戴元本院士,是我国优秀的物理学家,更是世界的粒子领军人物在戴元本院士70岁高龄的时候,本来可以好好享受国家给自己的福利,但是戴元本院士并没有停下来,一直奋斗在我国物理领域的前线,身先士卒,为国家鞠躬尽瘁,用自己的血肉之躯推动了我国物理领域的发展,让我们祝愿戴元本院士一路走好,愿天堂戴元本院士也能干自己喜欢的事情
张新时教授是中国第一批植物生态学家,主要的贡献在于创建中国第一个植被生态学实验室,建立了数量植被生态学,全球变化生态学等等学科的基础样式和基础理论,在国际上创建两条全球变化陆地样带。
享年86岁的张新时院士是国际著名的生态学家,长期以来主要从事我国高山、高原、荒漠与草原植被地理研究。发表学术论文50余篇、专著34部,主持了中国高山植被垂直带系统、中国西部沙漠-绿洲生态系统、内蒙古半干旱地区荒漠化控制和中国 SCOPE-ENUWAR 项目专题等数十项国家重大科研课题和国际合作项目。
前不久,上海市委原副书记罗世谦因病在上海逝世,当我们还处在为罗世谦同志的离开哀伤时,又有一名曾为我国作出重大贡献的人物逝世了。,据中国科学院植物研究所官方发出的消息,中国科学院院士、著名植物生态学家、无党派人士优秀代表、中国科学院植物研究所研究员张新时因病医治无效,于当地时间2020年9月24日14点10分在美国西雅图逝世,享年86岁。
张新时简介
张新时,1934年6月出生于河南开封,原籍山东省高唐县。1955年,毕业于北京林学院(现北京林业大学)森林系,获得学士学位。中国著名植物生态学家,中国共产党的亲密朋友,无党派人士的优秀代表,第八届、九届、十届全国政协常委,中国科学院植物研究所原所长、研究员,北京师范大学教授,中国科学院院士。
张新时长期以来主要从事中国高山、高原、荒漠与草原植被地理研究,还致力于信息生态学、全球生态学研究与发展。他是中国数量植被生态学和国际信息生态学研究的创始人。
张新时院士的科研成就与贡献。
1978年,张新时发表了《西藏植被的高原地带性》论文,提出了“高原植被地带性分布”的重要观点;他建立了中国第一个植被数量开放实验室,开发了计算机应用程序用于生物和环境数据的多元分析和模拟,在生态信息系统、退化草原生态系统恢复、荒漠化治理和全球环境变化等领域取得了重大进展,使中国生态学研究领域进入了一个崭新的发展时期,并使中国在这一研究领域处于国际领先地位;在他的领导和组织下,构建了覆盖中国关键生态区的两条陆地生态样带,这两条样带已成为国际全球变化研究的核心样带,获得了一系列重大科研成果,推动了国际全球变化与陆地生态系统(GCTE)和陆地样带(NECT)研究。
张新时院士为我国的科研做出了巨大的贡献,他的逝世是生态学界的重大损失,沉痛悼念,深切缅怀张新时院士!
与刘经男院士合作旅游时,刘经男院士技术很好,因为刘金兰院士是有多年研究经验的院士,知识很丰富,和蔼可亲,合作的很愉快,也很顺利,所以与刘经男院士合作旅游时,刘金兰院士技术很好
中国工程院院士孙钧后代不详。孙钧(1926.10.23-) 男,生于江苏苏州,祖籍浙江绍兴,工程力学家,教授,隧道与地下结构工程专家,199
杨伟院士发表的文章大约有300多篇,其中包括科技论文、学术论文、书籍等。
与刘经男院士合作理由与刘经男院士合作理由1、刘经男院士是国内著名的肿瘤学家,拥有丰富的肿瘤学研究经验,专业知识极为扎实;2、刘经男院士曾获得过诸多国家级奖项,在肿瘤领域有着深厚的学术积累;3、刘经男院士拥有广泛的社会关系,可以为合作项目提供有力的支持;4、刘经男院士拥有丰富的政策研究经验,可以为合作项目提供政策建议;5、刘经男院士有着丰富的学术论文发表经验,可以为合作项目提供学术支持;6、刘经男院士拥有良好的团队合作精神,可以为合作项目提供指导和帮助。
他共发表学术论文700多篇,曾经在香港h5n1传染病暴发期间研究了很多先进成果,在SARS爆发期间研究出SARS的病原冠状。
作为工程院院士的袁国勇,都取得过重大成就有:盖了让世人瞩目的鸟巢运动会
如果钟南山院士决定追究的话,知网不但得把收益收回给钟南山院士而且还会被罚款。
李德毅,男,指挥自动化和人工智能专家。1944年11月出生于江苏省泰县(现江苏省泰州市姜堰区)。[1] 中国工程院院士、欧亚科学院院士,指挥自动化和人工智能专家。1944年出生于江苏省。1967年毕业于南京工学院(现东南大学),1983年获英国爱丁堡海里奥特·瓦特大学博士学位。现任总参第61研究所研究员,中国指挥和控制学会名誉理事长,中国人工智能学会理事长。李德毅参加了多项电子信息系统重大工程的研制和开发;最早提出“控制流—数据流”图对理论和一整套用逻辑语言实现的方法;证明了关系数据库模式和谓词逻辑的对等性;提出云模型、云变换、云推理、云控制等方法用于不确定性认知和云计算,在智能控制“三级倒立摆动平衡”实验和智能驾驶中取得显著成效。获国家和省部级二等奖以上奖励9项,获得10项发明专利,发表论文130多篇,出版中文著作5本、英文专著3本。现为北京邮电大学计算机学院院长。现任中国电子系统工程研究所副所长,国家自然科学基金委员会信息科学部主任。[1] 中国工程院院士,国际欧亚科学院院士科研任职经历1996年,获少将军衔;1999年,当选中国工程院院士;2004年,当选国际欧亚科学院院士。现任全军信息化工作办公室副主任、总装备部科技委委员、国家自然科学基金委信息学部主任、十届全国政协委员,兼任中国电子学会副理事长、中国人工智能学会理事长,中国科学院计算机语言信息工程中心李德毅院士首席科学顾问,软件工程国家重点实验室学术委员会主任等职。在美国密歇根州立大学、国立新加坡大学、清华大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学等多所著名高校任兼职教授或客座教授。曾获首届具有突出贡献的归国留学人员、国家有突出贡献的中青年专家等荣誉称号,并享受国务院政府特殊津贴。2008年被聘为北京邮电大学兼职教授、计算机学院院长。学术成果李德毅院士在国际上最早提出“控制流—数据流”图对理论,描述时间与空间的关联性,给出了基本图元、图对、连接法则、触发机制、设计语言等一整套实现方法,用于复杂系统的结构优化。李德毅院士图对理论在伦敦获得1985年IEEE主席授予的计算机和控制类年度期刊最佳学术论文奖。他把关系数据模型映射成为谓词演算,证明了关系代数运算与逻辑推理中符号问题求解的对等性,并用逻辑程序设计语言PROLOG进行开发,实现了一个关系数据库管理系统,出版专著《A Prolog Database System》;进而又把这一成果扩展到模糊关系数据库领域,出版专著《A Fuzzy Prolog Database》。这两部专著被世界许多大学图书馆收藏,并被广泛引用。他提出了不确定性知识的表示和推理理论,用自己创造的云模型表示概念的随机性、模糊性以及随机性和模糊性之间的关联性,用期望、熵和超熵作为数字特征实现概念的定性定量转换,给出了云模型构成的多条定性规则同时激活的推理策略和计算方法,成功实现了三级倒立摆的各类动平衡姿态的灵活切换。用云控制倒立摆的论文在1999年第14届世界自动控制联合会上获得杰出论文奖。这是世界自动控制联合会成立42年来中国学者首次获得此奖项。2002年云发生器获得国家发明专利。李德毅院士2005年出版专著《不确定性人工智能》,并于2007年由CRC出版英文版本《Artificial Intelligence with uncertainty》。李德毅院士长期致力于指挥自动化系统工程和军队信息化工作,先后获得国家科技进步奖二等奖2项、三等奖2项,军队科技进步奖一等奖3项、二等奖4项,主编技术丛书7种,培养博士、硕士研究生40余名。1990年被人事部授予有突出贡献的回国留学人员,1991年享受政府特殊津贴,1992年获国家有突出贡献的中青年专家称号,2005年获得军队专业技术重大贡献奖、国家何梁何利基金奖。发表论文140多篇,出版中文专著3本、英文专著2本。
吕梁学院很好,师资力量比较雄厚,但是专业学科相对较少,下面是吕梁学院各方面的详细介绍:
1、学校简介:
学校创办于1978年,始称山西师范学院吕梁专科班,1984年成立吕梁师范专科学校,1989年与筹建中的吕梁理工专科学校合并成立吕梁高等专科学校。2001年,学校与太原师范学院联合办学,开始培养本科学生,为学校升格、开展普通本科教育积累了宝贵经验。
2、师资力量:
有教职工1229人,专任教师888人,其中高级职称教师213人、硕士及以上学位教师705人。现有全国优秀教师1人、国家“万人计划”哲学社会科学领军人才与“三晋学者”特聘教授1人、省级“五一劳动奖章”获得者3人、“三晋英才”6人。
3、学科建设:
有44个本科专业,涵盖文学、理学、工学、法学、农学、管理学、教育学、历史学、艺术学等9大学科门类。
吕梁学院的科研成果:
“十一五”期间,学校共发表论文474篇,其中在核心期刊发表论文115篇,被SCI、EI等收录62篇;参与国家级科研项目4项;主持或参与省级科研项目37项;获授权专利4项。
截至2021年1月,学校完成省、校级科研项目339项,到位科研经费207万元,发表学术论文1549篇,被SCI、EI等检索收录44篇,授权专利97项,登记软件著作权6项。
以上内容参考 百度百科—吕梁学院、吕梁学院官网—学校简介
单位评职称也好,博士论文也好,对论文发表的时间都是有要求的。现在很多的学术期刊,排版得很晚,所以论文发表前,不妨先咨询下刊物的排版时间,尽量选择能早点出刊的杂志。另外,很多单位对刊物也有一定的要求。比如大部分刊物都要求刊物是省部级以上的。还有单位要求发专业相关的期刊,比如评工程师发到教育类的刊物上,或教师职称发到工程类的期刊上,那样的学术成果可能会不被算数,尽管刊物是没有问题。还有单位对论文的字符数也有一定的要求,大部分单位是要求2000字以上,也有单位是要求3000字以上。还有单位对发表论文的数量也有要求,高级职称一般是要求3篇,中级是要求2篇,当然这个具体还是的看单位的要求,每个地方的要求会有不同的。详细的更多论文发表相关问题可以咨询我们【中国论文榜】在线编辑。
复旦大学日前出台规定,从2011年入学的三个院系所开始试点,硕士生无须在核心期刊发表文章、博士生在核心期刊上发表2篇文章(原为3篇)即可毕业,一改多年来实行的一定要在核心期刊发文章才能毕业的规定。我想就自己十多年从事研究生培养、多年从事《敦煌学辑刊》编辑的经验,对此发表一点看法。编辑不胜其扰我的观点是,首先,最好不要将在校期间是否发表学术论文作为研究生毕业的硬性规定;其次,博士生和硕士生不要用统一尺度要求,博士生可以将发表学术论文作为毕业条件之一,硕士生最好不要求发表论文。硕士生一般研究水平不高,撰写的学术论文多为概论性或者综述性的,很难进入学术圈关于学术前沿问题的探讨,也有许多论文是重复性研究,将他人研究成果进行二次加工后发表者不乏其人。作为期刊编辑不胜其扰。因为,第一,要对很多论文进行甄别,看其是否已经发表过;第二,考察研究成果是否有雷同现象;第三,核查学术观点和论文内容有无抄袭现象。多数人情稿就是从这个层次来的,有些硕士生凑合出一篇论文,害怕发不了,就将导师名字挂上,有些告诉导师,还有很多没有告诉导师,对编辑造成误导,使得他们既担心淹没一个高水平的研究成果,同时又害怕陷入抄袭门中纠缠不清。学术杂志成博士生培养者目前各个学校对此标准不一,有权威期刊要求,也有核心期刊要求。兰州大学原先要求必须在权威期刊发表,以历史学为例,就是《中国社会科学》、《历史研究》、《考古学报》,后来增加《中国史研究》、《中国边疆史地研究》、《世界宗教研究》等,还是解决不了问题,又规定在以上权威期刊发表1篇或者在核心期刊上发表3篇。最近又改为,在CSSCI来源期刊各大类的前60%发表3篇或者前30%发表1篇。我认为这是不合理的,实际上无形中将博士生培养权给了各杂志的编辑们。博士生能否毕业取决于学位论文的撰写水平,而不是发表论文杂志的级别,最好的做法是不要拘泥于级别,在送审博士论文的同时或之前将博士生在校期间的学术成果送审,只要达到标准就可以,甚至一些好的博士学位论文,没有前期发表成果,通过严格的送审程序,照样可以毕业。人才培养是老话题博士生的培养质量取决于导师指导水平、博士生的悟性和单位学术氛围。导师指导水平是第一位的,指导水平不是导师的研究水平,很多专家很优秀,却指导不出像样的博士生,当然,没有水平的导师绝对指导不出优秀的博士。另外,理科的实验室模式不能用到人文社会科学领域,文科导师和博士生的关系只能是师生关系,绝不能像理工科那样是老板和员工的关系,成果也不能混在一起署名。导师是博士生进入该领域的引路人,导师将以最短的时间引导博士生进入该学科前沿领域,根据学生的研究水平、能力和知识领域制定一个研究课题。导师要善于发掘博士生的潜质,做到身教、言教一致,鼓励优先,提高学生的自信心。博士生的悟性和用功程度也是培养关键,没有悟性的博士生很难培养,而有悟性不用功的博士生也培养不出高水平。悟性是博士生创新的基本条件,用功是博士生培养的最低要求。让他们融压力、动力和信心为一体,这样不需要硬性要求,也会产出优秀成果。
我是吕梁学院19级的学生,我觉得我们学校还不错!
在山西省内公办类本科院校中各方面的条件也上的去。近几年各大本科院校都是蒸蒸日上,在软、硬实力方面都在加强。如果是高考选择院校的话当然啦也得根据你的分数来考虑。放几张我最近拍的照片看看,校园环境很好的。
一、住宿条件
我们学校有三个苑,文达、文华、文韬,都是六人间。其中文达苑最靠近学校大门,住宿环境最好。其次是文华、文韬,没有独立卫浴,也没有空调,可能是因为咱学校比较穷吧,把钱都拿去投资学术了哈哈哈!
文达
文韬
我没有文华苑照片噢。sorry
二、餐厅
各种美食都有,各地小吃都有哦,价格的话也相对公道,上图
三、运动场
运动的话有一个大的田径场、大概一个室内篮球场、两个足球场、一个网球场、一个排球场……哎呀,我也有点记不清了,不怎么爱运动,嘿嘿。
四、军训
军训时间大概是两周,计入学分,强度也比较合适的,没听过有人出事什么的,如果身体不想允许可以走程序免训,具体要求就按当年的情况来了。
学校的学风挺好的,挺多人考研的。嘎嘎卷啊!毕竟人往高处走嘛!
晚会图片
吕梁这个地方离省会太原挺近的,不过因为疫情也没有机会出去玩,气候吧冬暖夏凉,吕梁地区多山。老师们也很好,我学历史学,我感觉我的老师都比较渊博,并且平易近人,很喜欢他们。
再放一点我拍的照片吧
赵国屏,1948年出生于上海,研究员,博士生导师,分子微生物学家,中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员,香港中文大学教务会成员、讲座教授。
现任国家人类基因组南方研究中心执行主任、上海市疾病与健康基因组重点实验室(省部共建国家重点实验室培育基地)主任;生物晶片上海国家工程研究中心主任;复旦大学生命学院微生物与微生物工程系教授、主任;香港中文大学医学院微生物系讲座教授。
2015年11月,获第八届“谈家桢生命科学奖”。
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第一作者:钮峰
通讯作者:涂文广教授,周勇教授,邹志刚教授
通讯单位:香港中文大学(深圳)理工学院
论文DOI:10.1021/acscatal.2c00433
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通过醇和胺的C-N偶联是工业中合成不同有机胺的重要反应路径,而这一过程往往需要在高温高压等较苛刻的条件下进行。因此,本工作中,我们设计了一种基于CdS-Pd单原子体系催化剂用于实现高效可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应获得二级胺。通过实验研究发现,Pd与CdS表面的悬挂S原子原位配位形成单一Pd-Sx物种。该催化剂的可见光催化C-N偶联的二级胺产率接近100%,同时释放出可观的绿色能源氢气(11.8 mmol gcat-1h-1)。机理研究与分析表明,苯甲醇上脱去的H+较容易吸附到长寿命的•Pd-Sx中间态物种而形成H-Pd-Sx中间体。最后,吸附的H又容易脱附,加成到苄烯苯胺的N上,实现氢转移,完成亚胺的加氢过程,得到最后所需要的二级胺产物苄基苯胺。整个过程中,H的吸脱附可以循环进行,因此Pd-Sx配位物种可以作为有效的氢转移的桥梁实现加氢过程。此外,该光催化剂体系具有较好的底物适应性和循环能力。这一工作将为温和条件下实现高效C-N偶联反应提供一种新的思路。
背景介绍
随着工业的发展与进步,有机胺广泛应用于农业、医药、家居、军工等领域,其合成在工业生产中有着越来越明显的重要性。基于“借氢机制(氢转移)”,通过胺与醇的C-N偶联被认为是一种较为绿色的合成有机胺的理想路径。这一过程主要包含醇的脱氢、亚胺的生成以及亚胺的加氢这三个主要步骤。其中醇的脱氢是整个反应的决速步骤。然而,基于这一机制,在热催化合成有机胺的过程中存在一些缺点:(1)醇的脱氢决速步骤需要较苛刻的条件(高温高压);(2)易发生过度偶联,使得产物分布广,不利于分离;(3)反应中使用的催化剂多为高负载量的负载型贵金属催化剂(如Ru/Al2O3、Pd/Al2O3、Rh/Al2O3等),成本较高。因此,开发出高效低成本的催化剂具有一定的挑战性。近年来,利用光氧化还原技术实现常温常压条件下有机胺的合成引起了广泛的关注。研究者们通常采用一些贵金属有机配合物分子进行均相催化反应,但反应后催化剂难以进行分离,在实际工业生产中难以大规模应用。而采用传统的半导体光催化剂进行多相催化反应,则可以有效解决这一难题。然而仅仅依靠半导体本身的催化能力,很难达到较高的催化活性,实际应用过程中往往需要通过负载一些助催化剂或表面修饰来提高催化性能。近些年,单原子催化被认为是较有前景的领域。单原子催化剂由于其独特的电子结构和较高的原子利用效率而表现出优异的催化活性,被广泛应用于光催化水分解制氢、二氧化碳还原、固氮和有机物降解等领域。因此,我们课题组设计开发了一种单原子光催化剂CdS-Pd,该催化剂可以有效地用于可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应,获得具有工业应用价值的二级胺。同时反应过程中释放出清洁能源氢气。这一工作将为温和条件下实现C-N偶联反应提供一种新的途径。
本文亮点
1. 本工作通过Pd原子与CdS表面的悬挂S原子原位配位制备了一种CdS-Pd的单原子光催化剂,该催化剂可以实现高效可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应获得近100%产率的二级胺N-苄基苯胺以及较高的产氢活性。
2. 实验和理论计算结果证实了,相比于Pd纳米颗粒助催化剂负载的CdS,单一Pd-Sx物种能够有效捕获光生电子,使其具有较长的寿命,而且氢在Pd-Sx物种上的吸脱附能力较强,从而可以作为有效的氢转移载体实现亚胺的加氢,得到目标产物二级胺。
3. 此外,在优化的反应条件下,该催化剂具有较好的稳定性,以及对不同醇类和取代胺的C-N偶联反应具有良好的底物适应性。
图文解析
本工作中,首先我们采用水热法制备了六方晶系结构,颗粒尺寸约为50 nm的纳米球形CdS,其带宽约为2.2eV( 图1 a )。随后,在可见光催化C-N偶联反应过程中加入PdCl2溶液原位合成单原子催化剂CdS-Pd SAs。作为对比,我们采用浸渍法制备了Pd纳米颗粒负载的CdS催化剂CdS-Pd NPs。从图1b的XPS图谱可以看出,光催化反应后的CdS中事实上存在Pd元素。结合能336.7 eV和342 eV分别对应Pd 3d5/2和Pd 3d3/2,表明Pd以2+价态形式存在,而非单质态。因此,我们可以初步推测反应后,Pd与CdS进行了一定的配位。
图1 CdS和CdS-Pd SAs单原子催化剂的结构表征
为了进一步确定反应后Pd的状态以及与CdS的配位环境,我们对样品分别进行了X射线精细结构谱(XAFS)和球差电镜的表征。从图3d可以明显看出反应后的CdS表面上的Pd物种既不是二价态也不是单质态,而是以一定配位的形式存在。通过对样品CdS-Pd SAs中Pd的K-edge EXAFS图谱进行拟合,可以得出Pd-S的配位数约为3( 表1 )。通过进一步的HAADF-STEM和 EDS mapping图可以清晰地看到Pd以单原子形式均匀地分散在CdS上( 图1 e-j )。因此,综合上述表征方法,我们可以初步证实在光催化反应过程中,PdCl2以Pd-S配位键的形式将Pd原子锚定在了CdS载体上,为光催化反应过程提供一定的反应活性中心。
表1 样品CdS-PdSAs中Pd的EXAFS拟合数据
CN , coordination number; R , bonding distance; σ 2, Debye-Waller factor; Δ E0 , inner potential shift.
为了进一步研究CdS表面的S对催化反应的影响,我们首先对CdS进行了不同程度的表面修饰(400 oC高温煅烧:CdS-400;双氧水表面腐蚀:CdS-H2O2)。从图2 a可以看出,采用不同的手段修饰后,CdS的结构并未发生明显变化,仍然是结晶度较好的六方晶系结构。CdS、CdS-400和CdS-H2O2的能带分别为2.21、2.12和2.2 eV,即能带结构也未发生明显变化( 图2 b )。从图2 c和d可以明显看出, CdS通过表面修饰之后,Cd 3d和S 2p均向高结合能偏移,而且偏移程度随着修饰强度增强而增大。这主要是由于CdS修饰后产生了一定的S空位,使得表面部分Cd暴露,从而改变了Cd和S的周边电子云密度分布。
图2 修饰前后的CdS结构表征
在常温常压氮气气氛下,我们采用苯甲醇和苯胺的C-N偶联作为模型反应对所制备的催化剂进行可见光催化活性评价( 图3 )。首先我们确定了暗反应、无光催化剂以及只有PdCl2的情况下该模型反应没有任何催化活性。在添加PdCl2的条件下,我们对不同的半导体光催化剂进行了活性筛选,发现只有CdS能有效地进行光催化C-N偶联生成二级胺(N-苄基苯胺),产率高达1.48 mmolgcat-1h-1。而其他半导体催化剂在反应过程中只能催化生成亚胺(N-苄烯苯胺),且普遍产率较低(< 0.12 mmolgcat-1h-1)。
图3 可见光催化C-N偶联反应的催化剂活性筛选
基于CdS对该反应的催化特异性,我们测试了其苯胺的转化率及产物的选择性随时间的变化曲线。从图4b可以看出,随着反应的进行,苯胺的转化率不断提高,当反应达到16 h后,底物苯胺几乎完全转化。随着反应的进行,亚胺(N-苄烯苯胺)的选择性不断降低,而二级胺(N-苄基苯胺)的选择性不断提高,表明反应过程中逐步完成了亚胺的加氢过程。
为了进行对比,我们采用浸渍法提前将Pd纳米颗粒沉积到CdS表面上并进行光催化活性评价。从图4c我们发现,沉积Pd纳米颗粒的CdS催化活性是单一CdS活性的4倍。这主要是由于Pd纳米颗粒作为助催化剂可以有效地提高光生载流子的分离效率。而当我们将Pd以PdCl2的形式加入到反应体系中时,催化活性是单一CdS活性的约6.4倍。而且产物中出现了二级胺(N-苄基苯胺)。也就是说反应体系中原位加入PdCl2能够促使该反应完成加氢过程,有效实现氢转移。因此,我们可以初步推断,光催化反应过程中Pd和CdS表面悬挂的S作用产生的Pd-S物种对实现C-N偶联起到至关重要的作用。此外,在反应过程中我们可以检测到氢气的生成。从图4d可以看出,单一的CdS在反应过程中几乎不产生氢气。而CdS-Pd SAs产氢速率达到11.8 mmolgcat-1h-1,是CdS-Pd NPs的约2.7倍,CdS的近10倍。这一结果也与苯胺转化率的差异相吻合。
为了验证CdS表面的S与Pd作用形成了Pd-S物种,从而提高了C-N偶联反应性能,我们对CdS进行了不同程度的表面修饰。从图4e可以明显看出,随着表面修饰的增强,反应的活性逐渐下降,而且产物苄基苯胺的选择性也随之下降。这也就意味着,当我们遮盖或者去除部分S位点,反应底物在催化剂表面的吸附性能下降,从而导致反应活性降低。另一方面,由于S空位的增多,使得Pd原子很难与S进行配位产生Pd-S物种,从而无法完成C-N偶联反应过程中的氢转移,也就不能得到饱和的目标产物二级胺N-苄基苯胺。
图4 可见光催化活性评价
为了研究在光催化反应过程中不同自由基的作用,我们进行了捕获实验。从图5a可以看出,当体系中加入叔丁醇和苯醌来分别捕获•OH和•O2-,反应的活性基本没有发生变化,说明体系中的这两种自由基对反应基本没有贡献。而当体系中加入草酸铵捕获光生空穴后,产率降为原来的1/3,加入过硫酸钾捕获光生电子后,产率降为0。这一结果表明,光生电子和空穴在光催化C-N偶联反应中有着重要作用。
接着,我们采用超快光谱(TAS)来揭示光照下不同催化剂的载流子衰减动力学。图5b为不同催化剂的瞬态吸收图谱以及拟合曲线。采用双指数模型拟合可获得两个弛豫时间τ1和τ2。Τ1代表导带电子到过渡态的捕获时间,τ2代表电子与过渡态或者价带空穴复合的时间。通过对比,CdS-Pd Sas的弛豫时间明显要长,也就是说,在反应过程中CdS表面单原子态的Pd配位物种Pd-Sx可以作为电子陷阱来捕获光生电子,提高载流子的分离效率,从而加速光催化C-N偶联。另外,从CdS导带转移到过渡态Pd-Sx中间体的弛豫时间更长,更利于氢原子的吸附。
为了研究不同催化剂对于H的吸附以及转移能力,我们做了一个N-苄烯苯胺加氢的模型反应。从图5c可以明显看出,对于单原子态的CdS-Pd SAs催化剂,N-苄烯苯胺较容易实现光催化加氢到苄基苯胺产物,而单质态的Pd(CdS-Pd NPs)催化剂无法实现加氢过程。这也证明了单原子态的CdS-Pd SAs可以很好地吸附H并完成氢转移,从而实现加氢过程得到二级胺N-苄基苯胺。
基于以上的机理表征分析,我们可以给出一个可能的反应机理和路径( 图5d )。光催化反应前,当体系中同时加入CdS催化剂和PdCl2时,PdCl2很快吸附到CdS表面上与表面悬挂的S原子形成Pd-Sx的配位物种。当CdS被光激发后,表面的Pd-Sx配位物种可以有效捕获光生电子,形成•Pd-Sx中间态物种,同时光生空穴能够脱去苯甲醇上的质子,将其氧化成苯甲醛。然后生成的苯甲醛与苯胺进行亲核加成反应,产生醇胺中间体。由于醇胺非常不稳定,很快脱水生成亚胺。苯甲醇上脱去的H+较容易吸附到长寿命的•Pd-Sx中间态物种形成H-Pd-Sx。最后,吸附的H又容易脱附,加成到N-苄烯苯胺的N上,实现氢转移,完成亚胺的加氢过程,得到最后的目标产物N-苄基苯胺。整个过程中,H的吸脱附可以循环进行,因此Pd-Sx物种可以作为有效的氢转移的桥梁实现加氢过程。此外,过多的吸附H可以从H-Pd-Sx上脱附产生H2。
图5 反应机理表征及推测
我们通过DFT模拟计算进一步验证了为什么单原子态的CdS催化剂CdS-Pd SAs可以很好地实现光催化C-N偶联生成N-苄基苯胺( 图6 )。结合EXAFS拟合结果,我们以Pd-S三配位的形式作为计算模型来研究H吸附和反应过程。对于催化剂CdS-Pd NPs来说,在位点1和2的H吸附能分别为-2.801 eV和-2.936eV,而催化剂CdS-Pd SAs的H吸附能为-1.954 eV。通过过渡态能量搜索,可以得出,Pd纳米颗粒负载的CdS-Pd NPs的加氢能垒为0.38 eV,而对于单原子态的CdS-Pd SAs来说,由于形成的Pd-Sx配位物种能够有效地吸附和脱附H,因此脱附的H直接加成到亚胺的不饱和C上,完成加氢过程。
图6 DFT模拟计算
总结与展望
总的来说,我们设计开发了一种CdS-Pd单原子光催化剂,该催化剂可以有效地用于可光催化苯甲醇和苯胺的C-N偶联反应,获得具有工业应用价值的二级胺。同时反应过程中释放出清洁能源氢气。结合实验以及模拟计算,我们推测Pd在光催化反应过程中与CdS表面的S原位配位形成Pd-Sx中间物种,而这一中间体可以提高载流子分离效率以及有效地进行H的吸脱附,构成Pd-Sx •Pd-Sx H-Pd-Sx Pd-Sx的循环过程,实现氢转移,完成亚胺的加氢过程,得到目标产物N-苄基苯胺。整个过程中,Pd-Sx中间体可以作为有效氢转移的桥梁实现加氢过程。此外,该催化剂体系具有较好循环能力和底物适应性。这一工作将为温和条件下实现C-N偶联反应提供一种新的思路。
作者介绍
钮峰 ,博士毕业于法国里尔大学(法国国家科学研究中心)(导师Andrei Khodakov教授和Vitaly Ordomsky研究员)。2020年8月加入香港中文大学(深圳)邹志刚院士团队从事博士后研究。以第一作者在ACS Catalysis,Green Chemistry,Solar Energy Materials & Solar Cells等期刊上发表SCI论文12篇。目前主要研究方向为多相热催化、光催化能源转化。
涂文广 ,2015年获南京大学物理学院博士学位。2015至2020年在新加坡南洋理工大学从事研究博士后研究工作。2020年6月起任职于香港中文大学(深圳)理工学院。主要从事于低维光电材料表界面结构的精准设计与构建,实现太阳能驱动下的小分子转换,取得了一系列重要成果,迄今为止已在Nature Communications, Advanced Material, Advanced functional Material, ACS Catalysis, ACS Energy Letters等期刊上发表论文70余篇, SCI被引超过8000次,H指数为44。
周勇 ,香港中文大学(深圳)兼职教授。2009 年9月被南京大学物理学院按海外人才引进回国工作,加入南京大学环境材料与再生能源研究中心,聘为教授。主要从事:1、人工光合成二氧化碳转化为可再生碳氢燃料;2、光电材料的设计和构建;3、高效、低成本钙钛矿太阳能电池产业化应用研究。近五年来,以第一作者或通讯作者在 国际重要期刊上发表论文超过 60 篇,其中包括 J. Am. Chem. Soc. (1 篇)、Adv. Mater. (2 篇)、Adv. Funct. Mater. (1 篇)和 Nano Lett. (1 篇),受邀以第一作者或通讯作者撰写 2 篇综述论文。近五年论文他引超过 1600 次,5 篇论文入选 Web of Science 统计的“过去十年高被引论文”, H 指数 46。光催化还原 CO2 研究成果作为主要研究内容,荣获 2014 年国家自然科学二等奖(排名第四)。主编三本英文专著(Springer 等出版社出版)。多次受邀在国内外相关学术会议上做邀请报告或主持会议。担任 Current Nanoscience 中国地区编辑和 Mater. Res. Bull.编委。主持承担国家基金委、 科技 部 973 项目等项目。入选教育部新世纪人才(2010 年)、江苏省首届杰出青年基金(2012年)。
邹志刚 ,2003年凭为教育部“长江学者奖励计划”特聘教授,国家重点基础研究发展计划“973”项目首席科学家,教育部创新团队带头人,2015 年当选中国科学院院士,2018 年当选发展中国家科学院院士。主要从事新型可再生能源与环境材料方面的研究,邹院士在光催化领域做出了卓越的贡献,被媒体称为“光催化领域的前行者”。邹志刚院士已在 Nature等国际一流期刊上发表论文 602 多篇,H指数 74,连续 5年入选爱思唯尔材料科学高被引学者,是材料领域有国际影响力的学术带头人。申请中国发明专利 200 多项,其中 83 项已获授权;承担两届国家重大基础研究计划 973 项目、国家自然科学基金中日合作项目、 科技 部国际合作重大项目等多项科研项目;获国家自然科学二等奖 1 项、江苏省科学技术一等奖 2 项,作为第一完成人获第 46 届日内瓦国际发明展金奖及阿卜杜拉国王大学特别奖各 1项。