液态CO2高温高密度状态方程研究

 利用二级轻气炮作冲击加载手段，采用自己建立的低温靶，比较系统地研究了液态CO₂的冲击压缩行为。在20～60 GPa压力区获得六个新的Hugoniot数据点。根据这些实验点，采用液体统计力学理论和化学平衡方法，重新优化获得一组CO₂－CO₂，CO₂－O，CO－O作用势参数。分析表明，引起体系在25 GPa以上区域冲击软化现象的主要机制是CO₂离解反应，CO₂—→CO+O。     

超临界流体触媒作用下石墨-金刚石转变

 研究了超临界流体CO₂在石墨-金刚石转变中的触媒作用。实验中，采用Ag₂O作为流体触媒的先驱材料，在7.7 GPa压力下，Ag₂O在1 200 ℃分解成Ag和O₂，O₂与石墨套管在高温高压下反应形成CO₂超临界流体。研究结果表明，在7.7 GPa和1 500 ℃以上温度条件下，石墨在CO₂流体触媒的作用下可转变为金刚石晶体，在1 500～1 700 ℃温度范围内合成出的金刚石具有完好的八面体形貌，与天然金刚石的生长特征非常相似。     

压力对HgBa2Ca2Cu3O8+y超导转变温度的影响

 利用低温超高压装置，测量了Hg系样品HgBa₂Ca₂Cu₃O_8+y（Hg-1223）超导转变温度T_c在压力作用下的增强效应。压力最高达7.8 GPa，超导起始转变温度常压下为130 K，加压到5.4 GPa时获得最高温度为140 K。在5.4 GPa以下获得dT_c/dp为1.85 K/GPa。用压力作用下氧原子位置的改变使载流子浓度提高和CuO₂面间的耦合作用来解释高温超导的压力效应。     

制备Al2O3/Cu复合材料中CuO-Al体系的化学反应

 对CuO-Al粉末预制块经不同温度下反应，测试其温度随时间的变化曲线，利用X射线衍射仪对其反应后的试样进行物相分析，得出产生热爆的反应温度及不同温度下的反应产物。 结果表明，CuO-Al体系反应随介质温度升高，可分为3个不同阶段，温度小于1 200 K，不发生化学反应；温度为1 200~1 473 K时CuO-Al体系发生部分化学反应，其产物为Cu₂O、CuAlO₂ 及Al₂O₃；温度高于1 473 K，CuO-Al体系发生化学反应，其产物为Cu和Al₂O₃，此阶段易出现热爆现象。     

氧化硅（Si3N4）—稀土氧化物陶瓷的超高压烧结研究

 在5~7 GPa，600~1 800 ℃的压力-温度范围内对组份为氧化硅-稀土氧化物微粉混合物（3α-Si₃N₄+0.5La₂O₃+0.5Pr₆O₁₁（mol.%））的烧结产物进行了研究。所得结果表明其成相规律与Sialon体系在高温高压下烧结时不同。在直到5 GPa的高压下，α-Si₃N₄表现出相当高的稳定性，并不转变成β相。当烧结温度低于1 600 ℃时，烧结体仍然由以α-Si₃N₄为基础的固溶体及稀土氧化物组成，而后者则表现出一系列相变化。当压力超过6 GPa、温度高于1 600 ℃时，物料烧结成一个新的单相高压结构ReSi₃O₂N₄。其衍射数据可以用一个正交点阵来拟合。其晶格参数为：a=1.298 3 nm，b=0.814 0 nm，c=0.428 5 nm。     

冲击波作用下碳水混合物发射光谱研究

 利用二级轻气炮和OMA-Ⅲ光多通道系统,分别研究金刚石与水、石墨与水两种碳水混合物在冲击波作用下的发射光谱。冲击压力高于16.41 GPa时,观测到350～750 nm波段内叠加在连续辐射背景上的发射谱;当冲击压力高于33.95 GPa时,C₂、CO、CO₂的谱线辐射明显,表明碳和水发生了化学反应。     

高温高压下CeTbO3合成过程中电阻的动态测试研究

 在0.5 GPa、4.0 GPa的压力下，从室温到800 ℃的温度范围内测量了氧化物CeTbO₃、单稀土氧化物Tb₄O₇、CeO₂和摩尔比维4∶1配比的混合物CeO₂+Tb₄O₇等的电阻随温度变化关系。对这四种物质均反映出电阻随温度增加而减小的半导体特征。在压力维0.5 GPa，温度高于600 ℃时发现了混合物CeO₂+Tb₄O₇、氧化物Tb₄O₇中电阻变化的起伏。X射线衍射谱表明，对应这一电阻变化，在结构上出现了变化。结果分析表明，这一变化与Tb⁴⁺→Tb³⁺的价态变化密切相联。     

氮化硅（Si3N4）微粉的超高压烧结研究

 氮化硅（Si₃N₄）是具有优良性能的陶瓷材料，具有广泛的工程应用前景。但由于这种化合物属于共价结合性质并具有很高的熔点，陶瓷的烧结需要在很高的温度下进行。本文探讨了在超高压力下这种材料的烧结行为的变化。对含有AlN、Al₂O₃及少量La₂O₃添加物的Si₃N₄微粉在3~7 GPa，800~2 000 ℃的压力温度范围内进行烧结，并应用X射线衍射、扫描电子显微镜观察及密度测量等方法研究了烧结样品。结果表明高压力可以大大促进Si₃N₄的α→β转变及固相反应，降低烧结温度。高压下烧结过程分为两个阶段：低温下以粉末粒子结合为主要内容的过程及高温下各物相间的相变和固相反应为主的过程。研究表明，超高压力下烧结没有改变所研究组份样品的复合相组成。     

利用分子轨道法计算黑索金的生成热和分子结构

 利用分子轨道方法MNDO、AM1、PM3等计算了高能炸药RDX（C₃H₆N₆O₆）及其中间产物C₃H₆N₅O₄ 、C₃H₆N₄O₂ 、(H₂C)(N—CH₂)(N—CH₂)NN、CH₂＝N—NO₂的分子结构与热力学性质。用PM3方法给出了可与实验直接比较的生成热。     

非晶La80Al20晶化相的超导电性

 本文把非晶La₈₀Al₂₀在真空中、不同温度及其时间条件下进行退火，以及在6 GPa不同温度退火40 min，并对退火样品的相结构及超导性进行了研究。发现真空中，250 ℃退火的样品晶化成了T>4.2 K、不超导的单相四方La₄Al；300 ℃及450 ℃退火的样品晶化成La₃Al、α-La、β-La及一些未知杂相，这些多相混合物的T_C<6.0 K。在6 GPa 300 ℃及以下温度退火的样品，晶化成单相六角La₄Al，其晶格常数与六角La₃Al的完全相同，这些样品的T_C>5.1 K；6 GPa、350 ℃及以上温度退火的样品，晶化成La₃Al相及新未知相H，新相H的T_C约为6.3 K。     

双自由基CH燃烧反应机理的研究

应用量子理论从头算和密度泛函理论(DFT)对双自由基CH(X2Π)与O2(X3∑g-)的反应机理进行了研究.在B3PW91/6-311G**水平上优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,并计算了零点能和过渡态的虚频率.并由B3PW91/6-311G**给出了各物种的总能量.计算表明,反应物中自由基CH与O2反应主要在二重态势能面上进行,CH中的C原子可以插在O2分子中两个氧原子中间形成中间体1(2HCO2),中间体1(2HCO2)可以经过不同的反应通道形成不同的产物P1(1CO2 2H)和P2(1CO 2OH),各反应通道的反应热的计算与实验值吻合较好.     

Sonochemical reduction of carbon dioxide

Sonolysis of carbon dioxide dissolved in water was performed from a standpoint of reducing this material in atmosphere. During one hour of sonication, the amount of CO2 decreased to about half at 5 degrees C under CO2-Ar atmosphere. The decreasing rate for CO2 followed the order Ar > He > H2 > N2 and it was down with increasing temperature in the range of 5-45 degrees C. The most favorable concentration for reducing CO2 was 0.03 (mole fraction of CO2 in gas phase). This concentration in gas phase means an equal mixture of CO2 and Ar in water, because CO2 is more soluble than Ar. Since carbon dioxide dissolved in water would be partly ionized, the roles of ions on the sonolysis were also examined. Gaseous reaction products were CO, H2 and a small amount of O2. Carbon monoxide and hydrogen might be obtained from CO2 and H2O by sonolysis, respectively. Both gases are fuel and react each other to C1 compounds such as methanol, and so on. Therefore, irradiation of ultrasonic waves should be an important technique for reducing CO2.     

介质阻挡放电分解甲醇发射光谱分析

利用光学多道分析系统（Optical Multiple Analysis -OMA）,采用发射光谱方法,对甲醇气体介质阻挡放电 (dielectric barrier discharge---DBD)分解制氢过程进行了实验研究.通过对甲醇气体DBD放电等离子体荧光光谱的归属,确定了甲醇放电的主要荧光产物为CO、OH、H和CH;另外,还对CO和Ｈａ的荧光辐射强度随放电时间的演变过程进行了实验研究,发现在放电初始阶段,CO和Ｈａ的荧光辐射强度随放电时间急剧增强,表明了DBD放电能有效地分解甲醇气体,并由此对甲醇分解过程进行了分析讨论.在放电等离子体甲醇制氢过程中,最终产物是H2和CO;H2主要来自于ＣＨ２Ｏ分解以及甲醇分解产生的H原子直接生成;CO主要来源于ＣＨ２Ｏ分子分解产生.ＣＨ２Ｏ是甲醇分解制氢过程中一个关键的中间产物.     

常压等离子体作用下CO2氧化CH4转化反应的光谱分析

采用光谱原位诊断技术在200～900nm范围内采集并标识了不同CO2添加量时CH4等离子体光谱。确定了常压下不同CO2添加量时CH4等离子体的活性物种。CO2添加量不同活性物种谱峰相对强度变化趋势不同,O活性物种谱峰相对强度随CO2添加量增加迅速增加。C2活性物种谱峰相对强度随CO2添加量增加逐渐降低。反应体系产生的活性O对CH4转化反应产物具有明显影响,CO2添加量不同,CH4转化反应机理不同。当CO2添加量小于30%时,CH4转化以偶联反应为主。CO2添加量大于30%时,CH4转化以重整反应为主。     

环氧丙烷爆燃转爆轰过程反应产物的光谱法确定

采用由增强型ICCD光谱探测器、SpectraPro-275光谱仪和DG535同步控制器组成的瞬态光谱测量系统,在解决了测试系统时间同步问题、弱光探测问题、提高光谱分辨率问题和波长定标及防止误触发问题后,在长4.0 m,内径为0.10 m的爆炸激波管侧窗,拍摄到了持续时间仅为数ms的环氧丙烷爆燃转爆轰过程的曝光时间为1～16 μs的瞬态发射光谱。测量系统的光谱分辨本领达到了0.2 nm 。根据由碳、氢和氧组成的小分子和自由基的特征辐射谱带带头波长值,经过对所测光谱进行分析和辨认,确定了在环氧丙烷的爆燃转爆轰过程中有OH,CH,C₂,C₃,CO,CO₂,CHO和CH₂O这些反应产物出现。这些反应产物的确定,是进一步分析环氧丙烷爆燃转爆轰过程的微观机理必不可少的实验依据。     

电荷调控下Ti3C2O2和V2CO2吸附CH4的第一性原理计算

本文采用第一性原理计算首先研究了Ti3C2O2和V2CO2与CH4气体分子之间的相互作用,发现Ti3C2O2和V2CO2对CH4的吸附较弱属于物理吸附,不适宜用作探测CH4。在此基础上研究了电荷调控下CH4气体分子与Ti3C2O2和V2CO2之间的相互作用。结果表明：随着体系电荷态的增加,Ti3C2O2和V2CO2对CH4气体分子的吸附作用逐渐增加变为化学吸附。当体系电荷态大于或等于-2时,CH4气体分子在Ti3C2O2和V2CO2表面可以被有效捕获。撤去电荷后,Ti3C2O2、V2CO2与CH4气体分子之间的吸附恢复至物理吸附,CH4气体分子易脱附。因此,通过调控Ti3C2O2和V2CO2的电荷态,可以简单地实现CH4的捕获与释放。Ti3C2O2和V2CO2有望成为CH4探测或捕获材料。     

Insight into the reaction mechanism of ethanol steam reforming catalysed by Co–Mo6S8

The production of hydrogen via steam reforming of ethanol (SRE) is favourable for the use of hydrogen as an alternative fuel. Co–Mo₆S₈ possesses high activity and stability for SRE to sustainably produce hydrogen. The competition among reaction pathways related to C–H, O–H, C–C, C–O cleavage and H₂ formation was studied. The adsorption and reaction of related intermediates in the ESR reaction pathway are described. The results indicated that the most feasible route for the decomposition of ethanol catalysed by Co–Mo₆S₈ is CH₃CH₂OH*→CH₃CH₂O*→CH₃CHO*→CH₂CHO*→CHCHO*→CHCO*→CH*+CO*. The CH* can be decomposed into C*+H*, and CO* can be oxidised via the redox mechanism of the water gas shift (WGS) reaction. Thus the final products are CO₂ and H₂. The present result may help people to design an SRE catalyst, which has the ability to break C–C to form CO and H₂, then CO react with H₂O in the WGS reaction generating CO₂ and H₂.     

CO与Cs在Ru(101-0)表面上的共吸附研究

CO与Cs在Ru（101－0）表面上共吸附的高分辨电子能量损失谱研究结果表明：CO在有Cs覆盖的Ru（101－0）表面上有两种吸附状态，除了与CO在清洁表面上相似的一种吸附状态以外，还有一种新的吸附状态，它的C—O伸缩振动频率比前者低得多．在CO暴露过程中，CO分子首先吸附在低C—O伸缩振动频率的状态，随着CO覆盖度的增加，两种吸附状态的C—O伸缩振动频率都向高频方向移动．两种吸附状态的C—O伸缩振动频率也与Cs的覆盖度有关．当CO覆盖度饱和后，在Cs覆盖度较高的表面上两种吸附状态的C—O伸缩振动频率相对 关键词：     

原位红外光谱法研究HMX炸药的热分解过程

原位红外光谱法是一种新兴的动态研究方法.该方法具有原位实时监控和红外光谱精确分析物质化学结构的优点,能够实时跟踪材料在不同温度下的化学变化,测定材料的微观结构与温度的关系.文章采用原位红外光谱研究了炸药1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷(HMX)在5℃·min-1升温条件下的热分解过程.研究结果表明:HMX在205℃发生C-N键和N-N键的断裂,随着温度的升高,C-N键的断裂速率远高于N-N键的断裂速率,表明C-N键的断裂是HMX的主要断键方式,在C-N键的断裂中伴随着N-N键的断裂.同时环的张力增大,表明断键的HMX产生分子内重新结合.检测到HMX的分解所释放出的CO2,N2O,CO,NO,HCHO,HONO,NO2和HCN等八种气体.根据HMX分解中凝聚相结构的变化和气相产物,推出HMX的分解机理:HMX产生C-N键的断裂,会释放出HCHO和N2O以及HONO和HCN;N-N键的断裂会释放出NO2.     

Electron energy loss spectroscopy of the decomposition of formic acid on Ru(001)

Electron energy loss spectroscopy has demonstrated the existence of both a monodentate and a symmetric bidentate bridging formate as stable intermediates in the decomposition of formic acid on the Ru(001) surface. The monodentate formate converts upon heating to the bidentate formate which decomposes via two pathways: CH bond cleavage to yield CO₂ and adsorbed hydrogen; and CO bond cleavage to yield adsorbed hydrogen, oxygen and CO. Thermal desorption spectra demonstrate the evolution of H₂,H₂O, CO and CO₂ as gaseous products of the decomposition reaction. The observation of this product distribution from Ru(100), Ni(100) and Ni(110) had prompted the proposal of a formic anhydride intermediate, the existence of which is rendered questionable by the spectroscopic results reported here.