纳米银粒子负载的多孔氧化锆材料的研究

采用液相浸渍移植及后续热处理工艺,把贵金属Ag成功地负载到多孔ZrO2材料中。产物用XRD,HRTEM,EDS,FT-IR,XPS及UV-vis等多种手段进行表征。结果表明,热处理对Ag粒子在多孔材料中的分散性具有重要的影响。在合适温度下,银的团簇粒子可以均匀地分散在多孔材料的孔道中,并产生明显的光吸收增强等主客体效应;随着温度的升高,银粒子倾向于向孔的外表面扩散。     

气相中原子分子成簇动力学 I. 动力学的基本模型

提出了气相原子，分子碰撞形成团簇的动力学一般模型，认为具有特定组分份单元的粒子经碰撞后可任意组合成团簇，各缔合速率常数随团簇的尺寸和结构特征而变化，团簇的热解离速率主要取决于断键数，因此裂解出小碎片的几率较大，将上述模型用动力学方程表示，可计算在不同时刻的团簇尺寸分布，最后分析了激光烧蚀，电弧放电等几种形成团簇的方法的具体条件。     

气相中原子分子成簇动力学Ⅰ.动力学的基本模型

提出了气相原子、分子碰撞形成团簇的动力学一般模型，认为具有特定组份单元的粒子经碰撞后可任意组合成团簇．各缔合速率常数随团簇的尺寸和结构特征而变化．团簇的热解离速率主要取决于断键数．因此裂解出小碎片的几率较大．将上述模型用动力学方程表示，可计算在不同时刻的团簇尺寸分布．最后分析了激光烧蚀、电弧放电等几种形成团簇方法的具体条件．     

X射线吸收谱研究碳纳米管内Rh-Mn纳米粒子结构的变化

利用X射线吸收谱技术研究了负载于多壁碳纳米管内的Rh-Mn纳米粒子在不同气氛和温度下的结构. 结果表明,Rh-Mn粒子在空气中是由氧化铑团簇和混合锰氧化物组成. 经过氢气在300 ℃下还原后,混合锰氧化物种转化成MnO. 而氧化铑团簇在He气氛下当温度达到250 ℃时就会发生分解而形成金属铑团簇. 对形成的铑团簇用H₂或CO进行热处理,发现其分散性随温度升高而提高; 同时,X射线吸收谱实验没有观察到Mn和Rh之间存在显著的相互作用,助剂Mn的主要作用是提高了Rh的分散性.     

从头算分子动力学模拟Pd团簇负载UiO-66材料结构及稳定性

采用从头算分子动力学模拟与密度泛函理论相结合的方法,计算模拟了不同尺寸的Pdn(n=1~32)金属团簇在UiO-66孔道中的稳定构型,并对金属团簇与材料骨架之间的作用方式、结合能及骨架形变能等进行了讨论.采用Bader电荷分析方法对该体系的电荷转移情况进行了计算分析.结果表明,Pdn团簇稳定负载于UiO-66材料的四面体笼中,且均呈堆积型构型.当Pd原子个数为28时体系的热力学稳定性最好,这与金属团簇和有机配体的成键方式相关,是金属团簇内部结合能和骨架形变能综合作用的结果.     

样品价态对激光气化产生Cu/Cl团簇的组成和稳定性的影响

研究团控的形成条件、形成机理是目前团簇科学中的一个热点领域［‘］．产生气相团簇的方法主要有Knudsen高温炉扩散法、粒子溅射法、激光气化／分子束法、直接激光气化法·因为不需要另加缓冲气体，直接激光气化法【刀具有对体系真空要求较低，装置简单，容易和飞行时间质谱结     

Patchy粒子聚集的统计力学研究

应用统计力学原理对A_aB_b型Patchy粒子的聚集过程进行研究, 考察了典型平均物理量在聚集过程中的变化情况. 首先基于配分函数导出体系的平衡自由能及描述Patchy粒子之间联接作用的质量作用定律, 进而获得团簇的数量分布函数. 进一步给出Patchy团簇的数均和重均聚合度以及物理凝胶化条件, 探讨了凝胶化区域与Patchy粒子数之间的依赖关系. 同时给出Patchy团簇生长的微分动力学方程, 并进行了相应的Monte Carlo模拟. 本文旨在揭示Patchy粒子的内在和外在因素对体系聚集态结构的影响, 为实现对Patchy粒子体系的有效调控提供理论依据.     

气相中原子分子成簇动力学Ⅱ.碳簇形成动力学

在前文所提出的成簇动力学模型的基础上，对碳的成簇过程进行了模拟，结果表明碳簇的形成是一个任意加成的过程．随团簇尺寸增加，加成反应速度减慢．原子数目约为20－48的中等碳簇具有异常大的反应速率常数，显示了它们具有最多的碳簇边缘原子；可能为尚未封口的碗型结构．团簇形成过程中，还发生解离反应，其中小团簇的解离过程更为重要．在综合考虑各种因素之后，成功地模拟出了与实验结果一致的团簇分布．对不同反应常数的分析则揭示出团簇几何构型方面的特点．     

用密度泛函理论研究ZrnB(n=1-13)团簇的结构及性质

利用密度泛函理论, 得到了ZrnB(n=1-13)团簇的基态结构, 计算并讨论了团簇能量的二阶差分和离解能. 结果表明, n=2, 5, 12时, 相应团簇较稳定, 特别是Zr5B团簇的稳定性最高. 同时分析了ZrnB团簇的电子性质及磁性, 结果显示能隙随n值的增大出现奇偶振荡趋势, 特别是Zr12B团簇的能隙只有0.015 eV, 表明该团簇已具有金属性. 电荷转移随n值增大, 整体呈增大趋势, 除了二聚体ZrB, 电荷由B原子转移到Zr原子. 利用Mulliken布居分析得到二聚体ZrB(5.000 μB)和团簇Zr4B(3.000 μB)的磁矩较大, ZrnB团簇中总磁矩主要来自Zr原子的4d轨道.     

碱金属团簇结构和稳定性的Hckel-Hubbard方法研究

用Ｈüｃｋｅｌ－Ｈｕｂｂａｒｄ理论及作者所建议的参数化方法，对碱金属团簇Ａｎ、Ａ＋ｎ、Ａ－ｎ（Ａ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ；ｎ≤５）的结构和碎化进行计算和分析．结果表明：ｎ≤５时团簇呈平面结构，几率大的碎化对应着中性单原子或中性二聚物的生成，团簇的稳定性随ｎ的变化呈现出奇偶性，中性簇与离子簇的奇偶性相反，这些定性结果与实验及其它更精确算法的结果基本一致．     

Iron oxide nanoparticles within the pore system of mesoporous SBA-15 in different acidity: the synthesis and characterization

Direct hydrothermal method is employed for incorporating iron into the pore structure of SBA-15. The resultant materials were analyzed by X-ray diffraction (XRD) patterns, N₂ sorption isotherm and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The characterizations of XRD patterns and XPS revealed that iron nanoparticles were present as highly dispersed nanoclusters in the well-ordered mesoporous channels of SBA-15. The characterizations of t-plot reveal only microporous channels of SBA-15 are confirmed to be filled with iron nanoparticles, leaving the mesopores unaffected. The supported material still maintained its ordered mesoporous structure similar to SBA-15 and possessed high surface area, large pore volume and uniform pore size.     

Higher valency ion substitution into the manganese oxide framework

A new route for higher valency ion substitution into the manganese oxide (OMS-2) framework is reported. Isomorphously substituted vanadium and niobium OMS-2 were hydrothermally synthesized at 200 degrees C for a period of 2 days. Characterization by XRD, elemental analysis, Raman spectroscopy, and resistivity studies proved that vanadium was incorporated into the manganese oxide structure. The presence of vanadium in the framework changes the electrical properties, making the material very attractive for water sensing applications.     

具有强酸性位的高水热稳定介孔分子筛的合成

在强酸性介质中,以预先制备的β沸石纳米簇作为前驱体,通过S＋X－I＋路线及氨水热后处理步骤合成具有强酸性位的高水热稳定性介孔分子筛.XRD、氮气吸附、HRTEM和SEM分析表明所得样品具有普通MCM-41的典型介孔结构和表观形貌.较短的组装周期和室温的组装条件减弱了脱铝效应,27Al MAS NMR表明铝元素主要以四配位状态存在于介孔分子筛骨架中.采用NH3-TPD和水热老化方法分别考察了其固体酸性和水热稳定性,结果表明此介孔分子筛相对于普通MCM-41分子筛具有较强酸性位和较高的水热稳定性.沸石纳米簇的引入提高了分子筛骨架的聚合度和孔壁的厚度,是水热稳定性提高的主要原因.     

化学法制备的四方相纳米Y~2O~3-ZrO~2的X射线与Raman光谱分析

用化学方法制备出Y~2O~3掺杂的四方相纳米ZrO~2。对制得产物进行X射线衍射分析与Raman光谱分析表明,该四方相纳米ZrO~2是一种亚稳相。随晶粒长大,纳米尺寸效应减小,四方相ZrO~2结构会遭到部分破坏,形成少量共存单斜相。Raman光谱研究还揭示,经600℃烧结的四方相纳米ZrO~2中的Zr-O(Ⅱ)键随样品的致密化而增强。     

铜锆复合氧化物的结构对其催化选 择还原－氧化氮性 能的影响

用浸渍法和共沉淀法分别制得CuO---ZrO~2复合氧化具物有不同的选择还原NO~x的催化性能,采用XRD,BET,EXAFS和H~2---TPR等手段对样品进行了表征,发现浸渍法制备的样品具有的比表面较大,氧化锆被稳定在四方相。EXAFS实验表明,浸渍法制得样品的铜离子填入氧化锆表面空穴中,并以Cu^2+形式存在;500℃焙条件下用共沉淀法引入的铜离子可部分取代锆离子,在氧化锆体相高度分散形成均匀的无定形固溶体,铜离子在氧化锆体相的高度分散是形成表面弧立铜物种的关键。溶入氧化锆体相的铜离子在取代部位由于局部负电荷而使氧化性降低,是共沉淀法制备样品具有较高催化活性的主要原因。     

Al促进SO~4^2^-/M~xO~y(M=Zr,Ti, Fe)固体强酸的研究

合成与表征了三个系列的Al促进固体强酸样品,并研究了对甲苯的苯甲酰化反应性能。实验表明,向SO~4^2^-/ZrO~2,SO~4^2^-/TiO~2和SO~4^2^-/Fe~2O~3中引入适量的Al~2O~3,有助于稳定样品表面的含硫物种,增加样品表面的有效酸位,提高样品的强酸性和对甲苯的苯甲酰化的反应活性。NH~3吸附微量热结果表明,Al促进样品的强酸性和催化活性的显著提高是由于样品表面的酸位强度分布发生了变化,有利于正丁烷异构化反应和苯甲酰化反应的中强酸位和强酸位的酸量显著增加。     

非对称性微孔复合陶瓷膜制备技术研究

采用压制-烧结法制备多孔氧化铝陶瓷片,并采用溶胶-凝胶法在多孔氧化铝陶瓷载体上依次沉积孔径逐渐减小的氧化铝陶瓷膜、氧化锆陶瓷膜和氧化钛陶瓷膜,从而得到具有非对称性结构的多孔复合陶瓷膜。采用压制-烧结法,将粉末造粒、压制、干燥,然后烧结,可分别得到平均孔径大约为2μm,6μm,10μm的多孔陶瓷片,该多孔陶瓷片的开口孔隙率大于40%,断裂强度大于50N。以此陶瓷片作载体,经溶胶-凝胶法多次涂敷不同的溶胶,可分别得到孔径大约为200nm,400nm和600nm,厚度大约为40μm的多孔复合陶瓷膜。此多孔复合膜可作为气体及液体的过滤材料,也可以作为钯合金膜的支撑体。     

掺Ag对氧化锰八面体分子筛催化CO氧化性能的影响

采用回流法在酸性介质中合成了掺杂贵金属Ag的氧化锰八面体分子筛(OMS-2).利用X射线衍射、低温N2吸附、透射电子显微镜及程序升温脱附(TPD)等技术对固体材料的结构进行了表征,考察了材料对CO氧化反应的催化性能,以及Ag的掺杂对该反应的影响.结果表明,合成的OMS-2材料属于cryptomelane一维隧道结构,适量Ag的掺杂使分子筛的有序性得到改善,孔径更均一.Ag的加入还能明显提高催化剂的反应活性.O2-TPD和CO-TPD实验表明,Ag的引入使材料对CO的吸附性能及晶格氧的扩散能力得到显著增强,这是提高催化剂对CO氧化催化能力的主要原因.     

Activation and Spillover of Hydrogen on Sub‐1 nm Palladium Nanoclusters Confined within Sodalite Zeolite for the Semi‐Hydrogenation of Alkynes

The search for efficient nontoxic catalysts able to perform industrial hydrogenations is a topic of interest, with relevance to many catalytic processes. Herein, we describe a mechanistic phenomenon for the activation and spillover of hydrogen for remarkable selectivity in the semi‐hydrogenation of acetylene over sub‐1 nm Pd nanoclusters confined within sodalite (SOD) zeolite (Pd@SOD). Specifically, hydrogen is dissociated on the Pd nanoclusters to form hydrogen species (i.e., hydrogen atoms and hydroxyl groups) that spill over the SOD surfaces. The design and utilization of the small‐pore zeolite SOD (six‐membered rings with 0.28×0.28 nm channels) is crucial as it only allows H₂ diffusion into the channels to reach the encapsulated Pd nanoclusters and thus avoids over‐hydrogenation to form ethane. Pd@SOD exhibits an ethylene selectivity of over 94.5 %, while that of conventional Pd/SOD is approximately 21.5 %.     

Shape-controlled synthesis of manganese oxide octahedral molecular sieve three-dimensional nanostructures

Cryptomelane-type manganese oxide octahedral molecular (OMS) sieve three-dimensional (3D) nanostructures were synthesized via facile temple-free low-temperature hydrothermal reactions. Morphologies of the cryptomelane-type OMS-2 nanoparticles with tunnel dimension of 4.6 x 4.6 A can be tuned by varying reaction temperatures. At low temperature (120 degrees C), OMS-2 dendritic nanoclusters composed of uniform single-crystal nanotetragonal prisms with square cross-sections were formed. At high temperature (180 degrees C), the morphologies of OMS-2 became spherical dandelion-like microspheres composed of uniform single-crystal OMS-2 nanoneedles. Slow oxidation of Mn(2+) by Cr(2)O(7)(-) under hydrothermal conditions is critical for the formation of the hierarchically ordered OMS-2 3D nanostructures.