复合金属氧化物SrCoO3-δ氧非化学计量研究

通过NH4NO3共熔法合成了SrCoO3-δ,利用XRD和差热分析对其进行了结构表征,采用精密气体测量方法研究了SrCoO3-δ在温度672－918K区间,氧气分压0．7－59．3kPa区间内氧的非化学计量及其与外界氧分压、温度的定量关系,在提出氧缺陷形成模型的基础之上,首次给出了描写SrCoO3-δ-O2体系相平衡的数学公式．并以SrFeO3-δ为例评价了该缺陷模型的普适性．测定了SrCoO3-δ-O2体系溶氧过程的焓变和熵变分别为（75.3±1.2）kJ·mol－1,（96.7±1.5）J·mol－1·K－1     

三元配合物Ho(Et2dtc)3(phen)的合成及其热化学性质

改进文献方法,以铜试剂(NaEt2dtc·3H2O)和邻菲咯啉(o-phen·H2O)与低水合氯化钬(HoCl3·3.58H2O)在无水乙醇中反应,制得三元固态配合物.化学分析和元素分析确定该配合物的组成为Ho(Et2dtc)3(phen).IR光谱表明配合物中Ho3 与3个NaEt2dtc中的6个硫原子双齿配位,同时与o-phen中的2个氮原子双齿配位,可推测其配位数为8.用微量热量计测定了298.15 K下液相生成反应的焓变△rHm (1),为(-14.697±0.0376)kJ·mol-1,通过合理的热化学循环计算了固相生成反应焓变△rHm (s),为(117.504±0.619)kJ·mol-1;改变反应温度,研究了配合物的液相生成反应的热力学性质.配合物的恒容燃烧能△cU用精密转动弹热量计测定为(-18687.64±8.22)kJ·mol-1,其标准燃烧焓△cHm 和标准生成焓△fHm 经计算分别为(-18706.85±8.22)和(-70.01±9.37)kJ·mol-1.     

三元配合物Dy（Et2dtc）3（phen）的热化学性质

以铜试剂(NaEt2dtc·3H2O)和菲咯啉(phen·H2O)与低水合氯化狄(DyCl3·3.74H2O)在无水乙醇中反应,制得三元固态配合物,化学分析和元素分析确定该化合物的组成为Dy(Et2dtc)3(phen)。IR光谱表明配合物中Dy3 与3个NaEt2dtc中的6个硫原子双齿配位,同时与phen中的2个氮原子双齿配位,可推测其配位数为8。用微热量计测定出298.15 K下液相生成反应的焓变A,H曼(1)为(一19.091±0.015)kJ·mol_。,通过合理的热化学循环计算出固相生成反应焓变△rHmθ(s)为(139.641±0.482)kJ·mol-1;改变反应温度,研究了配合物的液相生成反应的热动力学,配合物的恒容燃烧能△cU用精密转动弹热量计测定为(-16730.21±9.25)kJ·mol-1,其标准燃烧焓△fHmθ和标准生成焓△fHmθ经计算分别为(-16749.42±9.25)kJ·mol-1和(-2019.68±10.19)kJ·mol～1。     

四元体系RbCl-CeCl3-HCl-H2O(25 ℃)的相平衡及其新相化合物

测定了四元体系RbCl-CeCl3-HCl-H2O在25℃时的溶度数据, 绘制了相应的溶度图. 该四元体系是由3个固相区RbCl(原始盐), RbCl·CeCl3·4H2O, CeCl3·7H2O(原始盐)组成的复杂体系, 其中RbCl·CeCl3 ·4H2O是固液同成分溶解度的化合物. 在相平衡结果指导下, 制备了化合物RbCl·CeCl3 ·4H2O, 并对其进行了X射线粉末衍射鉴定和热重分析, 结果表明, 该化合物在84～216 ℃通过两步失去其结晶水. 用RD496-Ⅲ-2000微量热计测定了298.15 K下新相化合物在水中的溶解焓(-23.70±0.11) kJ·mol-1, 计算出其标准摩尔生成焓为(-2735.6±1.1) kJ·mol-1.     

温度对Zn(II)-TiO_2体系吸附可逆性的影响

用延展X射线吸收精细结构光谱(EXAFS)研究了不同温度对Zn(Ⅱ)-锐钛矿型TiO2吸附产物微观构型和吸附可逆性的影响机制.宏观的吸附-解吸实验表明,不同温度下的吸附等温线可以用Langmuir模型进行较好的描述(R2≥0.990).随温度升高,吸附等温线显著升高,Zn(Ⅱ)在TiO2表面的饱和吸附量由5℃时的0.125mmol·g-1增至40℃时的0.446mmol·g-1;而体系的不可逆性明显减弱,解吸滞后角θ由32.85°减至8.64°.求得体系反应的热力学参数ΔH、ΔS分别为24.55kJ·mol-1和159.13J·mol-1·K-1.EXAFS结果表明,Zn(Ⅱ)主要是通过共用水合Zn(II)离子及TiO2表面上的O原子结合到TiO2表面上,其平均Zn-O原子间距为RZn-O=(0.199±0.001)nm.第二配位层(Zn-Ti层)的EXAFS图谱分析结果表明,存在两个典型的Zn-Ti原子间距,即R1=(0.325±0.001)nm(边-边结合的强吸附)和R2=(0.369±0.001)nm(角-角结合的弱吸附).随温度升高,强吸附比例(CN1)基本不变而弱吸附比例(CN2)增加,两者比值(CN1/CN2)逐渐减小.该比值的变化从微观角度解释了宏观实验中温度升高,不可逆性减弱的吸附现象.     

CH_2=CHCOOCH_3与O_3反应机理及速率常数的理论研究

采用CBS-QB3方法构建了丙烯酸甲酯(CH_2=CHCOOCH_3)与O_3反应体系的势能剖面并在此基础上利用经典过渡态理论(TST)和Wigner矫正模型计算了标题反应在200K~1200K温度区间内的速率常数kTST/W.研究结果表明,CH_2=CHCOOCH)3与O)3反应首先经过渡态生成一个稳定的五元环中间体,然后按断键位置不同,分别生成产物P1(CH_3OCOCHO+CH_2O_2)和P2(CH)3OCOCHOO+HCHO).此外,速率常数结果显示,在计算温度范围内,标题反应速率常数呈正温度系数效应.294K时,CH_2=CHCOOCH_3与O_3反应速率常数为1.76×10-18cm~3·molecule~(-1)·s~(-1),与所测实验值(0.95±0.07)×10~(-18)cm~3·molecule~(-1)·s~(-1)非常接近.     

4,6-二甲基-N-苯基-2-嘧啶胺的低温热容和热力学性质

通过小样品精密自动绝热量热计测定了合成并提纯的 4,6 二甲基 N 苯基 2 嘧啶胺 (嘧霉胺 )在 78～ 3 91K温区的摩尔热容 .量热实验发现 ,该化合物在 3 63～ 3 72K温区 ,有一固 -液熔化相变过程 ,经三次重复测量 ,得其熔化温度、摩尔熔化焓及摩尔熔化熵分别为 :( 3 70 78± 0 0 8)K ,( 2 1 2 3 3± 0 0 13 )kJ·mol-1 和 ( 5 7 2 7± 0 15 )J·mol-1 ·K-1 .通过分步熔化法得到该物质绝对纯样品的熔点为 3 71 0 3 1K .用差示扫描量热 (DSC)技术对该物质的固 -液熔化过程作了进一步研究 ,结果与绝热量热法一致     

CO2原位处理对Sm0.5Sr0.5CoO3-δ电催化剂性能的影响

采用阴极轻度过烧工艺制备了Sm_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)(SSC)阴极,并在单电池运行条件下利用25%CO2(体积比)对电池阴极进行了原位处理.XRD及TG分析表明,在600℃下,CO2的原位处理导致SSC阴极表面有少量SrCO3和Co3O4生成.空气吹扫下,SrCoO3-δ和Co3O4的存在都有效地改变了阴极材料的表面物理化学性质.阴极电催化剂上氧还原速率的加快显著地降低了阴极的极化电阻,从而导致电池的功率密度提高了约20%.     

水合烟酸钡的合成、结构表征和热化学性质

选择烟酸和氢氧化钡作为反应物,利用室温固相合成方法,借助于球磨技术,合成了一种新的化合物-水合烟酸钡.利用化学分析、元素分析、FTIR和X射线粉末衍射等方法确定了它的组成和结构为Ba(Nic)2·3H2O(s).利用精密自动绝热热量计直接测定了此化合物在78-400 K温区的摩尔热容.在热容曲线上出现了一个明显的吸热峰,通过对热容曲线的解析,得到了相变过程的峰温、相变焓和相变熵分别为(327.097±1.082)K、(16.793±0.084)kJ·mol-1和(51.340±0.164)J·K-1·mol-1将该温区的摩尔热容实验值用最小二乘法拟合得到摩尔热容(Cp,m)对温度(T)的多项式方程,并且在此基础上计算出了它的舒平热容值和各种热力学函数值.另外,依据Hess定律,通过设计合理的热化学循环,选择体积为100mL、浓度为0.5mol·L-1的盐酸作为量热溶剂,利用等温环境溶解-反应热量计分别测量固相反应的反应物和产物在所选溶剂中的溶解焓,利用溶解焓确定固相反应的反应焓为△rH0m=-(84.12±0.38)kJ·mol-1.最后,利用固相反应的反应焓和其它反应物和产物已知的热力学数据计算出水合烟酸钡的标准摩尔生成焓为△rH0m[Ba(Nic)2·3H2O(s)]=-(2115.13±1.90)kJ·mol-1.     

Gd1-xSrxCoO3-δ和Gd0.8Sr0.2Co1-yFeyO3-δ系阴极材料的制备和性能

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成了新型中温固体氧化物燃料电池(IT.SOFC)的阴极材料Gd1-xSrxCoO3-δ(x=0-0.5)和Gd.0.8Sr0.2Co1-yFeyO3-δ(y=0-1),所合成的初始粉体在800℃下煅烧12 h后均形成了钙钛矿结构的单相固溶体.研究发现,Gd1-xSrxCoO3-δ(GSC)的电导率在600℃时达到了559 S·cm-1,由Ce0.8Cd0.2O2-δ(GDC)电解质和GSC-25GDC材料组成的对称电极在600℃和700℃的界面阻抗分别为0.170Ω·cm2和0.064Ω·cm2,活化能仅为87.8 kJ·mol-1,预示其可以作为ITSOFC较为理想的阴极备选材料;随着Fe3 离子含量的增加,Gd0.8Sr0.2Co1-yFeyO3-δ系列阴极材料的热膨胀系数显著降低,但其电导率也急速下降;此外,通过调整Gd0.8Sr0.2CoO3-δ与GDC的比例可以制备出热膨胀系数与GDC电解质匹配、性能良好的Cd0.8Sr0.2CoO3-δ/GDC复合阴极材料.     

CH2O＋O[^3P]→CHO＋OH反应途径和变分速率常数

采用QCISD/6-311G犤d,p犦从头算方法,优化了吸氢反应CH2O+O犤3P犦→CHO+OH的反应物、过渡态和产物的几何结构,并用QCISD(t,full)/6-311G//QCISD/6-311G方法对各驻点进行了单点校正,得出正逆反应的活化位垒分别为38.86kJ·mol-1和67.23kJ·mol-1.IRC(内禀反应坐标)分析指出,该反应是一个C-H键断裂和H-O键生成协同进行的反应,而且在反应途径上存在一个引导反应进行的振动模式,其引导反应进行s区间为-0.4～0.75(amu)1/2.在1300～2270K温度范围内运用改进的变分过渡态理论(ICVT),计算了反应速率常数,与实验结果相当一致.     

模拟含双锌核的甲烷单加氧酶催化甲烷和乙烷羟基化理论研究

采用密度泛函B3LYP方法,研究含双锌核的甲烷单加氧酶催化底物CH3X (X=H,CH3) 羟基化的反应机理.用cis-(HCOO)(C3N2H4)Zn2(μ-O)2(COOH)(C3N2H4)(其中C3N2H4＝咪唑)模拟双锌核甲烷单加氧酶中的关键化合物Q.研究表明,反应通过自由基回弹机理发生.首先,底物CH3X (X=H,CH3)与Q中的一个桥形氧发生相互作用生成分子复合物QCH3X.然后,Q中的一个桥形氧进一步夺取底物中的氢原子,生成QH和XCH2双自由基.这两种双自由基很容易结合生成醇类分子复合物PXCH2OH,其中P= cis-(HCOO)(C3N2H4)Zn(μ-O)Zn(COOH)(C3N2H4).最后,分子复合物PXCH2OH脱去羟基化合物XCH2OH生成P.在298.15K和1atm的条件下,含双锌核甲烷单加氧酶Q催化CH4和CH3CH3羟基化反应在蛋白质溶液中的速率常数分别为6.414×10-19和1.542×10-6 dm3·mol-1·s-1.     

Cl原子与CH3COCH2Cl反应动力学的理论研究

在B3LYP/6-31G(d,p)水平上优化了Cl原子与CH3COCH2Cl反应的各驻点的几何构型,并在相同水平上通过频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析对过渡态的结构和反应物、产物的连接性进行了验证。采用高精确模型G3MP2方法进行单点能计算,构建了反应的势能剖面。计算结果表明,标题反应有抽氢反应、加成-消除反应、取代反应3种反应机理6条反应通道。利用经典过渡态理论(TST)和正则变分过渡态理论(CVT)计算了各反应通道在200~2000 K温度范围内的速率常数,并用小区率隧道效应模型(SCT)对抽氢反应进行校正。计算结果显示,反应有一定的变分效应,计算的总反应速率常数与文献报道的实验值符合得较好,速率常数的三参数表达式为k=2.33×10-19T2.54exp(567.07/T)cm3·mol-1·s-1。     

H+CH3NO2H2+CH2NO2反应途径和变分速率常数计算研究

采用MP2(FULL)/6-311G**从头算方法, 优化了H+CH3NO2H2+ CH2NO2反应的过渡态结构, 得出该反应的正逆反应的活化位垒分别是82.73和57.14 kJ*mol-1. 沿IRC分析指出该反应是一个H-H键生成和C-H键断裂的协同反应, 而且在反应途径上存在一个引导反应进行的振动模式, 这一反应模式引导反应进行的区间在-0.7～0.2( amu)1/2*a0之间; 在1 000～1 400 K温度范围内, 运用变分过渡态理论(CVT), 计算了该反应的速率常数, 计算结果与实验相一致.     

CH_3SO+HO_2气相反应机理与主通道速率常数

在MPW1PW91/6-311G(d,p)水平上优化了标题反应各驻点物种的几何构型,并在相同水平上通过频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析对过渡态结构及连接性进行了验证.采用QCISD(T)/6-311G(d,p)方法对所有驻点及反应路径的部分选择点进行单点能校正,分别构建了CH3SO+HO2反应体系的单、三重态反应势能剖面.研究结果表明,CH3SO+HO2反应体系存在6条反应通道7条路径,优势通道(1)R→3IM→P1(CH3SOH+3O2)发生在三重态势能面上,此通道包含两条路径,其表观活化能分别为12.01和-30.04kJ?mol-1,主路径(2)R→3IM→3TS2→P1(CH3SOH+3O2)是一个无势垒氢迁移过程.利用经典过渡态理论(TST)与变分过渡态理论(CVT)并结合小曲率隧道效应模型(SCT),分别计算了主路径(2)在200～2500K温度范围内的速率常数kTST,kCVT和kCVT/SCT,在此温度区间内的表观反应速率常数三参数表达式为kCVT/SCT=4.08×10-24T3.13exp(8012.2/T)cm3imolecule-1is-1,具有负温度系数效应.速率常数计算结果显示,变分效应在计算温度段内影响较小,而量子力学隧道效应在低温段有显著影响.     

二(氢过碘酸)合银(III)配离子氧化愈创甘油醚的反应动力学及机理

在碱性介质中,用传统的分光光度法研究了Ag(III)配离子,即[Ag(HIO6)2]5-,氧化药物分子愈创甘油醚的动力学及其机理.用质谱鉴定了氧化产物;反应对Ag(III)和愈创甘油醚均为一级;在温度25.0-40.0℃范围内,通过分析[OH-]和[IO4-]tot对反应速率的影响,二级速率常数有以下表达式:k′=(ka kb[OH-])K1/｛f([OH-])[IO4-]tot K1｝,在25.0℃及离子强度0.30mol·L-1时,对此反应有ka=(2.6±1.2)×10-2mol-1·L·s-1,kb=(2.8±0.1)mol-2·L2·s-1,及K1=(4.1±0.4)×10-4mol·L-1,求出了涉及ka,kb的活化参数,并据此推出反应机理为反应体系中的[Ag(HIO6)2]5-配离子在前期平衡后,反应活性中心与药物分子形成Ag(III)-过碘酸-愈创甘油醚分子三元配合物,配位甘油醚分子通过两个平行途径将两电子传递给中心原子Ag:一个途径无OH-离子参与,另一途径有OH-参与完成.     

核壳结构的Co_3O_4@δ-MnO_2/Pt作为锂氧电池高效催化正极（英文）

通过简易、可控的水热方法在泡沫镍基体上直接生长了核壳结构的阵列型Co_3O_4@δ-MnO_2/Pt正极。阵列电极有利于电极的润湿、氧气的传输和Li_2O_2的负载。Co_3O_4@δ-MnO_2/Pt正极对氧还原和氧析出反应具有高的催化性能,可促使Li_2O_2依附Co_3O_4@δ-MnO_2/Pt阵列生长,从而保持阵列结构。该生长行为有利于Li_2O_2在充电时分解。以Co_3O_4@δ-MnO_2/Pt为催化正极的锂氧电池显示出高的容量(在电流密度100 mA·g~(-1)时容量为2 480 m Ah·g~(-1)),以及长的循环寿命(容量限定在500 mAh·g~(-1)时,在200mA·g~(-1)电流密度下,可循环65次),该性能超过了使用Co_3O_4或Co_3O_4@δ-MnO_2催化剂的电池。     

光声量热法测定辅酶B12光解的焓变和体积变化

用时间分辨的光声量热法研究了浦防B12的光解反应，首次测定了脉冲激光诱导输酶B12光解反应的治变和反应体积变化，其值分别为131±12kJ·mol-1和6±1mL·mol-1，推测该反应体积变化可能与Co－C健断裂引起的柔性咕啉环构象变化有关．     

烧绿石结构Y2-xMgxRu2O7-δ(x=0.05、0.1、0.15)的制备及其OER催化活性

采用溶胶-凝胶法制备系列的镁掺杂Y2-xMgxRu2O7-δ(YMRO?x,x=0.05、0.1、0.15)催化剂,通过X射线光电子能谱对其进行价态分析发现,采用小离子半径的Mg^2+取代烧绿石结构中处于A位的部分Y^3+,进一步增加了烧绿石结构中氧缺陷数量,也引发了部分Ru^4+转变为Ru^5+,释放电子到表面,促进了氧析出反应(OER)。其中YMRO?0.1催化剂的含氧缺陷浓度最高,其催化活性最高。在达到10 mA·cm^-2电流密度时,相比于RuO2(358 mV)、Y2Ru2O7-δ(294 mV),YMRO?0.1仅需施加265 mV过电位并且其Tafel斜率相对于RuO2(88 mV·dec^-1)和Y2Ru2O7-δ(64 mV·dec^-1)仅为45 mV·dec^-1。此外,由于氧空位增多,即活性位点增多,降低了自由基从金属位点脱附的吉布斯自由能,促进了OER催化性能。第一性原理表明,替位原子MgY与氧空位形成复合体,可以降低氧空位形成能,同时随着Mg^2+引入,带隙变小,电荷迁移能也随之变小,进而可以得到更高的催化活性。     

三类引发剂引发苯乙烯聚合特性的比较研究和理论分析

用膨胀计法分别测定了氮 氮键引发剂偶氮二异丁腈 (AIBN)、氧 氧键引发剂过氧化二苯甲酰 (BPO)、碳 碳键引发剂 2 ,3 二氰基 2 ,3 二苯基丁二酸二乙酯的内消旋体 (I)和外消旋体 (II)在苯乙烯中的分解动力学参数 ,分解活化能分别为 :Ed(AIBN) =1 40 0 6kJ·mol-1,Ed(BPO) =1 2 0 3 3kJ·mol-1,Ed(I) =1 0 4 5 2kJ·mol-1,Ed(II) =89 5 6kJ·mol-1;分解活化熵分别为 :ΔS≠(AIBN) =76 3 2J·mol-1·K-1,ΔS≠(BPO) =1 2 76J·mol-1·K-1,ΔS≠(I) =-3 5 2 3J·mol-1·K-1,ΔS≠(II) =-80 84J·mol-1·K-1,并且II的极限转化率α∞ 表现出随温度升高而升高 ,I的α∞ 随温度升高先减小而后趋于平稳的趋势 ,这与AIBN和BPO引发苯乙烯聚合的极限转化率α∞ 随温度的升高而降低的规律有明显不同。对此用动力学链长综合常数k对T的微分结果并结合过渡态理论进行了分析。