温度对Hβ分子筛催化剂结炭影响的13C CP/MAS NMR研究

对Hβ分子筛催化苯胺烷基化反应中结炭随反应温度变化的TG DTA和¹³CCP/MASNMR研究表明,结炭的主要组成为缩聚芳烃化合物及少量烯烃.随反应温度的升高,结炭量增大,脂肪烃含量减少,芳烃含量增加.当反应温度达到500℃时,焦炭的主要组成为稠环芳烃.     

MgO单晶势垒磁性隧道结的第一性原理计算和实验研究

在MgO单晶势垒磁性隧道结中发现的室温高隧穿磁电阻现象,是近些年自旋电子学以及磁性隧道结磁电阻材料研究中的又一重大突破.本文主要评述和介绍2001年以来MgO单晶势垒磁性隧道结第一性原理计算和实验上的重要进展,以及介绍利用Layer-KKR第一性原理计算方法研究的Fe(001)/MgO/Fe、Fe(001)/FeO/MgO/Fe、Fe(001)/Mg/MgO/Fe、Fe(001)/Co/MgO/Co/Fe和Fe(001)[MgO/Fe/MgO/Fe等基于单晶MgO(001)单势垒及双势垒磁性隧道结材料的电子结构和自旋相关输运性质研究的最新进展.这些第一性原理定量计算的结果,不仅从物理上增强了对MgO单晶势垒磁性隧道结的电子结构和自旋相关输运特性的了解,而且对于研究新型室温磁电阻隧道结材料及其在自旋电子学器件中的广泛应用,具有一定的参考价值.     

MgO单晶势垒磁性隧道结的第一性原理计算和实验研究

在MgO单晶势垒磁性隧道结中发现的室温高隧穿磁电阻现象,是近些年自旋电子学以及磁性隧道结磁电阻材料研究中的又一重大突破。本文主要评述和介绍2001年以来MgO单晶势垒磁性隧道结第一性原理计算和实验上的重要进展,以及介绍利用Layer-KKR第一性原理计算方法研究的Fe(001)/MgO/Fe、Fe(001)/FeO/MgO/Fe、Fe(001)/Mg/MgO/Fe、Fe(001)/Co/MgO/Co/Fe和Fe(001)/MgO/Fe/MgO/Fe等基于单晶MgO(001)单势垒及双势垒磁性隧道结材料的电子结构和自旋相关输运性质研究的最新进展。这些第一性原理定量计算的结果,不仅从物理上增强了对MgO单晶势垒磁性隧道结的电子结构和自旋相关输运特性的了解,而且对于研究新型室温磁电阻隧道结材料及其在自旋电子学器件中的广泛应用,具有一定的参考价值。     

炭分子筛吸附分离甲烷/氮混合物研究进展

高效浓缩甲烷/氮气混合气中的甲烷是合理利用煤层气、油田气和垃圾填埋气等资源时面临的重要技术难题之一。甲烷与氮气分子存在着微小的、但可操作的动力学直径差异。文中分析了以炭分子筛作为吸附剂,采用变压吸附分离技术分离甲烷/氮气的可行性,对炭分子筛的吸附分离机理、国内外的研究进展以及混合气在炭分子筛吸附床上的吸附动力学模型进行了探讨,并指出了在这一技术应用方面的一些不足。     

基于光谱分析探讨磷酸与焦磷酸改性生物炭的磷素形态

通过磷酸（H₃PO₄）和焦磷酸（H₄P₂O₇）对生物炭改性能够使其更适于农业应用。探明H₃PO₄和H₄P₂O₇改性生物炭的P赋存形态与结合方式，将有助于揭示其表面P的生物有效性。以麦秆生物炭（WBC）与棉秆生物炭（CBC）为原料，分别通过H₃PO₄和H₄P₂O₇制备了H₃PO₄改性生物炭（P-WBC和P-CBC）和H₄P₂O₇改性生物炭（PA-WBC和PA-CBC）。利用拉曼光谱（Raman）与扫描电镜能谱（SEM-EDS）对改性生物炭结构与P分布变化进行表征，采用傅里叶红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）探究改性生物炭表面P结合方式，并结合Hedley磷分级方法与可见分光光度法，定量分析改性前后生物炭中P形态及含量变化。结果表明，H₃PO₄和H₄P₂O₇改性后生物炭I_G/I_D值增大，石墨化结构增强，形成了含P颗粒状结构。H₃PO₄和H₄P₂O₇改性促进了生物炭表面羧基（—COOH）、P—O—P和P—H等酸性官能团与含P基团的形成，且H₃PO₄改性生物炭和H₄P₂O₇改性生物炭表面官能团种类相似。XPS结果显示，与WBC和CBC相比，改性处理中的O(1s)峰相对含量显著增加了13.15%~32.44%，P(2s)峰相对含量显著增加了18.54%~27.02%（p<0.05）。反褶积分峰将P(2s)与O(1s)分为C—P—O，C—O—P，OPO，CO与（或）PO，C—O—C与（或）P—O—C和P—O—P六类。较H₃PO₄改性而言，H₄P₂O₇改性能够促进更多C—O—P，OPO，C—O—C与（或）P—O—C和P—O—P键的形成。改性也使得生物炭中总P含量显著增加，且PA-WBC和PA-CBC中P含量显著高于P-WBC和P-CBC。与WBC和CBC相比，改性处理中活性P含量显著提高2.36~14.77 g·kg-1，稳定态P含量显著降低0.06~0.17 g·kg-1（p<0.05）。与P-WBC和P-CBC相比，PA-WBC和PA-CBC的活性P、中等活性P分别显著增加了5.27~15.66和0.53~0.64 g·kg-1, 稳定态P含量减少了0.03~0.34 g·kg-1（p<0.05）。H₃PO₄和H₄P₂O₇改性改变了P在生物炭表面的结合方式，同时增加了P的活性。H₃PO₄和H₄P₂O₇改性生物炭间，不同形态P含量和结合方式的差异对进一步探究P的生物有效性具有重要意义。     

MgO/NaY催化剂上葡萄糖水中异构制取果糖的研究（英文）

MgO/NaY催化剂采用浸渍法制备,并用于葡萄糖水中异构制取果糖反应.探讨了MgO含量、反应温度、糖浓度和反应时间等因素对催化剂上葡萄糖异构性能的影响.实验表明,通过控制催化剂组成和反应条件可以有效获得果糖的生成.10%MgO/NaY催化剂表现出最好的催化性能,在100℃反应2 h后,葡萄糖转化率达到67.3%,果糖收率最高为33.8%.同时,利用X射线粉末衍射(XRD)、N2物理吸附(BET)和CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD)对催化剂结构和碱度进行了表征分析.NaY分子筛具有合适的结构和较高的比表面积,有助于葡萄糖的转化.MgO有利于调控催化剂碱度和促进醛糖和酮糖互变转为果糖.     

焦炉上升管内壁结焦炭层的光谱学分析及结焦机理研究

以焦炉上升管内壁结焦炭层块为研究对象，采用X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）和激光共聚焦拉曼光谱仪（Raman）对结焦炭层的元素组成，以及各结焦炭层的矿物组成、组成结构和分子结构进行测试。分析从结焦炭层块外表面向内表面过渡的各结焦炭层的差异性，揭示焦炉上升管内壁结焦机理。结果表明焦炉上升管内粉尘中Fe，S和Cr极易催化荒煤气中蒽、萘等稠环芳烃化合物成炭，在焦炉上升管内壁形成炭颗粒沉积，为焦油凝结挂壁提供载体，在荒煤气温度降至结焦温度时易结焦积碳。结焦炭层均含有芳香层结构，随着结焦炭层从外表面向内表面过渡，各结焦炭层的面层间距(d₀₀₂)逐渐降低、层片直径(L_a)先降低后增加、层片堆砌高度(Lc)和芳香层数(N)先稳定后增加。结焦炭层石墨化过程是由结焦炭层内表面向外表面进行，主要包括其片层外缘的羧基和部分C-O结构的降解剥离，从而形成高度规整的共轭结构。结焦炭层块中C元素是以结晶碳与无定型碳的混合物形式存在。以上研究为解决焦炉上升管内壁结焦及腐蚀问题，提高换热器换热效率，有效回收焦炉荒煤气显热，降低焦化企业能耗提供实验基础和理论依据。     

基于SEM与XPS对焦炉上升管内壁结焦炭层织构的研究

以焦炉上升管内壁结焦炭层为研究对象，采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）研究各结焦炭层的微观形貌、元素组成及键合状态，分析结焦炭层织构形成及演化规律。SEM研究表明，焦炉上升管内壁各结焦炭层形貌呈现较大的差异性，1#结焦炭层呈现0.1～1.0 μm颗粒化炭颗粒松散堆叠的多孔结构， 2#和3#结焦炭层呈现粒径为 1.0～3.0 μm 的炭颗粒堆积形貌且致密性有所提高，4#结焦炭层呈现大量花纹状致密结构。以上现象可说明结焦炭层的形成过程为：首先由荒煤气中多环芳烃形成0.1～1.0 μm的颗粒状初级炭层，颗粒状初级炭层在荒煤气粉尘中金属元素（如Fe）的催化作用下相互反应，形成更为致密的1.0～3.0 μm的中级炭层结构，中级炭层在高温条件下进一步形成致密的终级炭层结构。XPS分析表明，1#-4#结焦炭层含C量分别为91.78%，91.95%，92.74%和94.01%，含O量分别为5.58%，5.42%，4.39%和2.86%，C/O比分别为16.45，16.96，21.12和32.87，说明在炭层结构变化的同时，炭层中含氧基团在高温及粉尘中金属元素（如Fe）作用下发生脱除反应，使得炭层中宏观C/O比逐渐升高。在此基础上，通过对C元素键合状态分峰发现，1#-4#结焦炭层中C-C/C-H结构含量分别为80.42%，78.00%，75.50%和81.29%，C-O/C-N结构含量分别为10.22%，11.93%，13.54%和9.35%，C═O/C═N结构含量分别为9.36%，10.07%，10.96%和9.36%。O元素键合状态分峰发现，1#-4#结焦炭层中═O结构含量分别为20.40%，22.21%，19.93%，18.36%，-O-结构含量分别为24.60%，27.80%，31.35%，37.82%，O₂/H₂O结构含量分别为55.00%，49.99%，48.72%和43.82%。以上现象说明结焦炭层上发生如下化学变化：初级炭层中多孔结构会吸附荒煤气中的氧气（O₂）和水分子（H₂O）在高温条件下对炭层进行氧化。脱除反应和氧化反应使得炭层中O元素在微观键合状态发生明显改变，最终使得炭层中O₂/H₂O和═O结构含量降低，-O-结构含量升高。以上研究揭示了荒煤气上升管结焦炭层织构形成及演化机制，为解决焦炉荒煤气上升管内壁结焦问题，提高换热器效能，降低焦化企业能耗提供了实验基础和理论依据。     

高温超导双晶结混频器噪声系数测量

噪声系数(Noise Figure,NF)是超导混频器的一个重要参数,是衡量超导混频器内部噪声、影响混频器灵敏度的一个重要指标.实验基于小型脉冲管制冷系统,搭建高温超导约瑟夫森双晶结混频器噪声系数自动测量系统,工作温度为60K.Ar离子刻蚀工艺技术制备高温超导YBa2Cu3O7-δ(YBCO)/MgO约瑟夫森双晶结,通过Y-因子噪声测量法,测量YBCO/MgO约瑟夫森双晶结混频器的噪声系数.实验成功制备了特征电压约1mV的YBCO/MgO约瑟夫森双晶结,在650GHz信号辐照下,有明显的夏皮罗(Shapiro)台阶.在210GHz信号辐照下,进行30次谐波混频,约瑟夫森双晶结在不同偏置电压点中频输出信噪比变化范围约为30dB.在77K与300K不同输入噪声功率下,测得双晶结混频器噪声系数最小值为10dB,偏置电压在300μV.     

Inverse-Heusler合金Ti_2NiAl/MgO(100)异质结的结构、磁性以及电子性质

本文通过第一原理计算,研究了Ti_2NiAl/MgO(100)异质结Ti Al-O、TiNi-Mg、TiNi-O和Ti AlMg这4种原子端面的界面结构、原子磁性、态密度和自旋极化.在平衡界面结构中,由于原子间相互作用力的存在,Ti-Mg (Ni-Mg)键的长度远大于Ti-O (Ni-O)键的长度.在所有端面中,原来块体出现的半金属间隙都遭受了界面态的不同程度破坏.在Ti_2Ni Al/MgO(100)异质结中,TiNi-O界面检测到具有最大76%左右自旋极化率,根据Julliere模型预测Ti_2NiAl/MgO(100)异质结在低温下的隧道磁电阻值(TMR)可以达到281%.     

CHARACTERIZATION OF COKE ON MODIFIED H-MORDENITE ZEOLITE BY 13C NMR SPECTRAL EDITING METHOD

通过     

Carbon Modified Silica based Adsorbent for Potential Application

The carbon modified silica adsorbents were prepared by synthesizing and modifying zeolite Y type with activated carbon. This paper reports on effects of activated carbon loadings on the methane and nitrogen adsorption, structure and properties of carbon modified zeolite Y. With the increase in activated carbon loadings, the surface area, pore size and pore volume of the activated carbon loaded zeolite Y adsorbent decreased. The intensity of the diffraction patterns of zeolite Y decreased after the activated carbon was loaded. With increasing activated carbon loadings, the intensity of diffraction peaks decreased. Adsorption capacity of nitrogen (N₂) was smaller than adsorption capacity of methane (CH₄) by using activated carbon modified silica. When activated carbon loadings 30% wt.%, adsorption capacity of methane and nitrogen was 12.9317 wt.% and 12.6115 wt.%, these were caused by difference in molecular weight. The molecular weight of nitrogen is bigger than molecular weight of methane.     

XPS, XAES, and TG/DTA characterization of deposited carbon in methane dehydroaromatization over Ga-Mo/ZSM-5 catalyst

The catalytic dehydroaromatization of methane over 3.0%Mo/HZSM-5 and 0.1%Ga-3%Mo/HZSM-5 catalysts were reported. The nature of deposited carbon was characterized by means of XPS, XAES, TG/DTG, HRTEM, and DTA techniques. In XAES study, the type of deposited carbon was characterized based on the fine structures of dN/dE spectra. The results confirm that the sp²/sp³ bonding ratio of coke species increases with on-stream time, suggesting that the deposition of heavier aromatic-type carbon is the main reason for catalyst deactivation. The addition of gallium to 3.0%Mo/HZSM-5 enhances the adsorption of CO_x species as well as the formation of alkene (such as ethylene). Therefore, the Ga-modified 3%Mo/HZSM-5 catalyst is more active and stable than the unmodified one.     

分光光度法研究改性沸石对Fe2+的吸附性能

采用微波辐射技术结合酸、碱、盐分别对沸石进行活化改性处理,用分光光度法分析改性沸石对Fe2+的吸附性能及影响因素。结果表明:NaOH改性沸石对Fe2+的去除效果优于NaCl、HCl改性沸石,当微波功率为640W,微波时间为5min,NaOH浓度为0.8mol/L时,Fe2+去除率可达98.56%。经过对改性沸石再生,NaOH浸泡过的改性沸石再生性较好。     

STRUCTURE AND MORPHOLOGY OF CARBON NANOTUBES GROWN ON ZEOLITE-SUPPORTED CATALYSTS BY CHEMICAL VAPOR DEPOSITION

The zeolite-supported catalysts were prepared in nickel and cobalt nitrate aqueous solutions by ion exchange method. After reducing these substrates by hydrogen, we grew carbon nanotubes on them by chemical vapor deposition under different conditions. The results reveal that nickel/zeolite, cobalt/zeolite and nickel+cobalt/zeolite have different optimal conditions. When nickel+cobalt/zeolite was used as the catalyst, we can get straight carbon nanotubes. The Raman spectrum of the straight nanotubes shows they have fewer defects. We propose a growth mechanism for the growth of these nanotubes.     

Surface modification of diamond-like carbon films with protein via polydopamine inspired coatings

In this paper, we report a facile two-step approach to immobilize proteins onto DLC surfaces. The first step was a simple immersion of DLC in a solution of dopamine. Polydopamine was deposited on DLC as a stable anchor to present protein molecules. Then the protein ad-layer was deposited on it. The chemical components of the modified DLC surfaces were characterized by Fourier transform infrared spectra and X-ray photoelectron spectroscopy. The biocompatibility of it was evaluated in vitro by the tetrazolium salt method. And it was indicated that the BSA modified surface had good haemocompatibility properties, and was cytocompatible to PC-12 cells.     

Highly sensitive electrochemical detection of dopamine and uric acid on a novel carbon nanotube-modified ionic liquid-nanozeolite paste electrode

A novel biosensor has been constructed by incorporating modified nanosized natural zeolite and 3-hydroxypropanaminium acetate (HPAA) as a novel room temperature ionic liquid, supported on multiwalled carbon nanotube (MWCNTs) and employed for the simultaneous determination of dopamine (DA) and uric acid (UA). A detailed investigation by transmission electron microscopy and electrochemistry is performed in order to elucidate the preparation process and properties of the composites. The voltammetric studies using the modified carbon paste electrode show two well-resolved anodic peaks for DA and UA with a potential difference of 160 mV, revealing the possibility of the simultaneous electrochemical detection of these compounds. The modified carbon paste electrode shows good conductivity, stability, and extraction effect due to the synergic action of HPAA, MWCNTs, and iron ion-doped natrolite zeolite. Under optimized conditions, the peak currents are linear from 8.12?×?10^?7 to 3.01?×?10^?4?mol?L^?1 and from 9.31?×?10^?7 to 3.36?×?10^?4?mol?L^?1 with detection limits of 1.16?×?10^?7 and 1.33?×?10^?7?mol?L^?1 for DA and UA using the differential pulse voltammetric method, respectively. Finally, the modified carbon paste electrode proved to have good sensitivity and stability and is successfully applied for the simultaneous determination of DA and UA in human blood serum and urine samples.     

表面修饰碳纳米管/二氧化钛复合光催化剂制备及催化活性研究

采用溶胶-凝胶法在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰的碳纳米管表面均匀沉积纳米级二氧化钛粒子制得复合光催化剂。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对复合光催化剂进行表征。结果表明,二氧化钛粒子是呈球形、团聚,随机沉积在未修饰碳纳米管任意表面,甚至部分碳纳米管表面是完全裸露的。经PVP修饰后的碳纳米管,二氧化钛纳米粒子均匀沉积在碳纳米管表面,二氧化钛为纯锐钛矿晶体结构,没有金红石和板钛矿相。表面修饰碳纳米管/二氧化钛复合光催化剂在紫外光照射下降解亚甲基蓝,相比纯的二氧化钛和碳纳米管/二氧化钛复合光催化剂,具有非常高的催化活性。     

Structure of extremely nanosized and confined In-O species in ordered porous materials

Perturbed-angular correlation, x-ray absorption, and small-angle x-ray scattering spectroscopies were suitably combined to elucidate the local structure of highly diluted and dispersed InOx species confined in the porous of the ZSM5 zeolite. This novel approach allow us to determined the structure of extremely nanosized In-O species exchanged inside the 10-atom-ring channel of the zeolite, and to quantify the amount of In2O3 crystallites deposited onto the external zeolite surface.