كفئة مهمة من المحفزات غير المعدنية، أنابيب الكربون النانوية، الماس، الجرافين مادة nanocarbon في حافزا تظهر للمقارنة أو في العديد من التفاعلات المحفزة للأداء الحفاز على حافزا المعدنية التقليدية. الأوكسجين والنيتروجين والبورون، والكبريت، وما إلى ذلك nanocarbon العامل الرئيسي في المسائل العلمية المجموعات الوظيفية مشتركة هامة على السطح من المواد، لكنها تنظم أيضا خصائص الحفازة. فهم وتلخيص طبيعة الكيميائية والنشاط التحفيزي من المجموعات الوظيفية السطح لزيادة تحسين وضع مواد نانو الكربون والمحفز.
في الآونة الأخيرة، ومعهد بحوث المعادن، باحث مشارك بو المواد الحفازة، وغيرهم من الباحثين باستخدام سو Dangsheng أول حساب المبدأ وكيمياء الكم، بدءا من الطبيعة الكيميائية للمجموعات وظيفية السطح، شرح بالتفصيل الأكسجين والنيتروجين والبورون والكبريت والمجموعات الوظيفية الأخرى في نزع الهيدروجين ألكان، أكسدة أول أكسيد الكربون، والحد من الأوكسجين، انتقائية الحفز الهدرجة وردود الفعل التحفيزية الأخرى، والقواعد العامة لخصت آلية وتنظيم مجموعات وظيفية سطح، على النحو التالي:
1. الأرباح والخسائر قدرة الإلكترونات والأكسجين ودرجة الحموضة والنيتروجين المجموعات الوظيفية ويمكن إدخال بنجاح في مجموعة الكربونيل، مجموعة الكربوكسيل، مجموعة الهيدروكسيل ومجموعات الأوكسجين أخرى وظيفية على المواد متناهية الصغر من الكربون عن طريق عملية عملية أكسدة حمض النتريك كيفية وصف دقيق من الناحية الكمية بين مجموعة وظيفية الأكسجين مختلفة الفرق في النشاط والنشاط في نفس المجموعات الوظيفية الأكسجين في البيئات الكيميائية المختلفة مشكلة صعبة بسبب التعايش بين المجموعات الوظيفية المزيد من الأوكسجين على محفز، من خلال التجارب الصعبة لإعطاء وصف دقيق من الباحثين باستخدام وظيفة فوكوي، من خلال الكثافة الوظيفية الحسابات النظرية نظرا الحرف الأول مجموعة وظيفية تكميم الأكسجين تميز فقدان القدرة حساب النتائج الإلكترونية يمكن أن تساعد المجموعات الوظيفية رد الفعل كيميائيا العمل مع الفرق الأكسجين مختلف التجربة، ومواقع التفاعل النشط (كيمياء - المجلة الأوروبية عام 2014، 20، 7890-7894). قدم على وظيفة المواد متناهية الصغر من الكربون النيتروجين ويمكن تعزيز فعالية حافزا قلوية. مواد نانو الكربون كما البيريدين، بيرول، النيتروجين رباعي، الجرافيت النيتروجين هو النيتروجين المشترك المجموعات الوظيفية. كيفية التمييز بين وظائف النيتروجين المختلفة الأساسية هي لتحسين الخصائص التحفيزية كبار الباحثين بروتون الامتزاز من التحلل الحمضي واحتساب التفكك المستمر، والنجاح حجم دقة تكميم منح أربعة وظائف النيتروجين أساسية مختلفة. وأشارت النتائج، والنيتروجين بيريدين هو مجموعة وظيفية الأساسية، يتم تحديد أن قاعدة حفزت رد فعل أساس موقع نشط (فيز. تشيم. تشيم. فيز . 2015، 17، 6691-6694).
2. مواقع منخفضة ألكان الأكسدة الهيدروجين النشطة، وآلية مسار التفاعل. التأكسدي رد فعل الهيدروجين هو التطبيق الأكثر نجاحا من نانو الكربون مادة محفز التفاعل الكيميائي. أول أول مبادئ الإفصاح عنها في الإيثان النشاط مكرر الكربونيل مسار الأكسدة الهيدروجين رد فعل (J. ماطر. تشيم. وعام 2014، 2، 5287-5294)، كشفت تجديد على نطاق واسع آلية نشطة موقع رد الفعل لا تختلف قبل واقترح الأكسجين يمكن إزالة الباحثين حساب يمكن أن يكون وأشار توصيف المواد متناهية الصغر من الكربون المعلمة النشاط المحفز في رد فعل الأكسدة الهيدروجين النتائج كذلك أن النشاط التحفيزي من ذرات الكربون تعلق على الأكسجين ولم يلاحظ على مجموعة وظيفية قبل التجربة للتحقق من مجموعة الكربونيل الفردية يمكن أن تستخدم مثل الهيدروجين الأكسدة في رد فعل من موقع نشط (.. علم COMMUN 2014، 50، 11016-11019) من خلال تحليل المواد nanocarbon العطرية، وصفت المواقع المفعلة الحفازة ويرجع ذلك إلى الحد من ذرات الكربون وينتج العطرية (كيمياء - مجلة آسيا 2016 ، 11، 1668-1671).
3. آلية المباشر، نزع الهيدروجين انخفاض البارافينات. أداء Nanodiamond في نزع الهيدروجين مباشرة من الألكانات لها تأثير محفز ممتاز، وليس أكثر من المحفزات المعدنية التقليدية، ولكن أيضا بالنسبة إلى غيرها من حافزا المواد متناهية الصغر من الكربون مثل أنابيب الكربون النانوية لديها أفضل يتم حساب الاستقرار والانتقائية التي كتبها المبادئ الأولى والباحثين عن الهيكل تفعيل حافزا الحاجز، الرابطة الهيدروجينية، نقل المسؤول جانب وحجم التأثير SP2 تكشف فريد هيكل الأساسية قذيفة والخصائص التحفيزية من nanodiamond @ SP3 هيكل النشاط العلاقة بين، ويوفر الدعم النظري (ACS الحفز 2017، 7، 3779-3785) من أجل مزيد من التصميم والاستفادة المثلى من غير المعدنية المواد محفز نانو الكربون.
4. تصميم محفز الهدرجة الجديد هو التفاعل الكيميائي للجزيئات الهيدروجين هو المتفاعلة مهمة تقليديا باستخدام المعادن أساسا النبيلة كما تستخدم المواد الحفازة تنشيط الهيدروجين جزيئات الباحثين مفهوم بالاحباط الحفاز لويس زوج من تصميم بواسطة البورون حساب نظري - N مخدر شارك في طبقة ثنائية الجرافين نظام محفز وتظهر الحسابات أن المواد الكربونية والمحفز محفز المعادن النبيلة وأظهرت تأثير محفز مماثل (فيز. تشيم. تشيم. فيز 2016، 18، 11120-11124). وقد حاول إجراء المزيد من الدراسات وسينمالدهيد الجزيئي الانتقائي الحفاز اختبار رد فعل الهدرجة، ووصف طريقة لتحسين الانتقائية الكحول سيناميل والكحول سيناميل وحققت الانتقائية جيدة (ChemCatChem 2014، 6، 3246-3253).
متجه للتنظيم وظيفي عامل حفاز المعادن الباحثون شيدت عدة تكوينات هيكلية مختلفة من المواد نانو الكربون من البورون والنيتروجين ذرة غير متجانسة. الكهرباء نظرا إلى اختلاف والبورون والنيتروجين ذرة غير متجانسة أداء محفز الذهب سلبية للأحادي القاعدة الحمل أظهر تنظيم تحليل تهمة العكس أن الإلكترون مخدر النيتروجين يتم نقل من الناقل للذرة المعدن الدعم؛ مخدر البورون الاتجاه نقل الإلكترون الناقل مقابل ذرات الذهب مما يحمل الدول التكافؤ مختلفة، والتي مباشرة. النتيجة في قوات وآليات مختلفة بين المتفاعلة وأول أكسيد الكربون، والأكسجين الجزيئي وقوة أكبر بين الدعم وذرات الذهب في جزيئات غاز أول أكسيد الكربون مخدر النيتروجين ؛. على البورون مخدر ذرات الذهب وقوة الجزيئي حاملة الأكسجين أقوى . رد الفعل مع حجم جزيئات تؤدي إلى القوى المختلفة على تفاعل الأكسدة من شركات مختلفة وأول أكسيد الكربون لديها آليات رد فعل مختلفة. بالإضافة إلى LH التقليدية وآلية رد الفعل ER، كما وجدت ثلاثة جزيئات (ثلاثي الجزيئي) آلية رد الفعل تعميق فهم (J. ماطر. تشيم. وعام 2017، 5، 16653-16662) لتنظيم الباحثين بالإضافة ناقلات درس الجرافين وصفت الناقل الثقوب واحدة على أنابيب الكربون، تجويف مزدوج وستون ويلز مواقع الخلل لتنظيم حافزا الذهب معتمدة في ذرة النيتروجين، وبمقارنة أنابيب الكربون النانوية تأثير انحناء (فيز. تشيم. تشيم. فيز. 2017 19، 22344-22354).
6. قواعد وآليات تنظيم مجموعات وظيفية عامة، وتظهر الحسابات أن إدخال ذرة النيتروجين يمكن أن تحسن (علم المواد متناهية الصغر من الكربون قدرة المجموعات الوظيفية الأكسجين، مما يعزز الامتزاز من الأوليفينات، لتحسين حافزا الانتقائية التبرع الإلكترونات في رد فعل الهيدروجين. الآسيوي J. 2013، 8، 2605-2608). المنشطات فيما يتعلق ذرة النيتروجين، وهي نسبة البورون ذرة من ذرات الكربون وأقل من واحد إلكترون التكافؤ، وبالتالي خلق حفرة، فقد بينت النتائج ثقب أن ذرات البورون يمكن أن تنتج جزيئات الأكسجين المنشط لإنتاج أنواع الاكسجين التفاعلية، وأكسدة الحفازة جزئية من غاز الميثان إلى الفورمالديهايد (مجلة الكيمياء الفيزيائية C 2013، 117، 17485-17492). الفحص الحسابي من الكتلة، وجد الباحثون أن مجموعة وظيفية على حافزا المواد الكربونية اتبعت قواعد أفضل الممارسات البيئية الهيدروجين، والكربون السد الهيدروجين كسر المسافة هو أيضا خطية مع حاجز الطاقة (نانوسيل 2015، 7، 16597-16600).
وقد نشرت نتائج البحوث في ACS الحفز، النانو J. ماطر. تشيم. A، تشيم. بالاتصالات. ومجلات أخرى، وأحدث نتائج تحقيقات المادة المنشورة في الاتصالات الكيميائية. وأيد هذه الدراسة من قبل مؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية الصينية، الباحث المعدنية المعلقة المشروع، سينوبك، ومركز الدولة سوبر قوانغتشو التمويل.
الشكل 1 (أ) المجموعات الوظيفية المشتركة للأكسجين على مواد النانو كربون (ب) ترتيب تقارب المجموعات الوظيفية للأوكسجين
الشكل 2. هيدروجيناتيون الأكسدة من البروبان على مجموعات أحادية الكربونيل
الشكل 3. العوامل الحركية للأكسدة الهيدروجينية للإكسان المحسوبة بواسطة حركية التفاعل المجهري (أ) عامل ما قبل الأسي (ب) ثابت توازن التفاعل (ج) تردد تحويل التفاعل
الشكل 4. آلية تنشيط جزيء الهيدروجين
الشكل 5. الرسم التخطيطي للعلاقة هيكل النشاط بين الماس نانوزيز sp2 @ sp3 الأساسية قذيفة هيكل والأداء الحفاز
الشكل 6. الهيدروجين الأكسدة للمواد النانوية الكربونية
