从2AlCl3/Et3NHCl离子液体中电沉积制备Ni 和Ni-Al 合金

在含Ni2+的2AlCl3/Et3NHCl离子液体中的铜电极上通过恒电位电沉积制备出金属Ni和Ni-Al合金.采用循环伏安和计时电流方法,揭示铜电极上沉积金属Ni的成核机理,研究了电沉积Ni-Al合金的机理,以及恒电位沉积Ni-Al合金工艺条件对沉积Ni-Al合金表面形貌和电流效率的影响.结果表明:在铜电极上电沉积金属Ni的成核机理为受扩散控制的三维瞬时成核过程.在电量≥3.0 C时,电沉积Ni-Al合金的组成基本不再变化.Ni-Al合金的电沉积机理为,Ni的电沉积受扩散控制,同时进行Al的欠电位沉积,在Ni-Al合金电沉积过程中某些Ni-Al合金相的沉积可能受动力学限制而使Ni-Al合金的组成偏离热力学预测结果.在电沉积Ni-Al合金的沉积电流小且平稳,电沉积速率慢条件下,Ni-Al合金表面形貌致密均一,反之就会出现瘤节.电沉积Ni-Al合金的电流效率＞90％.电沉积物的组成接近于Ni3Al合金.     

玻碳电极表面复合配位银电结晶机理研究

以具有实际应用价值的复合配位体系无氰镀银电解液为研究对象, 运用循环伏安和电位阶跃等实验方法, 结合 Scharifker-Hill 经典理论模型分析, 成功获得了Ag在玻碳电极（GCE）表面电沉积的成核机理及成核动力学参数, 并分析了温度对成核方式及成核动力学参数的影响. 结果表明, 该体系下Ag在GCE表面的电沉积是由扩散控制的不可逆过程, 遵循三维瞬时成核生长机理. 随着阶跃电位从-750 mV 负移至-825 mV, 峰值还原电流Im逐渐增大, 达到峰值还原电流所需时间tm逐渐缩短; 扩散系数D变化不大, 基本稳定在（7.61±0.34）×10^-5 cm²·s^-1; 成核密度数N₀则从3.26 ×10⁵ cm^-2提高至10.2×10⁵ cm^-2. 银沉积初期的形貌观察, 验证了其三维瞬时成核生长机理. 提高温度可以显著改善电解液中具备活性的银配位离子的扩散能力, 缩短成核时间, 提升成核密度数N0.     

铜电极表面铜锡合金电结晶机理

在弱酸性柠檬酸盐体系铜锡合金镀液中,采用线性扫描伏安(LSV)、循环伏安(CV)和计时安培实验方法,运用Scharifker-Hills(SH)理论模型和Heerman-Tarallo(HT)理论模型分析拟合实验结果,研究铜锡合金在铜电极上的电沉积过程与电结晶机理.结果表明,铜锡合金在铜电极表面实现共沉积并遵循扩散控制下三维瞬时成核的电结晶过程.电位阶跃从-0.80 V负移至-0.85 V(vs SCE),HT理论分析得到铜锡合金的成核与生长的动力学参数分别为成核速率常数(A)值从20.19 s-1增加至177.67 s-1,成核活性位点密度数(N0)从6.10×105cm-2提高至1.42×106cm-2,扩散系数(D)为(6.13±0.62)×10-6cm2s-1.     

玻碳电极表面因瓦合金的电化学成核机理

在弱酸性因瓦合金(含镍质量分数为32~36 % 的镍铁合金)镀液中, 以线性扫描伏安法、循环伏安法和恒电位阶跃法对因瓦合金在玻碳电极表面的电沉积过程及其成核机理进行研究. 结果表明, 在该体系下, 因瓦合金在玻碳电极表面的电结晶属于扩散控制下的不可逆电极过程. 运用Scharifker-Hills理论模型(SH)拟合实验数据表明, 因瓦合金在玻碳电极表面的共沉积更加符合三维瞬时成核的成核规律. 运用Heerman-Tarallo理论模型(HT)分析得到因瓦合金在玻碳电极表面的成核生长的动力学参数, 当阶跃电位从-1.11 V变化至-1.17 V (vs SCE), 成核密度数(N₀)由0.72×10⁵ cm^-2提高至1.91×10⁵ cm^-2, 成核速率常数(A)从 40.35 s^-1增至 194.38 s^-1, 扩散系数(D)为(7.67±0.15)×10^-5 cm²•s^-1, 变化不大.     

n型半导体硅电极表面Au的电化学成核机理

在成功实现半导体硅表面电沉积致密金膜的柠檬酸盐镀金实际应用体系中,运用循环伏安和电位阶跃法研究了Au在n型Si(111)电极表面的电沉积过程和成核机理.结果表明,在该体系中, Au在Si表面呈现不可逆电极过程,成核过电位达到250 mV;根据Cottrell方程求得扩散系数D = (1.81 ± 0.14) × 10^-4 cm₂·s^-1;运用Scharifker-Hills (SH)理论模型对比分析拟合实验结果,表明Au在n型Si表面遵循扩散控制下的三维连续成核机理;通过扫描电子显微镜观察Au初期成核、生长形貌,进一步证实了Au的三维连续成核机制,并讨论了阶跃电位和阶跃时间对Au核形貌和密度的影响.     

玻碳电极肉桂酸添加剂对锌电沉积的影响

用循环伏安法、计时电位法研究了玻碳电极肉桂酸添加剂对锌电沉积机理及成核过程的影响. 研究表明,含肉桂酸基础镀液中还原仍为Zn²⁺ + 2e → Zn,但肉桂酸能促进锌成核,改变锌沉积的动力学过程. 在基础镀液锌成核机理为3D-瞬时成核过程,加肉桂酸后锌的成核机理趋于3D-连续成核过程,其活性位点数增加,成核速率减小.     

CuCl2硅溶胶和水溶液中铜的电化学行为研究

采用循环伏安法和计时安培法研究了CuCl2硅溶胶和水溶液中铜在玻碳电极上的电沉积和电结晶行为.结果表明在两种CuCl2电解质中,铜的电沉积分两个步骤完成,Cu2+还原为Cu+在硅溶胶中较水溶液中容易;采用吸附-成核模型解析电流-时间暂态曲线,并确定铜的电结晶机理为扩散控制下的连续成核三维生长(3DP),Cu2+在水溶液中的扩散系数较硅溶胶中的大,但相同电位下在硅溶胶中的饱和成核数密度高于水溶液中.     

常温下从离子液体电解液中电沉积金属钴

研究了离子液体镀液中Co、Zn的共沉积行为。ZnCl2-EMIC -CoCl2电解液的循环伏安曲线上出现了三个电流峰,对应的电极电位分别为250mV、50mV、-200mV（vs. Zn2+/Zn）。结合EDS成分分析,可断定这三个电流峰分别对应着Co的电沉积、Co电极上Zn的欠电位沉积和Co-Zn合金的电沉积。恒电位沉积表明,当控制阴极电位在100 mV（vs. Zn2+/Zn）左右时,可得到高纯度的钴镀层;若进行恒电流沉积,则当电流密度为85mA/cm2左右时能够得到高纯度的钴镀层。对Co、Zn的共沉积机理研究表明,Co的电沉积过程和Zn 在Co上的欠电位沉积过程均受扩散过程控制。     

CO2-3对羟基乙叉二膦酸镀铜液的影响

研究羟基乙叉二膦酸(HEDPA)镀铜液中CO2-3含量对电沉积时阴、阳极过程及镀层的择优取向的影响. 通过分析阴、阳极的动电位极化曲线, 发现镀液中逐渐加入的CO2-3提高了阴极的极化, 使电结晶晶粒细化, 直至达到稳定; 同时促进了铜阳极的溶解. 而X射线衍射(XRD)结果表明, 铜镀层的晶面择优取向从(222)逐渐向(111)转变. 通过镀液中固体络合物的红外光谱分析表明, CO2-3的加入以第二配体的方式进入该镀液的放电络合离子结构中, 参与Cu2+的络合, 形成更稳定的络合物, 从而导致铜沉积电位负移, 镀层(111)晶面取向增强.     

CO3^2-对羟基乙叉二膦酸镀铜液的影响

研究羟基乙叉二膦酸（HEDPA）镀铜液中CO3^2-含量对电沉积时阴、阳极过程及镀层的择优取向的影响.通过分析阴、阳极的动电位极化曲线,发现镀液中逐渐加入的CO23-提高了阴极的极化,使电结晶晶粒细化,直至达到稳定;同时促进了铜阳极的溶解.而X射线衍射（XRD）结果表明,铜镀层的晶面择优取向从（222）逐渐向（111）转变.通过镀液中固体络合物的红外光谱分析表明,CO3^2-的加入以第二配体的方式进入该镀液的放电络合离子结构中,参与Cu2＋的络合,形成更稳定的络合物,从而导致铜沉积电位负移,镀层（111）晶面取向增强.     

直流电沉积Ni-Al2O3纳米阵列体系结构与性能

用直流电沉积的方法成功地将Ni金属填入了用二次腐蚀方法制备的氧化铝模板纳米级孔洞中，分别用电子显微镜、X射线衍射仪和振动样品磁强计对Ni阵列体系进行结构观察和磁性表征.结果表明，用二次腐蚀方法制得的多孔氧化铝模板的孔洞排布的有序性很高.被组装的Ni呈单晶结构并具有一定的择优取向； Ni-Al2O3阵列体系有明显的垂直磁各向异性，适用于垂直磁记录介质.     

负载Ni金属有序介孔氧化铝催化剂的制备及表征

采用原位合成法和传统浸渍法以价格低廉的硝酸铝作为铝源, 聚乙二醇1540为模板剂, 硝酸镍为镍源, 制备出负载Ni金属有序介孔氧化铝催化剂, 并采用BET、TEM、XRD、TG多种测试技术对合成催化剂的物理化学性质和结构特征进行了表征. 实验结果表明, 两种方法均能制备出比表面积大(＞210 m2·g-1)、孔径分布窄(4 nm左右)的负载Ni金属介孔氧化铝催化剂. 与浸渍法相比, 原位合成法所制备的负载Ni金属有序介孔氧化铝镍离子与载体具有更强的相互作用力, 且孔结构具有一定的有序性.     

普鲁士蓝/氧化锆复合材料的电化学行为及对H_2O_2的电催化

通过一步电沉积技术制备了普鲁士蓝/氧化锆修饰玻碳电极。采用电化学阻抗技术表征修饰电极。采用循环伏安法研究了pH值和扫描速率对该修饰电极的电化学行为的影响。结果表明:普鲁士蓝的峰电流与其扫描速率的一次方在一定范围内呈良好的线性关系。此外,该修饰电极在含有KCl(1.0mol/L)的磷酸盐缓冲溶液(0.1mol/L,pH=7.0)中,对H2O2具有明显的电催化作用,在无酶检测H2O2领域具有潜在的应用价值。     

Selective reduction of ketones using water as a hydrogen source under high hydrostatic pressure

A selective reduction of a broad variety of ketones is described. The method is based on the combination of a Ni-Al alloy and high hydrostatic pressure (HHP, 2.8 kbar) in an aqueous medium. The reaction of the Ni-Al alloy with water provides in situ hydrogen generation and the high pressure ensures that the H(2) formed remains in the solution, thus the C[double bond, length as m-dash]O reduction readily occurs. The application of the HHP resulted in selective formation of the desired products and the common problem of non-selective overhydrogenation could be avoided. In most cases the reductions resulted in high yields and excellent selectivities without the use of any base.     

锌铈混合金属氧化物薄膜电化学沉积的研究

采用自制四电极体系,原位测量锌铈混合氧化物薄膜电沉积过程电极/溶液界面pH的动态变化。电极/溶液界面的pH-时间曲线表明,pH快速上升后达到平衡,且电沉积过电位越大,达到平衡pH值的时间越短,平衡pH值也越高。X射线粉末衍射(XRD)实验证明薄膜沉积物是由ZnO和CeO2组成。电感耦合等离子体(ICP)技术分析了不同电沉积电位、不同电沉积时间下电沉积产物中Ce(Ⅲ)/Zn(Ⅱ)的物质的量比,结果表明Ce(Ⅲ)/Zn(Ⅱ)的物质的量比随着pH值的升高而增加。依据Zn2+离子和Ce3+离子液相和固相中存在形态的热力学数据,计算了2种金属离子的条件溶解度随pH的变化曲线。结合实验测试数据和理论计算结果,讨论了电极表面金属氧化物的电化学沉积机理,并阐明了阴极表面混合金属氧化物的组成取决于液-固两相中金属离子存在形态的热力学性质。     

阴离子柱撑磁性镍铝水滑石的制备及表征

将磁性基质与镍铝类水滑石组装制备磁性镍铝水滑石。研究了磁性基质含量、焙烧温度对水滑石磁学性能及结构的影响。并采用SEM、XRD、FT-IR、DSC-TG及VSM(vibrating sample magnetometer)等测试技术对制备的水滑石的结构和磁学性能进行了表征。结果表明,磁性基质的引入赋予镍铝类水滑石以超顺磁性,磁性基质含量对样品的磁性能起决定性作用,磁性镍铝水滑石的比饱和磁化强度随磁性基质含量的增加而增加;XRD分析结果表明,磁性基质的引入没有改变水滑石的典型层状结构且随着磁性基质含量的增多,磁性镍铝水滑石的特征衍射峰的衍射强度有所降低,n(Ni2 )/n(Fe2 )达到20时,XRD谱图中开始出现Fe3O4晶相的衍射峰;前驱体经1073K焙烧后出现尖晶石晶相;DSC-TG分析结果表明,磁性基质的引入没有改变水滑石2个阶段吸热的特征,这与XRD的检测结果一致。     

添加钠对低镍甲烷化催化剂结构性能的影响

用活性测试、XRD和EXAFS方法研究了一系列含Ni 6wt％、添加不同量Na助剂的γ-Al_2O_3担载Ni甲烷化催化剂的结构性能。结果表明:Ni与Al_2O_3有较强的相互作用。添加不同量的Na助剂能增强或削弱这种作用,从而影响催化剂宏观性能,Na在Al_2O_3上是高度分散的。它的影响是通过改变载体表面性能从而改变Ni的状态及其分布,Ni的分散度和Ni-Al_2O_3相互作用而完成的。适量Na可提高Ni的分散度,优化Ni-Al_2O_3相互作用,从而提高催化剂活性。过量Na则会加强Ni-Al_2O_3相互作用,或者造成NiO自身聚集形成NiO晶相,从而降低Ni利用率,使催化剂活性降低。     

In situ electro-deposition of Pt micro-nano clusters on the surface of {[PMo12O40]3-/PAMAM}n multilayer composite films and their electrocatalytic activities regarding methanol oxidation

The {[PMo(12)O(40)](3-)/PAMAM}(n) multilayer films are prepared by LBL electrostatic assembly technique, and their uniform and homogeneous traits have been verified by cyclic voltammetry. The {[PMo(12)O(40)](3-)/PAMAM}(n) multilayer films with PAMAM as the outmost layer, having an open structure and exhibiting good penetrability for the solvent molecules at low pH, are used as matrices for electro-deposition of Pt micro-nano clusters in situ. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis and field emission scanning electron microscope (FE-SEM) characterization show that the unique Pt micro-nano clusters with flower-like structure have been immobilized on the surface of {[PMo(12)O(40)](3-)/PAMAM}(n) multilayer films. The morphologies of Pt micro-nano clusters are influenced by electro-deposition conditions such as deposition potential, deposition time, and the number of layers of {[PMo(12)O(40)](3-)/PAMAM}(n) multilayer films. Pt(-clusters)-{PMo(12)/PAMAM}(3) composite films demonstrate good electrocatalytic activities regarding methanol oxidation and improved tolerance of CO.     

Sonochemical preparation of supported hydrodesulfurization catalysts

Sonochemical preparation of Co and Ni promoted MoS(2) supported on alumina was achieved by high-intensity ultrasonic irradiation of isodurene solutions containing molybdenum carbonyl, dicobalt octacarbonyl, elemental sulfur, and Al(2)O(3) or Ni-Al(2)O(3) under Ar flow. The sonochemically prepared catalysts were characterized by elemental analysis, XPS, SEM, TEM, and XEDS, and hydrodesulfurization (HDS) activity evaluated for thiophene and dibenzothiophene substrates. The TEM studies on the sonochemically prepared catalysts indicate the formation of layered hexagonal MoS(2) (lattice fringes approximately 6.2 A) on the alumina support. The sonochemically prepared Co-Mo-S/Al(2)O(3), Ni-Mo-S/Al(2)O(3), and Co-Ni-Mo-S/Al(2)O(3) are extremely active catalysts for the HDS of thiophene and dibenzothiophene, with activities severalfold those of comparable commercial catalysts under identical conditions. The layered structure of MoS(2) remained intact after 120 h of HDS, and the catalyst is reusable.     

STUDIES OF CATALYTIC PARTIAL OXIDATION OF METHANE TO SYNTHESIS GAS

llltcractlOllIntroductionNaturalgas.oft"hichthemajorconstituentismethane.hasbeenusedtoproduces'.nthcsisgasonalargeindustrialscaleforseveraldecades-mostl}'insteamreformingreaction(SR)t'.hichsuffersfromthedisadvantageofhighHZ/COratio(>4-whichis11otsuitablef…