三元体系YCl3-CdCl2-H2O和四元体系YCl3-CdCl2-HCl(～8.8%)-H2O (25 ℃)的相平衡及其固相新化合物的研究

The equilibrium solubilities of the ternary system YCl₃-CdCl₂-H₂O, the quaternary system YCl₃-CdCl₂-HCl(～8.8%)-H₂O were determined at 25 ℃ and the phase diagrams were constructed. The results show that the ternary system was complicated with six equilibrim solid phases CdCl₂·2.5H₂O, CdCl₂·H₂O, 8CdCl₂·YCl₃·15H₂O (8∶1 type), 4CdCl₂·YCl₃·13H₂O(4∶1 type), 5CdCl₂·2YCl₃·26H₂O (5∶2 type) and YCl₃·6H₂O. The quaternary system was also complicated with four equilibrim solid phase CdCl₂·H₂O, 4CdCl₂·YCl₃·13H₂O (4∶1 type), 5CdCl₂·2YCl₃·26H₂O(5∶2 type) and YCl₃·6H₂O. Among the three new compounds 8CdCl₂·YCl₃·15H₂O, 4CdCl₂·YCl₃·13H₂O and 5CdCl₂·2YCl₃·26H₂O, 8CdCl₂·YCl₃·15H₂O was a kind of metastable compound only in ternary system, and it was changed into 4CdCl₂·YCl₃·13H₂O with time. Both 4∶1 type and 5∶2 type existed in ternary and quaternary system, but they were also congruently soluble compounds in quaternary system. They have been prepared from the system and have been characterized by XRD, TC-DTG and DSC.     

四元体系CdCl2-LaCl3-(9.7%)HCl-H2O在298K的相平衡及其固相化合物的研究

The equilibrium solubility of the LaCl₃-CdCl₂-(9.7%)HCl-H₂O quaternary system at 298K was determined and the phase diagram was constructed. The results show that the system is complicated with four equilibrium solid- phases CdCl₂·H₂O， 8CdCl₂·LaCl₃·16H₂O(8∶1 type)， 4CdCl₂·LaCl₃·12H₂O(4∶1 type) and LaCl₃·7H₂O， respectively. The two new compounds 8CdCl₂·LaCl₃·16H₂O(8∶1 type) and 4CdCl₂·LaCl₃·12H₂O(4∶1 type) are congruently soluble in ～9.7% HCl-H₂O medium and have not yet been reported in literatures. Both com-pounds have been prepared from the system and have been characterized by XRD， TG-DTG and DSC.     

三种基于2，4，6-三(3-吡啶基)-1，3，5-苯配体的Ni(Ⅱ)基配位聚合物的合成、结构及催化性能

通过调变溶剂热的反应条件,我们合成了3种Ni (Ⅱ)基的配位聚合物(CPs)[Ni (CH₃-BDC)(3-TBT)(H₂O)₂]·EtOH·2H₂O (CP1)、[Ni₃(CH₃-BDC)₃(3-TBT)₂(H₂O)₅]·2DMF·2H₂O (CP2)和[Ni₃(CH₃-BDC)₃(3-TBT)₂(H₂O)₆]·2DMF·4H₂O (CP3),其中CH₃-H₂BDC=5-methylisophthalic acid,3-TBT=2,4,6-tris (3-pyridyl)-1,3,5-benzene。X射线单晶衍射分析表明,3个CPs都是由相似的Ni₂(CH₃-BDC)₂的双核单元构建的,并分别呈现出从零维(0D)、2D到3D结构的网络骨架。反应条件的微小调变,导致了不同结构的配位聚合物。同时,催化实验表明,3在无溶剂的温和反应条件下,CP3对苄醇及其衍生物与苯胺的氧化-偶联反应表现出极好的催化活性和循环稳定性。     

三种基于2，4，6-三(3-吡啶基)-1，3，5-苯配体的Ni(Ⅱ)基配位聚合物的合成、结构及催化性能

通过调变溶剂热的反应条件,我们合成了3种Ni (Ⅱ)基的配位聚合物(CPs)[Ni (CH₃-BDC)(3-TBT)(H₂O)₂]·EtOH·2H₂O (CP1)、[Ni₃(CH₃-BDC)₃(3-TBT)₂(H₂O)₅]·2DMF·2H₂O (CP2)和[Ni₃(CH₃-BDC)₃(3-TBT)₂(H₂O)₆]·2DMF·4H₂O (CP3),其中CH₃-H₂BDC=5-methylisophthalic acid,3-TBT=2,4,6-tris (3-pyridyl)-1,3,5-benzene。X射线单晶衍射分析表明,3个CPs都是由相似的Ni₂(CH₃-BDC)₂的双核单元构建的,并分别呈现出从零维(0D)、2D到3D结构的网络骨架。反应条件的微小调变,导致了不同结构的配位聚合物。同时,催化实验表明,3在无溶剂的温和反应条件下,CP3对苄醇及其衍生物与苯胺的氧化-偶联反应表现出极好的催化活性和循环稳定性。     

Dawson结构(NH4)6P2Mo18O62·12H2O纳米粉体的室温固相合成及形成机理

以H₆P₂Mo₁₈O₆₂·23H₂O和(NH₄)₂C₂O₄·H₂O为原料，首次采用室温固相反应合成出(NH₄)₆P₂Mo₁₈O₆₂·12H₂O纳米粉体，并运用元素分析、FTIR、XRD、TEM、TG-DTA和BET等技术对其组成、结构和性能进行了表征。发现(NH₄)₆P₂Mo₁₈O₆₂·12H₂O纳米粉体平均粒径为40 nm，保留着杂多阴离子的Dawson结构，具有Dawson结构的特征衍射峰，比表面积为143.9 m²·g^-1，在445 ℃以下杂多阴离子有良好的热稳定性。在该固相反应中，研磨和放热反应热能可加速反应物分子的扩散速率和生成物分子的成核速率，使产物粒径减小；反应物含有结晶水和生成物H₂C₂O₄·2H₂O对形成小粒径的(NH₄)₆P₂Mo₁₈O₆₂·12H₂O纳米粉体起关键作用。     

Al3+掺杂对Li2FeSiO4结构和电化学性能影响的研究

以CH₃COOLi·2H₂O、C₆H₈O₇·H₂O、FeC₆H₅O₇·5H₂O、Al₂(SO₄)₃·18H₂O和C₈H₂₀O₄Si为起始原料,采用水热辅助溶胶凝胶法及二次煅烧合成了Li₂Fe_1-xAl_xSiO₄/C(x=0.00、0.01、0.03、0.05)正极材料。用IR、XRD、FE-SEM、EDS等方法对材料的晶体结构进行了表征,用ZetaPAL粒度分析仪测量了其粒径分布范围,用SQUID(超导量子干涉仪)测定了样品的磁性,用恒流充/放电对其电化学性能进行了测试。结果表明：n_乙酸锂∶n_柠檬酸=4∶1、掺Al³⁺量为3%,80 ℃回流24 h,350 ℃恒温煅烧5 h,700 ℃恒温13 h,所得试样颗粒集中分布在150 nm左右且未出现团聚。在0.1C(16 mA·g^-1)、0.2C、0.5C下的首次放电比容量为127 mAh·g^-1、103.6 mAh·g^-1和91 mAh·g^-1,15次循环后无明显衰减,具有很好的循环稳定性。     

三种基于2,4,6-三(3-吡啶基)-1,3,5-苯配体的Ni(Ⅱ)基配位聚合物的合成、结构及催化性能

通过调变溶剂热的反应条件,我们合成了3种Ni(Ⅱ)基的配位聚合物(CPs)[Ni (CH₃-BDC)(3-TBT)(H₂O)₂]·EtOH·2H₂O (CP1)、[Ni₃(CH₃-BDC)₃(3-TBT)₂(H₂O)₅]·2DMF·2H₂O (CP2)和[Ni₃(CH₃-BDC)₃(3-TBT)₂(H₂O)₆]·2DMF·4H2O (CP3),其中CH₃-H₂BDC=5-methyl isophthalic acid,3-TBT=2,4,6-tris (3-pyridyl)-1,3,5-benzene。X射线单晶衍射分析表明,3个CPs都是由相似的Ni₂(CH₃-BDC)₂的双核单元构建的,并分别呈现出从零维(0D)、2D到3D结构的网络骨架。反应条件的微小调变,导致了不同结构的配位聚合物。同时,催化实验表明,3在无溶剂的温和反应条件下,CP3对苄醇及其衍生物与苯胺的氧化-偶联反应表现出极好的催化活性和循环稳定性。     

Sb2O3/BiVO4/WO3异质结构建及光电催化合成过氧化氢

采用溶剂热法-旋涂法构建了Sb₂O₃/BiVO₄/WO₃半导体异质结,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等手段表征了其物化性质。在1.23 V(vs RHE)电位下,BiVO₄/WO₃的光电流密度相对于BiVO₄提高了2倍。进一步复合Sb₂O₃之后,虽然Sb₂O₃/BiVO₄/WO₃薄膜的光电流密度有所下降,但其光电催化产H₂O₂的法拉第效率和产生速率得到明显提升。在1.89V(vs RHE)电位下,3c-Sb₂O₃/BiVO₄/WO₃薄膜产 H₂O₂的法拉第效率提高到约 19%;1c-Sb₂O₃/BiVO₄/WO₃薄膜 H₂O₂产生速率从约2.1 μmol·h^-1·cm^-2提高到约3.6 μmol·h^-1·cm^-2。此外,Sb₂O₃的复合显著提高了BiVO₄/WO₃电极材料的光电催化稳定性。     

EuCl3-CdCl2-HCl-H2O(25 ℃)的相平衡及其固相化合物

测定了四元体系EuCl₃-CdCl₂-HCl-H₂O(25 ℃)的相平衡溶度数据，绘制了相应的溶度图。该四元体系是复杂体系且有2个新物相化合物9CdCl₂·EuCl₃·22H₂O和4CdCl₂·EuCl₃·14H₂O生成。2个新物相化合物用XRD及TG-DTG和荧光光谱进行了研究。结果表明，新物相化合物均属单斜     

Li3V2(PO4)3的溶胶-凝胶合成及其性能研究

以LiOH·H₂O(LiF、Li₂CO₃、LiCH₃COO·2H₂O)、NH₄VO₃、H₃PO₄和柠檬酸为原料,采用Sol-gel法合成锂离子电池正极材料Li₃V₂(PO₄)₃。优化了锂源、溶胶的pH值、预烧条件、煅烧温度等合成条件,并采用XRD、SEM、恒电流充放电及循环伏安试验等方法,研究了所合成的Li₃V₂(PO₄)₃的结构形貌和电化学性能。结果表明,以LiOH·H₂O为锂源,溶胶的pH值等于3,于氩气氢气(体积比9∶1)混合气中300 ℃预烧 4 h,并在氩气氢气(体积比9∶1)混合气中600 ℃煅烧8 h合成的Li₃V₂(PO₄)₃正极材料为标准的单斜结构,具有较高的放电比容量和较好的循环稳定性,0.1C和1C倍率下首次放电比容量分别为130 mAh·g^-1和129 mAh·g^-1;1C倍率下循环40次后,容量仍为127 mAh·g^-1,容量保持率为98.4%;随后又进行10C倍率放电,10次循环后容量为105 mAh·g^-1,容量保有率达98.1%。循环伏安测试表明,该正极材料具有较好的电化学可逆性。     

CH3S自由基H迁移异构化及脱H2反应的直接动力学研究

采用密度泛函方法(MPW1PW91)在6-311G(d,p)基组水平上研究了CH₃S自由基H迁移反应CH₃S→CH₂SH (R1), 脱H₂反应CH₃S→HCS＋H₂ (R2)以及脱H₂产物HCS异构化反应HCS→CSH (R3)的微观动力学机理. 在QCISD(t)/6- 311＋＋G(d,p)//MPW1PW91/6-311G(d,p)＋ZPE水平上进行了单点能校正. 利用经典过渡态理论(TST)与变分过渡态理论(CVT)分别计算了各反应在200～2000 K温度区间内的速率常数k^TST和k^CVT, 同时获得了经小曲率隧道效应模型(SCT)校正后的速率常数k^CVT/SCT. 结果表明, 反应 R1, R2 和R3的势垒△E^≠分别为160.69, 266.61和241.63 kJ/mol, R1为反应的主通道. 低温下CH₃S比CH₂SH稳定, 高温时CH₂SH比CH₃S更稳定. 另外, 速率常数计算结果显示, 量子力学隧道效应在低温段对速率常数的计算有显著影响, 而变分效应在计算温度段内对速率常数的影响可以忽略.     

CH3O与ClO双自由基反应机理的量子化学研究

在QCISD(T)/6-311＋G(d,p)//B3LYP/6-311＋G(3df,3pd)水平上, 对CH₃O与ClO双自由基反应进行了理论研究. 结果表明, 该反应共有三个反应通道, 产物分别为HOCl＋CH₂O, CH₂O₂＋HCl和CH₃Cl＋O₂(¹Δ). 不论从动力学角度, 还是从热力学角度看, 形成产物HOCl＋CH₂O的通道均是最有利的, 因此为主要反应通道, 这与实验观察到的结果是一致的.     

Criegee自由基CH2O2与H2O反应机理及动力学的理论研究

在6-311＋G(2d,2p)水平下, 采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 研究了Criegee 自由基CH₂O₂与H₂O的反应. 结果表明反应存在三个通道: CH₂O₂＋H₂O®HOCH₂OOH (R1); CH₂O₂＋H₂O®HCO＋OH＋H₂O (R2); CH₂O₂＋H₂O®HCHO＋H₂O₂ (R3), 各通道的势垒高度分别为43.35, 85.30和125.85 kJ/mol. 298 K下主反应通道(R1)的经典过渡态理论(TST)与变分过渡态理论(CVT)的速率常数k^TST与k^CVT均为2.47×10^－17 cm³•molecule^－1•s^－1, 而经小曲率隧道效应模型(SCT)校正后的速率常数k^CVT/SCT为 5.22×10^－17 cm³•molecule^－1•s^－1. 另外, 还给出了200～2000 K 温度范围内拟合得到的速率常数随温度变化的三参数Arrhenius方程.     

低温固相反应合成Li3V2(PO4)3正极材料及其性能

利用V₂O₅·nH₂O湿凝胶，LiOH·H₂O，NH₄H₂PO₄和C等作原料，通过低温固相还原反应在550 ℃焙烧12 h制备出Li₃V₂(PO₄)₃正极材料。采用XRD，SEM和电化学测试对Li₃V₂(PO₄)₃样品性能进行研究。XRD研究表明本法所合成的Li₃V₂(PO₄)₃同传统的高温固相反应法所合成的Li₃V₂(PO₄)₃一样同属于单斜晶系结构。SEM测试表明所合成的样品平均粒径大小约为0.5 μm且粒径分布较窄。电化学测试表明以0.2 C的倍率放电时，样品的首次放电容量为130 mAh·g^-1，室温下循环30次后其比容量为124 mAh·g^-1。     

Li3V2(PO4)3的溶胶-凝胶法合成及其性能研究

以LiOH·H₂O、NH₄VO₃、H₃PO₄和柠檬酸等为原料采用溶胶-凝胶法合成了锂离子二次电池正极材料磷酸钒锂(Li₃V₂(PO₄)₃)。考察了煅烧温度和配位剂种类等条件对产物组成及电化学性能的影响。研究了优化条件下制得样品的循环伏安、充放电性能和循环性能。0.1 C条件下,样品首次放电比容量达129.81 mAh·g^-1，经过100次循环后容量几乎没有衰减，仍保持在128 mAh·g^-1。X射线衍射研究表明合成单一Li₃V₂(PO₄)₃晶体所需温度比固相法低；并考察了循环20次后材料充电到各个单相的晶体结构，通过X射线衍射和最小二乘法计算给出了其晶胞参数变化过程，证实了循环嵌Li过程中晶体结构能够得到重现。     

γ-Fe2O3纳米粉的低热固相制备及其电磁损耗特性(英)

The Fe(OH)₃ precursor was prepared by solid -state reaction with Fe(NO₃)₃·9H₂O, NaOH and dispersed poly-ethylene glycol at low heating temperature(25 ℃). Synthesis of iron oxide (γ-Fe₂O₃) nanoparticle was achieved by thermal decomposition of Fe(OH)₃·xH₂O precursor. The nanoparticle was characterized by TG-DTA, X-ray diffra-ction, TEM etc. The results showed that the nanoparticle was composed of γ-Fe₂O₃ and was a better absorber for electromagnetic wave within the low frequency band.     

H2分子在LaFeO3表面吸附的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,通过计算表面能确定LaFeO₃(010)表面为最稳定的吸附表面,研究了H₂分子在LaFeO₃(010)表面的吸附性质。LaFeO₃(010)表面存在LaO和FeO₂两种终止表面,但吸附主要发生在FeO₂终止表面,由于LaFeO₃(010)表面弛豫的影响,使得凹凸不平的表面层增加了表面原子与H原子的接触面积,表面晶胞的纵向体积增加约2.5%,有利于H原子向晶体内扩散。研究发现,H₂分子在LaFeO₃(010)表面主要存在3种化学吸附方式:第一种吸附发生在O-O桥位,2个H原子分别吸附在2个O原子上,形成2个-OH基,这是最佳吸附位置,此时H原子与表面O原子的作用主要是H1s与O2p轨道杂化作用的结果,H-O之间为典型的共价键。H₂分子的解离能垒为1.542 eV,说明表面需要一定的热条件,H₂分子才会发生解离吸附;第二种吸附发生在Fe-O桥位,1个H原子吸附在O原子上形成1个-OH基,另一个H原子吸附在Fe原子上形成金属键;第三种吸附发生在O顶位,2个H原子吸附在同一个O原子上,形成H₂O分子,此时H₂O分子与表面形成物理吸附,H₂O分子逃离表面后容易形成氧空位。此外,H₂分子在LaFeO₃(010)表面还可以发生物理吸附。     

化合物Cs5EuCl8·14H2O和Cs2EuCl5·4H2O的制备和荧光性

The two new compounds Cs₅EuCl₈·14H₅O(5∶1 type) and Cs₂EuCl₅·4H₂O(2∶1 type) were found and syn-thesized from CsCl-EuCl₃-11%HCl-H₂O quaternary systems by phase equilibrium method, and were characterized and measured by ultra-violet absorption spectrometry and fluorescence spectrum. The results show that upconversion spectrum exhibit at 590nm and 610nm exited at 790nm, and the upconversion intensity increases with the EuCl₃ ratio increasing in CsCl.     

纳米固体超强酸SO42-/Fe2O3的制备及其催化合成乙酸乙酯

将Fe₂O₃纳米粉体经一定浓度的H₂SO₄浸泡活化后制成纳米固体超强酸SO₄^2-/Fe₂O₃,将其用于催化合成乙酸乙酯以考察其活性。利用均匀设计分析了超强酸制备过程及酯化反应过程中各因素的影响,研究结果表明较好的制备条件是:H₂SO₄浓度:2.5mol·L^-1;浸泡时间:1h;活化温度:167℃;活化时间:1h,此时获得的固体超强酸SO₄^2-/Fe₂O₃的粒径小于50nm。当催化剂用量为冰乙酸质量的5%,n(乙醇)∶n(冰乙酸)为3∶1,反应3.5h后乙酸的转化率高于80%。该催化剂经H₂SO₄溶液浸泡、活化再生后可重新使用,推断出其酸强度H₀<-14.5。     

Se掺杂WO3·0.5 H2O/g-C3N4光电催化剂的析氢反应性能

以二氰二胺、硒粉和钨酸钠为前驱体,采用一锅法成功制备出Se掺杂WO₃·0.5 H₂O/g-C₃N₄(Se/WCN)催化剂。并采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和 X 射线光电子能谱(XPS)对样品的物相结构、形貌及化学组成进行表征。与原始的 WO₃和 g-C₃N₄相比,Se/WCN 催化剂的起始电位降到了-0.75 V(vs RHE),电流密度高达 70 mA·cm^-2,表现出更高的电催化活性。而光照后,Se/WCN 的催化性能进一步提升,起始电位从-0.75 V(vs RHE)降至-0.65 V(vs RHE),电荷转移电阻由371.4 Ω减小到310.0 Ω。