免實驗過程中酸性液體對機器的腐蝕； *可選配：樣品防爆器          液晶觸摸屏（可存儲實驗方案5000組）          SF-100廢氣中和系統(tǒng)   技術(shù)參數(shù)：   型號 SKD-08S2 SKD-20S2 SKD-18S2 SKD-48S2 不銹鋼排廢系統(tǒng) 有 有 排廢小漏斗 排廢小漏斗 控制方式 數(shù)控（定時+64階程序升溫） 加熱方式 紅外加熱，石英輻射 爐孔數(shù)量 8孔 20孔 18孔 48孔 控溫范圍 室溫-680℃ 室溫-680℃ 室溫-680℃ 室溫-680℃ 升溫速度 10分鐘（400℃） 20分鐘（400℃） 15分鐘（400℃） 25分鐘（400℃） 雙保溫層 硅酸鋁和空氣雙層保溫 溫度波動 ±1℃ 電壓 AC220V 功率 1600W 1950W 1600W 1950W 消化管尺寸 42mm*300mm 42mm*300mm 25mm*300mm 25mm*300mm 選配   液晶觸摸屏（可存儲實驗方案5000組）     液晶觸摸屏（可存儲實驗方案5000組）    

該成果采用兩親性多元醇還原的溶劑熱法可控制備具有高度單分散性的 Fe3O4 微球，實現(xiàn)了微球尺寸在 50～1200 nm 范圍的可調(diào)，其>500 nm 的高單分散性的大尺寸磁珠未見文獻報道。以 SiO2 等包覆所獲得的高單分散性磁珠易于氨基和羧基化，從而在偶聯(lián)劑（如碳二亞胺）等作用下，易于實現(xiàn)納米磁珠與 CD45 等抗體的有效結(jié)合。目前磁珠表面包被 CD45 等抗體的試驗已順利完成。 該成果提出了納米磁珠的全尺寸控制合成新思路，在高效包被 CD45 等抗體陰性富集實體瘤循環(huán)血液中稀有癌細胞的檢