大孔及中空二氧化钛结构材料研究进展

大孔及中空二氧化钛材料,由于具有独特的性能如高比表面积、高阻尼容量、低热导率和低介电常数等,使其在很多领域如轻质结构材料、催化剂载体、隔热隔音材料以及光电材料等方面有着潜在的应用,成为一个很有吸引力的研究领域.本文结合自己的研究工作和已报道的最新研究成果,对具有特殊微观结构(大孔、中空)二氧化钛材料的制备研究进行了综述,着重介绍了模板法在制备反蛋白石结构二氧化钛晶体、以及大孔和介孔二氧化钛材料方面的应用;同时结合相关报道,对二氧化钛中空微胶囊和纳米管的制备也进行了介绍.     

Fe3O4@nSiO2@mSiO2磁性介孔微球快速测定溶液中多环芳烃和牛血清蛋白的结合常数

本研究发展了一种采用磁性介孔微球Fe3O4@nSiO2@mSiO2测定溶液中多环芳烃(PAHs)和牛血清蛋白(BSA)结合常数(KBSA)的方法.在合成Fe3O4@nSiO2@mSiO2微球时,将少量的十六烷基三甲基铵阳离子(CTAM+)模板保留在介孔内作为萃取水体中自由溶解态PAHs的吸附剂,而与溶液中的BSA及其结合的PAHs则由于体积排阻作用不被萃取.微球外层很薄的介孔层(≈50 nm)显著缩短了水体中PAHs向介孔内CTAM+迁移的路径,而微球较大的表面积(186m2/g)和孔体积(0.16 cm3/g)增大了微球在水体中与PAHs的接触面积,使其能够快速富集水体中的自由溶解态PAHs,萃取平衡时间(t90%)仅为66 min.实验测定了不同BSA浓度条件下PAHs自由溶解态分数,并据此计算得到PAHs与BSA的结合常数lgKBSA=3.94～5.00,与微耗损固相微萃取方法测得的结果基本一致,而平衡时间仅为后者的1/200,显著地提高了工作效率.     

多孔PVA水凝胶的组成、形貌及泊松比等力学性能研究

制备了不同含量的纯聚乙烯醇(PVA)水凝胶和不同表面活性剂含量的多孔PVA水凝胶,采用数字散斑测量其泊松比,并使用电镜和显微镜观察其微观结构,探讨了纯PVA水凝胶与多孔PVA水凝胶组成、微观结构、泊松比、压缩模量和体积模量的变化及相互关系.研究发现,采用表面活性剂成孔,反复冷冻成型制备的闭孔结构水凝胶,其泊松比随应力应变增加而减小;随PVA含量增加而泊松比值减小;随表面活性剂含量增加,孔径变大,泊松比值减小.PVA水凝胶泊松比值与压缩模量和体积模量的比值成正比.     

壳聚糖基多孔碳材料的制备及其超级电容性能

以胶态SiO₂纳米粒子为模板,壳聚糖为碳源,ZnCl₂为活化剂,制备了具有不同比表面积和孔体积的氮掺杂介孔碳。采用多种表征手段对碳材料的微观形貌、比表面积和孔道结构进行了表征,探究了壳聚糖与SiO₂纳米粒子的比例以及ZnCl₂活化剂对碳材料孔体积和比表面积的影响。结果表明,在未使用活化剂时碳材料(CSi-1.75)的孔体积高达4.53 cm³·g^-1,但其比表面积最小(729 m²·g^-1);使用ZnCl₂作为活化剂制备的碳材料(CSi-1.75-Zn)比表面积为1 032 m²·g^-1,但其孔体积下降到1.99 cm³·g^-1,且具有最多的吡啶氮和吡咯氮。在以6.0 mol·L^-1KOH为电解液的三电极体系中,当电流密度为0.5 A·g^-1时,CSi-1.75...     

引发剂"笼蔽效应"的微观动力学解释

研究初级自由基扩散导致的引发剂“笼蔽效应”,考虑到其为非稳态过程,并根据自由体积理论,对“笼蔽效应”给出了微观动力学解释,讨论了引发剂、单体对引发效率的影响,并给出对经典动力学处理相应的适用范围。     

由聚合物结构预测气体的透过性能

本文利用基团加和法,对20多种常见聚合物的自由体积和内聚能进行了计算。发现氧气和氮气在聚合物膜中的透过率与自由体积和内聚能的比值有直接关系。此比值越大,气体的透过率越大,透过率的对数与自由体积和内聚能的比值基本呈线性关系。据此,对未知聚合物可根据其化学结构,从已有的基团数据计算该比值,从而预测它对氧气和氮气的透过性能。     

正电子湮没谱研究聚烯烃聚氨酯的自由体积、微观结构和溶剂的扩散行为

用正电子湮没技术(PAS)结合示差扫描量热法(DSC)研究了聚烯烃聚氨酯的自由体积特征和微相分离结构的关系.结果表明,硬段含量增加,自由体积孔洞平均半径和自由体积分数减小;丁腈聚氨酯相分离程度小,相应自由体积孔洞平均半径和自由体积分数小,而丁羟聚氨酯的情况正好相反.石英弹簧法对苯和乙醇蒸气的溶解和扩散行为的研究表明,聚烯烃聚氨酯的自由体积孔洞平均半径和自由体积分数与苯和乙醇溶剂蒸气的无限稀释扩散系数呈正相关,但它们的无限稀释扩散系数和自由体积分数关系无法用Fujita的自由体积模型描述,可能归因于它们对聚烯烃聚氨酯复杂的溶胀行为.     

水蒸气处理对HZSM-5分子筛催化剂的酸性及孔结构的影响

通过XRD，NH3-TPD，IR，比表面与孔结构测定等方法，研究了HZSM-5分子筛（硅铝比为38）在不同温度下进行水热处理时的酸性与孔结构。结果表明，随着水热处理温度的提高，HZSM-5分子筛的结晶度稍有增大；酸性明显减弱，弱酸位增多，强酸位相对减少；IR谱图上有一定的蓝移；比表面与微孔体积减小，介孔体积增大。     

Y2O3/ZrO2中空纤维陶瓷膜的制备与表征

本文结合相转化技术和干湿法纺丝工艺制备了以YSZ(以摩尔分数为8%的Y2O3稳定的ZrO2)为原料的中空纤维陶瓷膜, 考察了YSZ粉体的粒度分布和形貌, 并研究了YSZ中空纤维陶瓷膜的气密性、 孔特性、 机械性能、 微观结构及晶型变化等.     

有序介孔石墨相氮化碳的合成及催化Knoevenagel缩合研究

以二氰二胺为前驱体,不同晶化温度的SBA-15为硬模板,用纳米浇铸法合成了一系列比表面和孔体积可调的介孔石墨相氮化碳(CND-SBA15)。通过N2吸-脱附、TEM、小角XRD、XPS、FT IR、CO2-TPD等手段研究了材料的织构、微观形貌、孔结构的有序性、化学组成和碱性质等。在以苯甲醛和丙二腈为底物的Knoevenagel缩合反应中,CND-SBA15材料表现出了很好的催化活性和稳定性。     

LiCl急冷玻璃形成过程中局部结构的分子动力学模拟——基于周期性边界条件的Voronoi多面体计算

我们建立的在周期性边界条件下由定义直接构算模拟立方元胞中各粒子Voronoi多面体的逐次切割法, 以及对熔融LiCl在急冷过程的四个温度下共二万余个Voronoi多面体的面数、体积、侧面多边形、侧面面积等信息的统计分析结果。讨了退化和非退化的Voronoi多面体与计算精度的关系。计算清楚地表明, 不同的相具有不同的局部结构特征。特别值得注意的是在298 K, 系统的Voronoi多面体分布极为集中。文中还根据Voronoi多面体的信息计算了各温下Li~+离子和Cl~-离子的配位数和配位数的组成。     

LiCl急冷玻璃形成过程中局部结构的分子动力学模拟——基于周期性边界条件的Voronoi多面体计算

我们建立的在周期性边界条件下由定义直接构算模拟立方元胞中各粒子Voronoi多面体的逐次切割法,以及对熔融LiCl在急冷过程的四个温度下共二万余个Voronoi多面体的面数、体积、侧面多边形、侧面面积等信息的统计分析结果。讨了退化和非退化的Voronoi多面体与计算精度的关系。计算清楚地表明,不同的相具有不同的局部结构特征。特别值得注意的是在298K,系统的Voronoi多面体分布极为集中。文中还根据Voronoi多面体的信息计算了各温下Li~+离子和Cl~-离子的配位数和配位数的组成。     

熔融LiCl系中微观空间的确定和分布

分子动力学计算机模拟计算表明在熔融碱金属卤化物中存在微观空洞.本文报道计算微观空洞和描述微观空洞分布的方法. 根据模拟所求相轨道,考虑到周期性边界条件,若在中心元胞的某处能加入一个至少跟组分粒子尺寸相当的“虚粒子”且又不跟任何其它粒子(包括组分粒子和已加入的虚粒子)相交,则称在该处存在一个微观空洞,可容纳最大虚粒子的孔洞的半径即微观空洞半径. 为嵌入虚粒子,须对已存在的粒子进行搜索.以四个粒子为一组,在中心元胞中依次选择一个粒子为母粒子,在其周围的一定范围内再另任选三个粒子,构成一个四粒子组.设法     

LiCl熔盐急冷形成非晶固体的分子动力学计算机模拟研究

卤化物玻璃目前已成为引人注目的光纤新材料,用分子动力学方法研究液态急冷形成非晶态的过程,对于卤化物玻璃的形成过程研究也应是有用的。鉴于碱金属卤化物是最简单的熔盐,其动态结构亦很清楚。用分子动力学方法研究其急冷以形成玻     

熔融LiF、KCl和互易系LiF-KCl的分子动力学模拟计算

The structure of molten LiF, KCl and LiF-KCl solution have been simulated by molecular dynamics method. The thermodynamic, structural and dynamic properties, such as the internal energy, temperature and pressure, the radial distribution function and structure factor, the mean square displacements, have been calculated.The structure have been studied with the following main results: 1, the partial radial distribution curve of Li~+-F~- ion pairs in LiF-KCl mixture exhibits a high first peak, whereas the first peak of the partial radial distribution function of L~+-Cl~- pairs in LiF-KCl mixture is lower than that of pure KCl melt. 2, there exists hole in molten salt, the size and the environment of the hole, the disintegration scheme and the mean lifetime of the hole are related to the radii of the ions.     

LaCl3-KCl熔体结构的分子动力学研究

用分子动力学计算机模拟方法研究了LaCl3-KCl熔体的结构和输运性质, 获得了熔体的偏径向分布函数、配位数、键角分布及均方位移等信息. 计算结果表明, 熔体中存在变形的八面体LaCl63-离子. K 和Cl-离子是熔体电流的主要携带迁移者, 而LaCl3浓度对熔体结构有较大的影响.     

Coordination Polyhedra MC<Subscript><Emphasis Type="Italic">n</Emphasis></Subscript> (M Is <Emphasis Type="Italic">s</Emphasis>-Metal Atom) in Crystal Structures

The crystallochemistry of compounds containing s-metal atoms in the carbon environment has been analyzed using the method of Voronoi–Dirichlet intersecting sectors and polyhedra. The chemical nature of the s metal has been found to affect the characteristics of the Voronoi–Dirichlet polyhedra. It is shown that the volume of Voronoi–Dirichlet polyhedron is practically independent of the coordination number of the s-metal atom.     

Spectroelectrochemistry of EuCl3 in Four Molten Salt Eutectics; 3 LiCl−NaCl, 3 LiCl−2 KCl,LiCl−RbCl,and 3 LiCl−2 CsCl; at 873 K

Key electrochemical properties affecting pyroprocessing of nuclear fuel were examined in four eutectic melts using Eu^3+/2+ as a representative probe. We report the electrochemical and spectroelectrochemical behavior of EuCl₃ in four molten salt eutectics (3 LiCl?NaCl, 3 LiCl?2 KCl, LiCl?RbCl and 3 LiCl?2 CsCl) at 873 K. Cyclic voltammetry was used to determine the reduction potential for Eu^3+/2+ and the applied potentials for spectroelectrochemistry. Single step chronoabsorptometry and thin‐layer spectroelectrochemistry were used to obtain the number of electrons transferred, reduction potentials and diffusion coefficients for Eu³⁺ in each eutectic melt. The reduction potentials determined by thin‐layer spectroelectrochemistry were essentially the same as those obtained using cyclic voltammetry. The diffusion coefficient for Eu³⁺ was the largest in the 3 LiCl?NaCl melt, showed a negative shift in the 3 LiCl?2 KCl melt, and was the smallest in the LiCl?RbCl and 3 LiCl?2 CsCl eutectic melts. The basic one‐electron reversible electron transfer for Eu^3+/2+ was not affected by melt composition.     

水及有机溶剂中离子溶剂化焓的理论计算

In the light of the interactions between particles, this paper is a calculation of the standard solvation enthalpies for ions Li~+, Na~+, K~+, Rb~+, Cs~+, Ag~+, Cl~-, Br~- and I~- in solvents as H_2O, MeOH, FA, DMF, DMSO, MeCN, PC and SL. The contributions from the cavity formation process, electrostatic attraction, electrostatic repulsion and those from nonelectrostatic interactions are considered. The accordance between the calculated values and those from literature is good except Li~+.