CO2和C2H4光催化合成丙烯酸的Cu/ZnO-TiO2催化剂

采用溶胶凝胶法制备了金属负载的复合型固体材料Cu/ZnO TiO2,并用X射线衍射、透射电子显微术、BET比表面测试、红外吸收光谱、紫外可见漫反射光谱以及光催化反应等实验技术对固体材料的表面结构、光响应性能、化学吸附性能以及光反应性能进行了表征和评价.实验结果表明,制得的固体材料粒径约为10nm,晶体结构以锐钛矿型TiO2 为主; ZnO和TiO2 复合后部分地形成了Zn-O-Ti键联,提高了对250~400nm光的吸收强度;金属Cu的负载扩展了材料在可见光范围的吸收,且使其紫外吸收限发生蓝移;反应物在固体材料表面的吸附态是影响光反应结果的主要因素; CO2 卧式吸附态和C2H4 非解离双点吸附态是光合成丙烯酸的有效吸附态,100℃以下合成丙烯酸的选择性大于87%.     

红外光谱技术在纳米NiFe2O4制备过程中的应用

采用溶胶 凝胶法制备NiFe2 O4 纳米粉末 ,并经不同温度热处理 .测定了制备过程中各阶段的红外吸收光谱和不同温度处理样品的红外漫反射光谱 .结果表明 ,红外吸收光谱较好地反映了溶胶 凝胶法制备NiFe2 O4 纳米粉末过程中结构的变化 ,为确定热处理温度提供了实验依据 ,彻底消除有机物 ,热处理需在 40 0℃以上 ;红外漫反射谱可以较好地反映粉末的尺寸效应和形态效应 ,粉末粒径越小 ,漫反射函数 (K M)值越大 ;当粒径达到一定尺寸时 ,红外漫反射的尺寸效应消失     

H_3PW_(12)O_(40)/La-N-TiO_2复合催化剂可见光下光催化降解吡虫啉研究(英文)

制备出H3PW12O40/La-N-TiO2催化剂并采用红外光谱,N2吸附-脱附分析,透射电镜和紫外漫反射进行结构表征。红外光谱检测表明,复合催化剂中H3PW12O40保留了Keggin结构;掺杂La-N之后,复合催化剂的BET比表面积是母体TiO2的两倍;透射电镜检测表明,催化剂由相对均匀的球形颗粒组成,分散性良好;紫外漫反射检测表明,掺杂La和N元素后所制备的复合催化剂对可将光的光响应性能明显提高。对吡虫啉的光催化实验表明,所制备的不同负载量催化剂中30%H3PW12O40/0.3%La-1.0%N-TiO2具有最好的光催化活性(≥400nm),光照3h后吡虫啉降解率为91.57%,光照6h后吡虫啉降解率达98.89%,基本上完全降解。     

比值辐射计空间环境适应性设计及验证

结合卫星发射以及在轨运行过程中所处的环境条件,对"积分球+匀光板+电磁光开关"形式的比值辐射计进行空间环境适应性设计.对结构薄弱环节进行强化加固设计,通过降低器件功耗、表面热处理等方式保持比值辐射计在真空热环境下的温度稳定,采用航天级光学涂层辅以结构屏蔽设计保证抗辐照能力.通过力学试验、热真空试验以及积分球光学涂层辐照试验进行验证.力学试验结果显示比值辐射计基频约为540Hz,振动前后比值辐射计辐射比变化小于0.31%,证明比值辐射计具有良好的结构稳定性,空间力学条件下的结构强度和刚度均满足基频大于100 Hz的设计要求.热真空试验过程中比值辐射计遥测输出稳定,各功能模块均工作正常.辐照试验后,比值辐射计光学涂层方向-半球反射比在485nm波段的最大衰变小于2%,红外波段无明显变化,该衰变对定标器在轨应用性能的影响可以忽略.研究结果表明,比值辐射计具有良好的空间环境适应性,可在复杂空间环境下进行稳定、可靠的工作,满足航天应用需求.     

掺杂碱金属与碱土金属的CuO-CeO_2催化剂的漫反射红外光谱分析

CuO-CeO2系列催化剂是高效的CO选择性氧化反应的催化剂,通过原位漫反射红外光谱对掺杂碱金属和碱土金属氧化物的CuO-CeO2催化剂表面的吸附物种进行了研究。结果表明CuO-CeO2系列催化剂上,2 106 cm-1处出现CO的红外吸附峰。在反应气氛中,此峰的强度随着温度先升高后降低,说明Cu+是CO主要的活性吸附中心。低温下催化剂表面吸附的CO主要以可逆形式脱附出来,而高温下CO则以不可逆的形式脱附出来。催化剂表面在3 660 cm-1处出现尖锐的红外峰,归属于CeO2经还原产生的Ce-(OH)2偕式基团。在1 568,2 838和2 948 cm-1附近处出现甲酸根的红外谱峰,以及1 257和1 633 cm-1处出现碳酸根物种的红外峰。甲酸根物种是气相的CO与表面的羟基反应生成的产物,该物种的C—H键断裂生成碳酸根物种,这两物种均会降低催化剂的高温活性。Cu1Li1Ce9Oδ催化剂出现较强的CO2和甲酸根的红外峰,温度高于180℃时,该催化剂上还能看到微弱的CO红外峰,说明锂离子的给电子性质有利于提高Cu1Li1Ce9Oδ催化剂上CO的不可逆脱附,抑制氢的活化吸附,同时促进了甲酸根物种的生成。低温下Cu1Mg1Ce9Oδ和Cu1Ba1Ce9Oδ催化剂上CO的吸附量较多,但主要以可逆脱附形式脱附出来,对CO选择性氧化没有贡献。     

TiO2表面氧空位对NO分子吸附的作用

采用程序升温热脱附(TPD)实验方法测定了NO在TiO2表面吸附后的脱附谱，利用分子轨道理论研究了TiO2吸附NO的原子簇模型及吸附前后的原子簇能级变化．结果表明，NO在TiO2表面吸附后可在两个峰值温度450和980K脱附出N2．TiO2表面经预覆氧处理后，N2的脱附量降低．吸附时NO中的O能够占据TiO2表面氧空位并与N脱离，而N原子则相互结合成为N2脱附．分子轨道理论计算证明在TiO2(110)表面能够存在氧空位并具备吸附NO的结构条件．     

脂肪醇聚氧乙烯醚在空气-水界面上铺展单分子膜的脱附性质

采用Wilhelmy法测定脂肪醇聚氧乙烯醚在空气-水界面上铺展单分子膜的动态表面压,并由此计算动态脱附动力学参数.实验结果表明,样品铺展膜的脱附初期扩散系数约10-3～10- 4cm2/sec,远远大于溶液表面吸附的扩散系数,铺展膜的初始表面浓度越大,其初期脱附扩散系数也越大.但是从脱附整个过程看,铺展膜的初始表面浓度越大,其平均脱附速率常数越小,脱附过程是属于扩散控制和表面能垒控制共同作用的混合模式.     

原位漫反射FTIR研究Fe改性的Cu-Mn/ZrO_2催化剂上CO的吸附行为

利用原位漫反射傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,研究了Fe改性的Cu-Mn/ZrO_2催化剂的CO吸附行为。通过测定单组元及其不同组合催化剂的CO吸附以及催化剂的CO-TPD-IR特征、不同温度CO吸附的红外光谱,研究了Fe助剂对催化剂上CO吸附行为的影响,发现Fe通过提高铜的分散度,改变铜的化学环境,影响催化剂上CO线式吸附的特征,而且形成CO桥式吸附中心,从而提供了低碳醇合成的催化剂表面,并探讨了催化剂上CO吸附形式变化的规律。     

NO在清洁和Cs覆盖的Ru(100)表面上吸附的热脱附谱

用热脱附谱等方法研究了NO分别在清洁和Cs覆盖的Ru(1010)表面上的吸附.结果表明:存在两种NO分子吸附态(a1,a2),脱附温度分别处于325℃和550℃附近.Cs的存在增加了Ru(1010)表面上a2态的吸附位置,提高了该态的脱附温度.Cs在Ru(1010)表面上的存在同时促进了吸附NO分子的分解.NO在Ru(1010)表面上分解后形成吸附O原子和N原子.N原子复合以N2在约500℃附近脱附,同时Cs的存在也促进了N2O的形成.在Cs覆盖的Ru(1010)表面上,N2O的脱附温度约在425℃.     

原位DRIFTS研究CH4部分氧化和CO2重整的耦合

8%Ru-5?/γ-Al2O3催化剂对于甲烷的低温活化具有较好的催化活性,在500℃下甲烷、二氧化碳和氧气的耦合反应中,吸热反应二氧化碳重整和放热反应甲烷部分氧化进行耦合强化,使得耦合反应中的甲烷转化率为38.8%。用原位漫反射傅里叶红外光谱法对钌系催化剂耦合甲烷部分氧化和二氧化碳重整反应体系机理进行研究。CO在8%Ru-5?/γ-Al2O3上吸附,表明CO在催化剂表面上波数为2 167 cm-1(2 118 cm-1)和2031 cm-1(2 034 cm-1)处形成孪生态Ru(CO)2和Ce(CO)2吸附物种,而且高温下CO吸附物种很容易从催化剂表面脱附出来。原位漫反射红外实验结果表明甲烷部分氧化反应时催化剂表面上有吸附物种碳酸根、甲酰基(甲酸盐)和一氧化碳的形成,其中表面的甲酰基和甲酸盐物种是甲烷部分氧化反应的主要活性中间物,这些中间活性中间体由甲烷吸附态CHx和催化剂表面的氧吸附态结合而形成的,随后这种中间物种再分解为CO产物;甲烷和二氧化碳重整反应时没有新的吸附物种产生,由此提出重整反应的机理是吸附态的甲烷和二氧化碳在催化剂活性中心上进行活化解离而生成合成气;甲烷、二氧化碳和氧气耦合反应过程中出现新的羟基物种(桥式羟基Ru-(OH)2),耦合反应机理复杂可能是由部分氧化和重整两类反应机理的复合,其中桥式羟基Ru-(OH)2参与了反应的进行。     

新型镧配合物的合成与荧光性质

在氮气保护下,以无水乙醇为溶剂,制备了硝酸镧与4-氨基-1,2,4-三氮唑缩对二甲氨基苯甲醛(L)配合物,单晶结构分析确定其组成为LaL_3(NO_3)_3·(H_2O)_2·(C_2H_5OH)_2,配合物中La~(3+)分别与3个硝酸根、2个水分子和2个分子乙醇中的氧原子配位,配位数为10,并与4-氨基-1,2,4-三氮唑缩对二甲氨基苯甲醛以氢键形式结合形成立体结构分子.通过元素分析、红外光谱、固体荧光光谱等手段对合成的配体及配合物进行了表征.实验结果表明,4-氨基-1,2,4-三氮唑缩对二甲氨基苯甲醛是一种多晶粉末状的发光材料,固体荧光谱图显示荧光发射峰在451 nm处,为蓝色荧光,色纯度高,荧光量子效率高,而合成的配合物的荧光发射峰则红移至464 nm左右,同时荧光强度显著增强近一倍.     

Investigations for the Surface of the Oxide Semiconductor Changes by Reduction

Oxide semiconductor SrTiO_3 single crystals are exposed to a reducing atmosphere H_2/N_2 to induce the reduction of Ti~(4+) to Ti~(3+) and the release of oxygen from the lattice compensating the reduction of the Ti ions.In a reducing atmosphere H_2/N_2 the optical edge brings about a red shift.The infrared reflection spectra suggest that the(11) STO single crystal surface can be terminated by the domain of the SrO or TiO_2 alternative layer during the reduction.The anisotropy and asymmetry of optical second-harmonic intensity explain a slight shrinkage.The dielectric constant reaches about 6000 and shows almost frequency dependence at all temperatures.With the increasing temperature,the dielectric constant increases rapidly.The high temperature region and low temperature region have activation energies of 0.89 and 1.04,respectively.     

Adsorption Regularity and Characteristics of sp~3-Hybridized Gas Molecules on Anatase TiO_2(101) Surface

We report the anatase titanium dioxide(101) surface adsorption of sp~3-hybridized gas molecules,including NH_3,H_2O and CH_4,using first-principles plane-wave ultrasoft pseudopotential based on the density functional theory.The results show that it is much easier for a surface with oxygen vacancies to adsorb gas molecules than it is for a surface without oxygen vacancies.The main factor affecting adsorption stability and energy is the polarizability of molecules,and adsorption is induced by surface oxygen vacancies of the negatively charged center.The analyses of state densities and charge population show that charge transfer occurs at the molecule surface upon adsorption and that the number of transferred charge reduces in the order of N,O and C.Moreover,the adsorption method is chemical adsorption,and adsorption stability decreases in the order of NH_3,H_2O and CH_4.Analyses of absorption and reflectance spectra reveal that after absorbed CH_4 and H_2O,compared with the surface with oxygen vacancy,the optical properties of materials surface,including its absorption coefficients and reflectivity index,have slight changes,however,absorption coefficient and reflectivity would greatly increase after NH_3 adsorption.These findings illustrate that anatase titanium dioxide(101) surface is extremely sensitive to NH_3.     

Dissociation of H_2 on Mg-coated B_(12)C_6N_6

The dissociation of H_2 molecule is the first step for chemical storage of hydrogen, and the energy barrier of the dissociation is the key factor to determine the kinetics of the regeneration of the storage material. In this paper, we investigate the hydrogen adsorption and dissociation on Mg-coated B_(12)C_6N_6. The B_(12)C_6N_6 is an electron deficient fullerene, and Mg atoms can be strongly bound to this cage by donating their valance electrons to the virtual 2p orbitals of carbon in the cluster. The preferred binding sites for Mg atoms are the B_2C_2 tetragonal rings. The positive charge quantity on the Mg atom is 1.50 when a single Mg atom is coated on a B_2C_2 ring. The stable dissociation products are determined and the dissociation processes are traced. Strong orbital interaction between the hydrogen and the cluster occurs in the process of dissociation, and H_2 molecule can be easily dissociated. We present four dissociation paths, and the lowest energy barrier is only 0.11 eV, which means that the dissociation can take place at ambient temperature.     

三聚氰胺(C_3N_6H_6)的高压Raman与压致结构相变研究

本文在8 7GPa压力范围内研究了三聚氰胺(C3N6H6)的高压原位Raman光谱。通过内、外Raman活性模的压致效应,发现在1 5GPa和6 0GPa压力下该分子晶体发生了压致结构相变。用空间群相关原理确认在1 5GPa压力下它从单斜相转变为三斜相;在6 0GPa压力下又发生了另一次结构相变。然后在室温高压条件下对三聚氰胺进行了原位同步辐射能量散射x-ray衍射实验(EDXD),在14 7GPa压力范围内,观察到常压下为单斜晶系的三聚氰胺经历了两次压致结构相变。在1 3GPa下,三聚氰胺分子晶体从单斜相转变为三斜相;在8 2GPa又转变为正交相。本实验结果为利用三聚氰胺碳氮有机分子晶体高温高压合成超硬C3N4共价晶体的研究提供了重要信息。     

几个小分子静电势的密度泛函理论计算

运用多种密度泛函理论(DFT)方法和从头算(ab initio)方法,研究了具有代表性的一系列分子的静电势,选择QCISD计算出的分子静电势为标准静电势,通过比较多种DFT法和QCISD从头算,以及它们之间的均方根偏差和静电势差值曲线图,结果表明B3LYP-DFT法与QCISD-ab initio法计算结果较吻合,暗示了B3LYP-DFT法在得到分子静电势时是一个有用的工具,尤其对于从头计算难以进行研究的大分子体系.     

界面活性剂对Fe3O4磁性与穆斯堡尔谱的影响

测量了不同颗粒尺寸Fe₃O₄覆盖界面活性剂前后磁性、红外谱以及穆斯堡尔谱。实验结果表明界面活性剂与Fe₃O₄微粒表面为化学吸附,覆盖界面活性剂后在相同磁场下磁化强度有所下降,穆斯堡尔谱变得弥散,随着颗粒尺寸变小,穆斯堡尔谱内场减小,谱线变得更为弥散,实验结果可以用表面各向异性的理论进行解释。 关键词：     

高效率的低温混合工质J-T节流制冷机的试验研究

1JIto节流制冷机是一种结构简单、运行可靠的制冷机械，它广泛地用于工农业生产和国防军事工业之中。采用混合工质的J－T节流制冷机本世纪三十年代就有报道，但由于实验不太成功而没有受到注意，直到1959年，前苏联基辅气体研究所的A．P．Klimeenko教授利用内复叠循环在液化天然气的流程中采用了混合物作为J－T节流制冷循环的工质高效地液化天然气后而得到重视山。70年代，前苏联的另外一批学者M．BTOdyllsky等研究了适合于获得液氮温度的高效率的混合工质p」。他们的研究表明，在液氮温区，采用氮加碳氢化合物或者氟利昂作工质，比采…     

Surface‐sensitive reflection‐mode EXAFS from layered sample systems: the influence of surface and interface roughness

The calculation of reflection‐mode grazing‐incidence X‐ray absorption spectra from single surfaces and (multi‐)layered systems is studied here. In particular, the influence of the surface and interface roughness was investigated in detail. Simulations of grazing‐incidence reflection‐mode EXAFS spectra using a simple Fresnel theory neglecting any effect of roughness are compared with the Névot–Croce model and the elaborated distorted‐wave Born approximation which both include surface and interface roughness. Data are presented for clean gold surfaces, where the strong influence of the surface roughness on the resulting spectra is demonstrated. Furthermore, in the case of layered systems, the influence of both the outer (air or vacuum side) surface roughness and the inner interface roughness on the reflection‐mode EXAFS spectra is evaluated. The practical consequences of the observed correlations are discussed, and a quantitative data analysis of a copper sample that was oxidized in ambient air for several months is shown, including the evaluation of specular reflectivity profiles at fixed energy.     

Self-calibration wavelength modulation spectroscopy for acetylene detection based on tunable diode laser absorption spectroscopy

The expressions of the second harmonic(2f) signal are derived on the basis of absorption spectral and lock-in theories.A parametric study indicates that the phase shift between the intensity and wavelength modulation makes a great contribution to the 2f signal.A self-calibration wavelength modulation spectroscopy(WMS) method based on tunable diode laser absorption spectroscopy(TOLAS) is applied,combining the advantages of ambient pressure,temperature suppression,and phase-shift influences elimination.Species concentration is retrieved simultaneously from selected 2f signal pairs of measured and reference WMS-2f spectra.The absorption line of acetylene(C_2H_2) at 1530.36 nm near-infrared is selected to detect C_2H_2 concentrations in the range of 0-400 ppmv.System sensitivity,detection precision and limit are markedly improved,demonstrating that the self-calibration method has better detecting performance than the conventional WMS.