元素百科为您介绍新型催化剂可直接制备酚类化合物。传统酚类化合物的工业生产往往高能耗、高污染，且生产中还存在过度氧化以及收率低、副产物多等问题。现在这些酚类化合物有望采用双氧水等清洁氧源，通过环境友好的苯羟基化反应一步制备，而不像传统方法需要繁琐的多个反应步骤，能耗大、高污染、收率低（传统方法收率只有5%）。这是南京工业大学材料化学工程国家重点实验室和化工学院教授王军、副教授周瑜和新加坡国立大学教授颜宁合作，在沸石分子筛催化的芳烃羟基化制备酚类化合物的反应中取得的重要成果，相关论文近日刊登于《自然—通讯》。 据周瑜介绍，苯是惰性底物，而产物苯酚比底物苯更活泼，以往传统方法制备苯酚时，在产生苯酚的过程中，还会继续对苯酚氧化，从而发生一系列严重副反应并产生一些不良副产物，并且使用传统催化剂的利用率不高，反应时间往往长达十至数十个小时，难以满足工业催化的需求。王军课题组采用创新方法，制备一种含钒、硅、氧三种元素的沸石分子筛（有规整的孔洞，接触面积大，有利于高效快速地反应）催化剂，用于苯与双氧水发生的化学反应中，生成苯酚等酚类物质。 这一新型催化剂的应用，使得双氧水与苯反应产生苯酚时，不会再与比较活泼的苯酚发生不良副反应、产生不良副产物，而是让双氧水“定向”只与苯发生反应，直接一步制备出苯酚来，获得纯的苯酚的收率极高——苯酚收率和双氧水利用率均高达30%以上，且反应过程中只产生水，而没有其他废弃物及其他污染排放。这种新型催化剂并非由五价变为四价产生自由基而引发反应，而是在反应中不需变价，经历一个非自由基的快速反应生成酚类，从而实现了该反应的瞬间发生，反应时间小于30秒，极大地提高了获得苯酚的效率。 据悉，这一催化剂在芳环羟基化反应中具有极高效率，有望实现苯酚等酚类化合物的工业化规模生产，显示出重要的潜在工业应用前景。这一催化剂的创新制备方法，还具有广泛的普适性，能够进一步构筑出含有铁、铜、锰等元素的沸石分子筛，制备出高效的多相催化剂，有希望实现其他种类化学品的绿色生产。

元素百科为您介绍发现压力诱导氮化二钙从金属转变为半导体。北京高压科学研究中心研究员缑慧阳团队和日本东京工业大学合作，在二维电子化合物——氮化二钙中发现了压力诱导金属向半导体转变的现象，从而为合成新的电子化合物提供了思路。 电子化合物是一类特殊的离子化合物，其中阴离子是过剩的价电子。松散结合的电子阴离子不依附任何原子和基团。此类化合物特殊的电子行为，使电子化合物在催化、电池和电子领域有着较大的潜在应用前景。 研究人员发现，高压下的氮化二钙会出现3种新的晶体结构，并且晶体结构的转变同时伴随着氮原子配位数的增加。测量表明，常压下金属态的氮化二钙随着压力增加，其电阻缓慢增加，并且在10~20GPa（1GPa=109帕）之间急剧增加。在约20GPa时，电阻上升到300欧姆。这意味着压力诱导氮化二钙实现了从金属到半导体的转变。 该团队还对不同结构的氮化二钙电子局域状态进行了理论计算。研究表明，随着压力增加，高压相结构中电子阴离子的分布由二维转变为一维。随着压力的进一步增加，阴离子电子被完全分离开，并且局域在零维的笼子里。正是这种高压下阴离子局域化的重新分布，导致了半导体特性的出现。

元素百科为您介绍研究揭示碱土金属元素多样性质。复旦大学化学系教授周鸣飞课题组发现，主族的碱土金属元素钙、锶和钡可形成稳定的八羰基化合物分子，满足18电子规则，表现出了典型的过渡金属成键特性。该发现表明碱土金属元素或具有与一般认知相比更为丰富的化学性质，而主族元素与过渡金属元素之间的界限亦较元素周期表的简晰划分更为模糊。 元素周期表的元素按照其价轨道的不同分为主族元素s和p区，过渡金属d区以及镧系和锕系金属f区。主族元素包含ns和np价电子轨道，形成的稳定化合物分子往往满足8电子规则；对于过渡金属元素，除了ns和np价电子轨道以外，还包含5个（n-1）d轨道，因此稳定的过渡金属化合物通常满足18电子规则。 碱土金属是周期表中的第二主族元素，具有ns2电子构型，在化学反应中易失去两个价电子，生成+2价的离子型化合物。周鸣飞课题组在低温氖环境中制备了碱土金属钙、锶和钡的八羰基化合物分子M（CO）8（M=Ca，Sr，Ba）。光谱实验确定了其具有立方体结构。按照经典的电子计数规则，中心金属满足18电子规则。除了中性化合物以外，研究组利用气相选质量红外光解离光谱实验确认了相应的17电子八羰基化合物正离子的存在。 据悉，南京工业大学赵莉莉和德国马德堡大学GernotFrenking课题组的理论计算进一步证实了这些碱土金属八羰基化合物具有立方体对称性以及三重电子基态。 “这项研究表明钙、锶和钡在一定程度上具有过渡金属元素的化学性质。”周鸣飞表示，这一模糊了主族元素与过渡金属元素界限的新认知，将有助于更好地理解碱土金属化合物的相关物理化学性质。