Pd-Sn双金属催化剂催化1, 3-丁二烯加氢反应的仲氢诱导极化研究

本文首先利用等体积共浸渍法合成了一系列Pd/Sn比（原子比）不同的Pd₁-Sn_x/Al₂O₃双金属催化剂,然后通过多相催化仲氢诱导极化（PHIP）技术研究了Pd-Sn/Al₂O₃双金属催化剂上1, 3-丁二烯选择性加氢反应.结果发现催化剂的Pd/Sn比会影响1, 3-丁二烯反应活性和丁烯选择性：随着Pd/Sn比的下降,反应中1, 3-丁二烯转化率降低,丁烯选择性提高.利用PASADENA（parahydrogen and synthesis allow for dramatically enhanced nuclear alignment）技术,发现Pd/Sn比的变化影响了1-丁烯与2-丁烯之间的异构化过程：随着Pd/Sn比的下降,1-丁烯异构化率降低,这是由于Sn组分含量的提高减少了表面暴露的Pd组分,使得催化剂反应活性降低;Sn组分含量的提高同时导致了Pd电子密度的上升,使得选择性还原产物丁烯更易脱附,阻止其进一步加氢生成丁烷,并抑制了1-丁烯异构化反应过程.     

TiO2及金属(Cu、Ni)掺杂催化材料水解制氢反应机理的理论研究

本文研究TiO₂以及金属(Cu、Ni)掺杂TiO₂催化剂水解制氢的两种不同析氢反应机理,计算了不同反应过程催化反应活化能,同时考察了系列催化剂电子激发态的催化活性.结果表明:催化剂电子激发态的催化活性增强,说明光照有助于降低反应的活化能,提高催化剂的活性.金属(Cu、Ni)掺杂TiO₂有助于降低水解制氢反应的活化能,且Cu的掺杂催化效果更明显,这与实验报道的结果一致.     

Ba10(PO4)4(SiO4)2∶Eu2+荧光体的光谱特性

采用高温固相法合成了荧光体Ba₁₀（PO₄）₄（SiO₄）₂：Ce³⁺和Ba₁₀（PO₄）₄（SiO₄）₂：Eu²⁺,研究了两种荧光体的光谱特性。结果表明,两者都呈现较强的宽带激发特征。根据同种基质中Eu²⁺和Ce³⁺两种离子光谱特征的相关性,通过测得的Ba₁₀（PO₄）₂（SiO₄）₂基质中Ce³⁺的光谱数据估算了Ba₁₀（PO₄）₂（SiO₄）₂：Eu²⁺中Eu²⁺的斯托克斯位移（ΔS）和激发能量,估算结果与Ba₁₀（PO₄）₂（SiO₄）₂：Eu²⁺样品的光谱分析结果十分吻合。Ba₁₀（PO₄）₂（SiO₄）₂：Eu²⁺可以同时被紫光和蓝光激发,发出偏白的绿光,可用作白光LED的荧光粉。     

含铜铁电电容器SrRuO3/Pb(Zr0.4Ti0.6)O3/SrRuO3/Ni-Al/Cu/Ni-Al/SiO2/Si异质结的研究

应用磁控溅射法以Ni-Al同时作为Cu与SiO₂/Si,Cu与SRO薄膜之间的阻挡层材料,将Cu与SiO₂/Si衬底和氧化物薄膜电极隔离,避免它们在高温氧气氛中发生化学反应和互扩散,实现了Cu薄膜与氧化物铁电电容器的集成.采用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)研究了不同温度下快速退火的SrRuO₃(SRO)/Ni-Al/Cu/Ni-Al/SiO₂/Si含Cu异质结的微结构和表面形貌,结果发现SRO/Ni-Al/Cu/Ni-Al/SiO₂/Si含Cu多层异质结薄膜在高达750 ℃仍然具有较强的Cu衍射峰和比较平整的表面,显示出了很好的高温热稳定性.研究了"室温长高温退"和"低温长高温退"两种工艺手段,发现在制备含Cu多层氧化物薄膜异质结时,低温长高温后退火的方式要优于常规的室温长高温后退火方式,通过低温长高温退工艺可以缓解应力、削弱界面粗化和避免高温生长对阻挡层和Cu薄膜结构的破坏.最后结合sol-gel法将Pb(Zr_0.4Ti_0.6)O₃(PZT)生长在该含Cu异质结上,制备得SRO/PZT/SRO/Ni-Al/Cu/Ni-Al/SiO₂/Si含Cu铁电电容器,研究了电容器的薄膜结构、铁电性能和漏电特性等,发现制备的含Cu铁电电容器具有很好的铁电性能,如电滞回线趋势饱和,剩余极化强度高达~42 μC/cm²,矫顽电压为~1.0 V,介电常数~1600,漏电流~1.83×10^-4 A/cm²,以及良好的抗疲劳特性和保持特性等,表明导电性优良的Cu薄膜可以应用于高密度高性能铁电电容器.对其漏电机理研究表明,SRO/PZT/SRO含Cu铁电电容器满足空间电荷限制传导机理. 关键词： Cu PZT 铁电电容器 Ni-Al     

SiO2-GeO2薄膜电场极化后倍频效率与极化电压的超平方关系

采用溶胶-凝胶方法制备了SiO₂-GeO₂薄膜.通过对薄膜样品平板电极极化和电晕极化后二次谐波产生信号的研究,发现样品中有效偶极子数目随平板电极极化电压的增加而逐渐增大.提出了有效偶极子释放模型,解释了样品倍频效率与极化电压之间的超平方关系. 关键词：     

SiO2纳米线簇、C-Si-O纳米球的制备及形貌、红外光谱和光致发光光谱研究

以二茂铁和硅油作为催化剂和原料,利用高温裂解硅油为C,Si,O源,在常压N₂和H₂混合气氛的化学气相沉积管式炉中制备了大量直径为5—40 nm、长数百纳米的非晶SiO₂纳米线簇及粒径为100—300 nm的C-Si-O实心纳米球. 利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜对产物形貌进行表征.Fourier红外吸收谱显示出非晶SiO₂所具有的474,802和1100 cm^-1三个特征峰;SiO₂纳米线簇的光致发光光谱具有较强440 nm蓝光发光峰;而C-Si-O（原子数之比为1.13∶1∶2.35）纳米球具有奇特的红绿蓝（625,540,466 nm）三色光致发光谱. 关键词： 2纳米线簇')" href="#">SiO₂纳米线簇 C-Si-O纳米球 高温裂解 Fourier红外谱     

CuCl2/γ-Al2O3催化剂的EPR研究

通过测定Cu含量不同的新鲜CuCl₂/γ-Al₂O₃催化剂的EPR谱,以及对EPR谱的线型及强度的计算机处理和理论拟合等,研究了催化剂中CuCl₂在载体表面的分散方式,和Cu含量对Cu²⁺配位形式的影响.EPR结果表明,催化剂表面的Cu²⁺至少有两种不同配位状态.新鲜催化剂中所存在的两种不同谱线的比例决定了EPR谱的线型和强度,而两种谱线的比例又取决于催化剂中的Cu含量.在低Cu催化剂中Cu²⁺相互离散,倾向于形成富氧配位,具有较高的EPR强度,只有在Cu含量较高时,Cu²⁺才能形成富氯配位.鉴于低Cu催化剂不能与乙烯反应,而高Cu催化剂则可以使乙烯转化为二氯乙烷的事实,认为富氧配位的Cu²⁺可能具有与乙烯反应的活性.     

Cu吸附(SiO3)n(n=1—8)团簇几何结构和电子性质的密度泛函研究

运用密度泛函理论下的广义梯度近似和交换关联函数对Cu吸附(SiO₂)n(n=1—8)团簇的几何结构、电荷分布、稳定性和电子性质进行了较详细的研究,结果表明: Cu原子易于和带有悬挂键的Si原子作用并形成"铜岛膜"; Cu吸附(SiO₂)_n团簇后Si原子失去电子能力减弱,O原子得到电子能力增强;Cu(SiO₂)n(n 关键词： 密度泛函理论 2)_n (n=1—8)团簇')" href="#">Cu(SiO₂)_n (n=1—8)团簇 近红外吸收     

不同制备工艺钒系SCR催化剂理化及催化性能研究

本文研究了制备工艺对 TiO2-WO3-V2O5- 载体型催化剂理化特性及其在 NH3-SCR 反应中催化性能的影响.通过 XRD、TG/DTA 等分析方法考察了煅烧温度等对催化剂中各组分晶体结构的影响,确定了制备负载型催化剂的最佳煅烧温度为 500℃.不同制备工艺催化剂理化性能的对比表明,多步浸渍法不仅提高了锐钛矿型 TiO2 向金红石型 TiO2 的转变温度,而且使更多的钒氧化物处于较低的价态,有利于提高还原反应的催化性能;催化活性评价试验也表明使用多步浸渍法制备的 SCR 催化剂具有较高的催化活性和更宽的高活性反应温度窗口.最后考察了反应空速对多步浸渍法所制备催化剂 NOx 转化效率的影响,结果表明:随空速的增加,NOx 转化效率逐渐降低.     

MPb10（M=Ti，V，Cr，Cu，Pd）几何结构和磁性的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论（density functional theory,DFT）中的广义梯度近似（generalized gradient approximation,GGA）对MPb₁₀（M=Ti,V,Cr,Cu,Pd）四种同分异构体的几何结构和磁性进行了计算研究.发现在四种同分异构体中,D_4d结构的MPb₁₀（M=Ti,V,Cr,Cu,Pd）具有最大的结合 关键词： 几何结构 磁性 密度泛函     

Influence of embedded particles on microstructure, corrosion resistance and thermal conductivity of CuO/SiO2 and NiO/SiO2 nanocomposite coatings

Homogeneous CuO/SiO₂ and NiO/SiO₂ nanocomposite coatings containing CuO and NiO nanoparticles in silica matrix were successfully synthesized by sol–gel process on an aluminum alloy substrate, respectively. The evolution of phase and morphology of both nanocomposites was characterized by XRD, SEM, TEM and FTIR. The effect of incorporating various nanoparticles on the corrosion behavior and the thermal conductivity of nanocomposite coatings was investigated by potentiodynamic polarization curve and comparative exponential method. The thermal conductivity as well as the corrosion resistance of nanocomposite coatings was significantly improved by the introduction of metal oxide particles. In comparison with NiO/SiO₂ nanocomposite coatings, CuO/SiO₂ composite coatings displayed lower protective behavior as well as higher thermal conductivity. Experimental results revealed that those improvements can directly be related to the nanocomposite effect and the nature of added nanoparticles.     

Towards the preparation of realistic model Ziegler-Natta catalysts: XPS study of the MgCl2/TiCl4 interaction with flat SiO2/Si(1 0 0)

Despite of the wide use of supported Ti based Ziegler-Natta catalysts in the olefin polymerization industry, questions concerning the role of each one of the catalyst components in the polymerization process, have not found a satisfactory answer yet. This is mainly because of the high sensitivity of these systems to oxygen and atmospheric moisture that makes their study in an atomic level rather complicated. Realistic surface science models of the pre-activated SiO₂ supported MgCl₂/TiCl₄ and TiCl₄ Ziegler-Natta catalysts were prepared by spin coating on flat conductive SiO₂/Si(1 0 0) supports under inert atmosphere. This preparation technique resembles the wet chemical impregnation which is the industrial method of the catalyst preparation. XPS analysis showed that the catalyst precursor anchors on the silica surface through bonding of the Ti atoms with surface silanes or siloxanes, while Mg is attached to the Ti through chlorine bridges. Thermal treatment of the catalysts at 723 K leads to total Cl desorption when MgCl₂ is not present while a significant amount of the Ti atoms is reduced to the Ti³⁺ state.     

A rational design of bimetallic PdAu nanoflowers as efficient catalysts for methanol oxidation reaction

Methanol fuel cells have been intensively developed as clean and high-efficiency energy conversion system due to their high efficiency and low emission of pollutants. Here, we developed a simple aqueous synthetic method to prepare bimetallic Pd Au nanoflowers catalysts for methanol oxidation reaction(MOR) in alkaline environment. Their composition can be directly tuned by changing the ratio between Pd and Au precursors. Compared with commercial Pd/C catalyst, all of the Pd Au nanoflowers catalysts show the enhanced catalytic activity and durability. In particular, the Pd Au nanoflowers specific activity reached 0.72 m A/cm2, which is 14 times that of commercial Pd/C catalyst. The superior MOR activity could be attributed to the unique porous structure and the shift of the d-band center of Pd.     

The surface structure of catalysts activated with hydrogen donors as elucidated by multinuclear solid-state NMR

¹H, ²⁷Al and ³¹P MAS, and ¹³C and ²⁹Si CP/MAS NMR spectroscopies, were used to characterize catalysts of Pd supported on various solids including SiO₂, AlPO₄ and Mg₃(PO₄)₂ that were activated with the chiral hydrogen-donor limonene. The above-mentioned techniques were used to check for the formation of an organopalladium complex between Pd²⁺ atoms and the olefin bonds in the limonene molecule on the catalyst surface. The results are compared with those obtained for catalysts activated in a hydrogen stream.     

用于指导仲氢诱导核极化状态保存的己烯分子中五自旋的单重态制备和寿命研究

仲氢诱导核极化（PHIP）技术能极大地增强核磁共振（NMR）信号的灵敏度,已被应用于磁共振成像、原位化学反应监测等领域．除了不断提高不同分子极化后的灵敏度外,延长和保存高极化度状态对PHIP技术的应用也至关重要,其中将极化后的状态制备成核自旋单重态是目前被研究较多的一种方法．本文以能被PHIP技术极化的己烯分子为研究对象,通过设计优化控制脉冲,对分子中的一个五自旋体系进行操控,制备了多种核自旋单重态,结果表明：己烯分子的碳-碳双键上存在三种不同的核自旋单重态,它们的寿命均长于仲氢极化后产生的初始态的寿命,可以作为延缓极化度衰减的一种中间态;通过对比单重态的寿命与相应自旋的纵向弛豫时间发现,将极化后己烯的状态转化为纵向磁化可能也是一种保存极化度的有效方法．     

二氧化硅对稀土掺杂二氧化钛薄膜形貌与发光性能的影响

为提高稀土掺杂TiO₂薄膜的上转换效率,采用溶胶-凝胶法和旋涂镀膜工艺制备了Yb³⁺-Er³⁺共掺杂SiO₂/TiO₂上转换光致发光薄膜,研究了SiO₂对TiO₂薄膜形貌以及发光性能的影响。利用FE-SEM观察了薄膜的表面形貌,利用分光光度计测试了薄膜在近红外光区域的透射率的变化,并用荧光光谱仪测试了薄膜的上转换发光光谱。结果表明：SiO₂的掺杂导致TiO₂颗粒尺寸显著减小,TiO₂薄膜在近红外的透射率也有所下降。在980 nm红外光激发下,SiO₂/TiO₂薄膜在630~670 nm处获得了明显的上转换红光发射,在516~537 nm和537~570 nm处获得了较弱的上转换绿光发射。由上转换发光强度与激光泵浦功率的关系推知,绿色和红色上转换发光均为双光子吸收发射过程。     

SiO2固态电解质中的质子特性对氧化物双电层薄膜晶体管性能的影响

本文采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)在室温条件下制备了具有双电层效应的二氧化硅(SiO₂) 固体电解质薄膜, 并以此SiO₂薄膜作为栅介质制备了氧化铟锌(IZO)双电层薄膜晶体管. 本文系统地研究了SiO₂固体电解质中的质子特性对双电层薄膜晶体管性能的影响, 研究结果表明, 经过纯水浸泡的SiO₂固体电解质薄膜可以诱导出较多的可迁移质子, 因此表现出较大的双电层电容. 由于SiO₂固体电解质薄膜具有质子迁移特性, 晶体管的转移特性曲线呈现出逆时针方向的洄滞现象, 并且这一洄滞效应随着栅极电压扫描速率的增加而增大. 进一步对薄膜晶体管的偏压稳定性进行测试, 发现晶体管的阈值电压的变化遵循了拉升指数函数(stretched exponential function)关系.     

Perpendicular magnetic anisotropy of Pd/Co2MnSi/NiFe2O4/Pd multilayers on F-mica substrates

Pd/Co₂MnSi(CMS)/NiFe₂O₄(NFO)/Pd multilayers were fabricated on F-mica substrate by magnetron sputtering.The best PMA performance of the multilayer structure Pd(3 nm)/CMS(5 nm)/NFO(0.8 nm)/Pd(3 nm)was obtained by adjusting the thickness of the CMS and NFO layers.F-mica substrate has a flatter surface than glass and Si/SiO₂ substrate.The magnetic anisotropy energy density(K_eff)of the sample deposited on F-mica substrates is 0.6711 Merg/cm³(1 erg=10^-7 J),which is about 30%higher than that of the multilayer films deposited on glass(0.475 Merg/cm³)and Si/SiO₂(0.511 Merg/cm³)substrates,and the R_Hall and H_C are also significantly increased.In this study,the NFO layer prepared by sputtering in the high purity Ar environment was exposed to the high purity O₂ atmosphere for 5 min,which can effectively eliminate the oxygen loss and oxygen vacancy in NFO,ensuring enough Co-O orbital hybridization at the interface of CMS/NFO,and thus effectively improve the sample PMA.     

溶液法制备PVP为界面修饰层的红荧烯结晶性薄膜

为了获得低成本、高结晶度的红荧烯薄膜,采用溶液加工的方法和聚合物界面修饰层研究了红荧烯薄膜的性质。首先,通过旋涂方法在Si/SiO₂衬底上先沉积一层聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为界面修饰层,利用偏光显微镜（POM）、原子力显微镜（AFM）研究了PVP层表面形貌及粗糙度。接着在PVP上滴涂红荧烯溶液后固化烘干,制备红荧烯晶体薄膜,研究了不同PVP浓度和不同成膜温度下界面修饰层对红荧烯表面形貌的影响。然后,利用X射线衍射（XRD）表征对比研究了薄膜的微观结构。最后,分析了红荧烯晶体薄膜的生长机制。实验结果表明：80~140℃及低浓度的PVP条件下能得到结晶度高、连续的红荧烯球晶,并且温度升高时,球晶尺寸变大。PVP作为界面修饰层有利于改善红荧烯的成膜性,制备高结晶度的晶体薄膜。