编辑荐读 | Catalysts期刊中国高引文章精选

Catalysts(ISSN 2073-4344; IF 3.520)是MDPI组织出版的国际型开放获取期刊之一，主题涵盖催化剂和催化反应相关的各个方面。Catalysts采取单盲同行评审，文章平均处理周期为30天。一审周期约为12天，文章从接收到发表仅需3天。

自2011年创刊以来，Catalysts已发表3400余篇学术论文，在此感谢所有学者对本期刊长期以来的支持与贡献！

截至目前，来自中国的文章中，发文较多的高校和研究机构有中国科学院、天津大学、北京化工大学、中国科学院大学、浙江大学、清华大学、吉林大学、华南理工大学、浙江工业大学和太原理工大学等。此次Catalysts期刊编辑精选了以下来自中国的高质量研究论文，希望能够为国内催化相关领域的各位科研工作者带来更多新的思路。同时也欢迎广大中国研究学者踊跃投稿！

任何投稿问题，请联系期刊办公室[e-mail]。

本期文章合集为大家精选了近期发表在Catalysts期刊上，来自同济大学、吉林大学和浙江大学及其共同作者的5篇文章，欢迎阅读并下载全文。

Reduced Graphene Oxide/ZnIn2S4 Nanocomposite Photocatalyst with Enhanced Photocatalytic Performance for the Degradation of Naproxen under Visible Light Irradiation

Oxide/ZnIn2S4纳米光催化剂对萘普生光降解性能的促进作用

Kun Fu et al.

过去几十年中，在各种水环境中都能普遍检测到一种新兴的难降解有机污染物，它们广泛存在于药品和个人护理产品中。其中，萘普生作为代表物之一，已被频繁检测到，其浓度范围从ng/L至μg/L不等，尽管其浓度相对较低，但长期的积累和富集将会对水生生物和生态系统产生严重影响。在去除有机污染物的不同方法中，光催化降解凭借其高效节能的优点受到了更多关注。

近年来，一种重要的二维层状三元硫化物半导体ZnIn2S4，因其独特的电子和光学特性而脱颖而出。另外，还原态氧化石墨烯（rGO）因其出色的特性，例如大的理论比表面积、良好的电导率、优越的化学稳定性，也备受关注。

来自同济大学的邓惠萍教授及其合作者通过一步水热法合成了rGO/ZnIn2S4纳米复合光催化剂，该催化剂在可见光下对萘普生的降解呈现出显著的效率(60分钟内接近99％)。提升的光降解性能可归因于光吸收能力的增强和光致电子-空穴对的有效分离。

（1）光电表征证明，较高的电荷载流子迁移率和光吸收范围的扩大是改善光催化性能的原因。（2）反应物种猝灭实验证明，超氧自由基（•O2−）和孔（h+）在反应中占主导地位。

此外，文章对降解产生的中间体进行了测定并且提出了降解机理，希望能够为三元硫化物半导体复合材料在光催化领域的设计和应用提供一些见解。

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Facile Formation of Anatase Nanoparticles on H-Titanate Nanotubes at Low Temperature for Efficient Visible Light-Driven Degradation of Organic Pollutants

低温下H-钛酸盐纳米管表面原位形成锐钛矿纳米颗粒对有机污染物的有效光降解

Weiwei Fu et al.

工业化快速发展造成的水污染已经引起全世界关注，目前，光催化降解被认为是彻底解决有机污染物问题最有希望的方法。在所有的转化系统中，TiO2基底类材料被认为是环境友好并且能够有效利用太阳能的材料。在紫外线的照射下，锐钛矿可以降解水中的各种具有持久性和毒性的有机污染物，而且这种材料具有无毒、相对便宜且化学稳定的优点。

来自吉林大学的张宗弢教授及其合作者在此文中介绍了一种在低温低压下，通过可控的表面水化反应得到了一种双相光催化剂（H-钛酸盐纳米管表面原位生成锐钛矿纳米颗粒），它相比于纯H-钛酸盐纳米管和纯锐钛矿具有更高的可见光催化活性。该合成方法为：通过钛粉在浓NaOH溶液中的水热反应及与HNO3溶液的离子交换过程来制备H-钛酸盐纳米管。之后，在相对较低的干燥温度（100℃）下，通过表面脱水反应在H-钛酸盐纳米管管表面原位形成少量的锐钛矿纳米颗粒。

高效的光催化活性可归因于：

（1）原位转化可使H-钛酸盐和锐钛矿之间形成强界面耦合，这有利于加速电荷转移；

（2）H-钛酸盐具有层状结构，它由共用四个边缘的TiO6八面体组成，类似于锐钛矿晶体，这样容易在锐钛矿和钛酸盐之间形成非均相结构；

（3）低温干燥条件下，双相催化剂保留了纳米管和层状结构，大的比表面有利于吸附有机污染物并促进孔隙内有机分子的扩散；

（4）锐钛矿纳米颗粒的平均尺寸越小，意味着在光催化过程中氧化还原能力越强；

（5）协同作用也有利于提高光催化效率。

因此，在H-钛酸盐/锐钛矿双相催化剂的存在下，有机物能够很快被完全分解。

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Kinetics and Mechanisms of Metal Chlorides Catalysis for Coal Char Gasification with CO2

金属氯化物催化CO2煤焦气化的动力学及机理研究

Yong He et al.

众所周知，煤焦气化是煤炭气化过程的速率控制步骤。CO2煤焦气化也称为Boudouard反应，为高吸热反应，仅在高温（>700℃）条件下才能实现碳转化。从技术和经济的角度来看，我们期待较高的煤焦反应活性和较低的反应温度。通过使用催化剂加速气化反应是一种很有前景的手段，它可以缓解气化炉的恶劣条件，降低高成本。

很多报道以碱金属、碱土金属和过渡金属盐为催化剂，对煤炭气化进行了大量研究。近年来，金属氯化物因其较高的反应活性和较低的价格在催化气化中引起了广泛关注。

来自浙江大学的王智化教授及其合作者通过800–1100℃条件下的等温气化实验研究了碱金属K、碱土金属Ca和过渡金属Zn、Ni四种金属氯化物对褐煤焦气化的催化性能；采用三种最常见的反应模型，体积模型（VM）、颗粒模型（GM）和随机孔隙模型（PRM），探究其动力学过程；同时通过XRD分析样品形貌，提出了相变化的催化机制。

结果表明：

（1）K, Ca, Ni的氯化物能提高气化速率和煤焦活性，而ZnCl2抑制了气化过程，它们的催化性能表现为：Ca>K>Ni>Zn；

（2）PRM模型的拟合效果最好，可用于动力学参数的计算；

（3）催化条件下的活化能低于未催化条件下的活化能。从催化机理来看，K金属倾向于形成中间配合物，Ca金属遵循氧化还原机理，Ni金属能够催化气化过程。

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A Highly Efficient Bifunctional Catalyst CoOx/tri-g-C3N4 for One-Pot Aerobic Oxidation—Knoevenagel Condensation Reaction

用于一步有氧氧化—Knoevenagel缩合反应的一种高效双功能催化剂CoOx/tri-g-C3N4

Yinghong Yue et al.

开发可替代的清洁、高效工艺是现代化学的重点之一，因此一步反应法引起了广泛关注，因为它可以简化合成路线、减少废弃物和能源消耗。

苄基丙二腈传统上是通过Knoevenagel缩合丙二腈和苯甲醛制备的，通过一步法有氧氧化能大大提高反应效率。石墨碳氮化物（g-C3N4）是著名的Knoevenagel缩合反应的固体碱催化剂，同时它也是很好的过渡金属氧化物的载体，因为它可以提高氧化物的氧化还原催化能力。最近发现，三嗪基石墨碳氮化物（tri-g-C3N4）是更理想的固体碱催化剂，因为它的结构中含有更多未缩合的氨基（–NH，–NH2）。

来自复旦大学的乐英红教授及其合作者合成了一种具有碱性和氧化还原性的双功能催化剂—在CoOx表面负载tri-g-C3N4。由于tri-g-C3N4的碱性以及Co的氧化还原性，该催化剂在Knoevenagel缩合反应中表现出优异的性能。载体上丰富的氨基团（尤其是–NH，–NH2）不仅充当Knoevenagel缩合反应的碱性活性中心，而且增强了Co在氧化反应中的催化活性。该催化剂在反应中无需任何辅助试剂，并且可通过简单过滤进行重复使用，在工业生产中具有广阔的应用前景。

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Mechanistic Investigation on Hydrocyanation of Butadiene: A DFT Study

丁二烯氢氰化的机理研究：DFT理论计算

Minghan Han et al.

丁二烯催化加成氢氰酸，如果使用Ni催化剂，通常会得到30:70的支链2-甲基-3-丁烯腈（2M3BN）和线性3-戊烯腈（3PN）的混合物；而使用1,4-双（二苯膦基）丁烷（dppb）配体和Ni(COD)2（1,5-环辛二烯）作为催化剂可以得到97%的3PN。

为了解释这种现象，来自清华大学的韩明汉教授及其合作者通过使用DFT计算获得了对反应机理的了解以及不同反应路径的比较。文章提出了Ni(dppb)催化剂条件下氢氰化的合理机理，包括氰基迁移（对于3PN）和甲基烯丙基旋转（对于2M3BN）路径，途径中的关键中间体和决定速率的步骤已得到说明。甲基烯丙基重排是3PN形成过程中的决定速率步骤，而还原消除控制着反应生成2M3BN（随后将异构化为3PN）。进一步研究表明，在上述两个反应路径中，由于dppb配体骨架的柔性，中间体和过渡态的咬合角具有相反的趋势，解释了反应如何在两个不同的方向上进行。因此，可以通过改变配体主链的刚性来控制反应的选择性。

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文案作者：Ella Zhang

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