厦门实验室催化剂及配体研究进展

在有机光化学领域，光催化剂发挥着非常重要的作用。光化学反应一般是通过产生自由基进行的，简单的有机分子的自由基的产生通常需要短波长的紫外照射，氧化还原反应或加热等条件。光催化剂研究领域开发了过渡金属配合物类催化剂和有机高共轭催化剂，这些光催化剂能够在可见光波长范围内被激发，相比于有机小分子，对于光的吸收有更高的效率。在有机合成中使用的几种常见的光催化剂如上图所示，主要分为两类一种是过渡金属配合物光催化剂和非金属有机光催化剂。这一系列催化剂的结构都有着高度共轭体系，但也还有各自的特点，包括简单的芳香共轭基团、中性和带电体系、官能团化的有机染料和能够通过配体改变性质的过渡金属络合物。配体为该类新药发现提供了一条便捷途径。厦门实验室催化剂及配体研究进展

钛金属在工业生产方面的应用：由于钛在酸、碱、烟介质中具有极强的耐腐蚀，因此呈现较好的稳定性的特点中。比如，在氯碱工业中，普遍使用钛金属作为金属阳极和钛制湿氯气冷却器，收到了很好的经济效果，可以说是一场氯碱工业的大变革。利用钛具有良好稳定性的特点，它成为了石油提炼和石油炼制的过程中好的结构材料，而且在热交换器、反应器、高压容器和蒸馏器都有普遍的应用。再比如，由于钛作为活性金属具有良好的吸气功能，因此它成了炼钢工业中的脱气剂，它能化合钢在冷却时析出的氧和氢。厦门实验室催化剂及配体研究进展配体能够在温和条件下实现化学键的断裂与重组。

过渡金属的原子结构特点：与主族元素相比，过渡金属的原子结构具有两个特点，一是原子的Z外层电子不超过2个(多数是2，少数是1)，二是过渡金属原子的次外层或者倒数第3层的电子未充满，属于不稳定结构。同一纵行(列)中，元素原子的结构特点有类似于主族的相似性和递变性。过渡金属的性质特点：过渡金属的单质中，大多数密度较大，例如金属铂的密度21.45g·cm-3，大约是铝的8倍，熔点、沸点较高，例如钨的熔点达3410℃。此外，过渡金属往往有较大的硬度、较好的延展性、较强的导电、导热性和耐腐蚀性。例如金有优异的延展性(1g金可以拉成3km长的细丝)。铜、银具有良好的导电性，铂、钛、铬、镍具有良好的耐腐蚀性。

光催化剂的微观反应是什么样的呢？通俗的说，二氧化钛粒子本身是很稳定的存在，但是它吸收了紫外光的能量以后，就开始变得“兴奋”起来，把自己身上的电子到处乱扔，于是，它抛出的电子和自身空出的“电位”就变成了撕扯有机物大分子的“刀”，而当能量减弱以后，二氧化钛粒子就需要“歇会”了，它扔出去的电子也全部跑了回来，和空出的电位结合，于是，二氧化钛粒子在不消耗自己的情况下，将有机物降解了，这个过程很复杂，但终的产物是二氧化碳和水。过渡金属价电子结合的较为松散。

过渡金属可以显+7(锰)、+8(锇)氧化态，前者由于单电子的存在，后者由于能级太高，价电子结合的较为松散。高氧化态存在于金属的酸根或酰基中(如：VO43-钒酸根，VO22+钒酰基)。对于一过渡系，高氧化态经常是强氧化剂，并且它们都能形成有还原性的二价金属离子。对于二、三过渡系，由于原子半径大、价电子能量高的原因，低氧化态很难形成，其高氧化态也没有氧化性。同一族的二、三过渡系元素具有相仿的原子半径和相同的性质，这是由于镧系收缩造成的。光催化剂能在光照射下产生强氧化性的物质。厦门实验室催化剂及配体研究进展

光催化剂能消除细菌和病毒。厦门实验室催化剂及配体研究进展

常见的光催化剂多为金属氧化物和硫化物，如Tio2, ZnO,CdS,WO3等，其中Tio2的综合性能好，应用广。自1972年Fujishima和Honda发现在受辐照的Tio2上可以持续发生水的氧化还原反应，并产生H2以来，人们对这一催化反应过程进行了大量研究。结果表明，Tio2具有良好的抗光腐蚀性和催化活性，而且性能稳定，价廉易得，无毒无害，是目前公认的较佳光催化剂。该项技术不只在废水净化处理方面具有巨大潜力，在空气净化方面同样具有广阔的应用前景。厦门实验室催化剂及配体研究进展

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