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最新文章------Journal of Molecular Catalysis A: Chemical
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最新文章------Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 最新文章“Au/MxOy/TiO2 catalysts for CO oxidation: promotional effect of main-group, transition, and rare earth metal oxide additives”由Journal of Molecular Catalysis A: Chemical出版。 http://dx.doi.org/10.1016/j.molcata.2007.04.007 In Press, Accepted Manuscript, Available online 8 April 2007, 实验点子的起源是这样的：我们实验室以前一个博士后发现，Au/TiO2在高温烧过以后，金颗粒急剧变大，一氧化碳催化活性急剧下降。但是他用复杂的化学液相沉积方法把TiO2修饰了一层Al2O3后，再放黄金，发现该催化剂烧不坏。该工作以两页快报形式发表于美国化学会志。我到了实验室做博后时，学究地对这篇文章提出很多思考题。 首先，化学沉积法是必须的吗？化学沉积涉及到无水无氧操作、昂贵的金属有机前驱体、有害的有机溶剂。如果我能够使用简单方法实现类似催化效果，又何必走远路呢？ 其次，美国化学会志文章说Al2O3是“单层”的，但是却没有说如果是半层或者两层会怎样。 再次，Al2O3的促进效果是与众不同的吗？其他的氧化物能否达到同样效果？是不是随便找个氧化物，就能达到同样效果？ 最后，Au/Al2O3/TiO2到底稳定不稳定？美国化学会志文章说他们的催化剂“超级稳定”，但是对“稳定性”的定义有歧义。他们的“稳定性”指“烧不坏”，而常见的稳定性定义是转化率随反应时间不变。 基于以上四个问题，一开始我尝试用自发分散原理，用硝酸铝作为前驱体来促进氧化钛。我改变焙烧温度、负载量，试图以这些数据出一篇长文章。但是后来我觉得，这些数据不足以出一篇文章，分量还不够。另外，如果换一个促进剂就出一篇文章，那没有意思。于是我接着往下做，把实验室能找到的金属硝酸盐全部拿来试一试，发现有的有很好的效果，有的没有。发现了几个好的催化剂后，老板希望我把好结果“取出来”发快报。但是我不希望做这些“哗众取宠”的事情（“哗众取宠”的事情即report the good without reporting the bad, making people feel very shocked about the astonishing results, but actually there is no whole picture on what’s going on here），我也不希望几个月以后在发表快报的基础上再反复炒冷饭。 于是我决定大幅推进。这样的话，我测试了近40个催化剂，每个催化剂用两种不同的预处理温度处理了以后再测反应活性。我还测了70多个样品的比表面、元素分析，100多个样品的XRD。耗时间的还有一种叫“长寿命”实验。我选了10多个催化剂，每个催化剂装到反应器里面，一放就是5天，这样光做长寿命实验就花了两个月。当然，做长寿命实验的时候，我也没有闲着。我利用“大盒子套中盒子，中盒子套小盒子”的原理，在做长寿命实验的同时，进行合成、表征、和数据分析的工作。实验是打打停停、停停打打，因为老板经常给我安排其它点子进行测试。这样，持续了8个月才把文章投出去。 这里需要强调的是8个月当中还参差做了其它事情，否则我一年也不会出两篇第一作者的文章了。比如我一边利用反应器全自动测试催化剂，一边在合成另外一篇文章的另外的催化剂，并进行表征。如果时间算得好，白天测一个“快”的样品，傍晚装上一个“慢”的样品让仪器做过夜，这样一天就有两个样品被测试了。 这篇文章的Introduction部份写得章法。第一段写得很概括，体现了文献综述能力。第二段针对美国化学会志文章提出了四个追问。第三段讲了本文报道了什么。这里强调我们发现的一系列好催化剂，绝大多数都没有被别人报道过，就算在我们的最新专利当中，这些刚得来的新鲜结果也没有报道过。 实验结果部份分为几个小部份。第一部份总体描述Au/Al2O3/TiO2和Au/Al2O3、Au/TiO2相比，到底好在什么地方，给人一个总体印象。第二部份分述Al2O3/TiO2焙烧温度对金催化剂的影响。第三部份分述Al2O3/TiO2的负载量对金催化剂的影响。第四部份进一步把体系拓展到一系列主族、过渡金属、稀土氧化物对催化活性的影响。第五部份讲了催化剂失活和再生。 我写得最好的地方是讨论部份。我在讨论的时候要突出的一点就是我要找到自己工作在以往文献中地位置，就是说put the current work in perspective。这一点是很多文章缺乏的：不引用相关文献，引用相关文献不痛不痒，隐瞒说明相关文献的类似之处而引用相关文献的无关之处。在我的讨论中，我要说的是，美国化学会志文章的点子，是一个偶然的发现，但其实涉及到一个重要的思想，就是使用结构助剂。在很多年以前的氨合成催化剂当中，人们就用了Al2O3作为结构助剂来稳定铁颗粒的大小。这个讨论部份，能够提现文献综述、分析问题、critical thinking、argue、点出自己工作的价值、展望下一步该怎么做、指出别人怎么从本文中得到营养以便别人把本文的思路移植到别人体系的能力。整个讨论部份如行云流水、一气呵成。 结果：文章投出去以后，一周内审稿人意见就回来了。一个审稿人说写得非常好，工作做得很好，不用修改就可以直接接收。另外一个审稿人也说工作非常完整，很多数据，建议修改几个拼写错误，小修改接收。 也许有人会说我“文章质量不高”，但是我要说你不能把杂志的引用引子等同于文章的质量。我需要的不是花拳绣腿，而是能真正做一些自己喜欢做的事情。追求引用引子，那是做生意人的想法，容易造成“oversell”，吹得太高，同样的东西卖更高价钱。能摆脱引用引子的束缚，带着问题设计实验进行“追问”、跟着科研兴趣走，这是种新境界。 [ Last edited by daiqiguang on 2007-4-12 at 08:35 ] |
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> 感谢作者。论文已受到。 > 有两个疑问： > 1.合成后的催化剂如何成型？成型后活性怎样？ > 2.催化剂能够存放多长时间保持活性?存放条件怎样? > 另外,从数据上看,CaO的助催效果和对金的稳定效果非常好,但很多文献表明,载体表面生成CaCO3是导致金颗粒增长和催化性能下降的一个很关键的因素,因此,有没有考虑这方面的问题?空气中的CO2对该催化剂的影响怎样? 合成的催化剂没有成型。磨细后直接装在U型管，两端用石英棉夹住。 催化剂放在塑料小瓶子中，放在柜子里面，室温保存。 催化剂放半年不坏。再长时间没有考察过。但是这通常不是什么问题。我 拿出实验室两年前别人合成的催化剂重新测量，发现效活性还是很高。 很显然，在室温放10年，它对金颗粒增长的程度，都比不过在高温焙烧 一个小时。因此如果每次反应前都进行加热预处理的话，催化结果不会 随着储存时间有太大变化。 The key is: store the as-synthesized catalyst and don't calcine it. Pretreat it at an elevated temperature only before the reaction testing, and then cool down the catalyst to the reaction temperature for reaction. If you calcine the catalyst, and then store it, you won't know what will happen. Maybe it will adsorb water or organic molecules from the air. In that case, you still can pretreat the catalyst before the reaction testing to remove the water vapor and organics. 文章最后三张图说carbonate的确降低含时稳定性，但使失活的催化剂可以 再生，失活也可以通过加氢气把失活“杀掉”，因此失活，在我们的条件 下，和金颗粒的长大无关。这是因鹂帕１浯笠鸬氖Щ钍遣豢赡孀模? 而吸附物引起的失活是可以逆转的。另外，我们也没有发现金颗粒的变大。 在室温反应，（已经在高温烧过的）金颗粒很难变大，除非是在高温反应 或者在室温测试根本没有烧过的金催化剂。 [ Last edited by zhenmafudan on 2007-5-3 at 07:48 ] |
53楼2007-05-03 02:56:04
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