含氮前驱体对氮杂有序介孔炭材料及其氧还原电催化性能的影响

燃料电池中贵金属铂的大量使用是阻碍其发展的关键因素,亟需探索高效廉价的替代型电催化剂.在目前的替代型非贵金属催化剂研究中,氮杂炭材料是一类氧还原反应催化活性最好、成本最低廉的催化剂,被认为是最有可能取代Pt催化剂而获得实际应用的催化剂.氮杂有序介孔炭材料因具有极高的比表面积和规整的孔道结构,可实现活性位点的密集组装与反应物料的快速传输,受到研究者的广泛关注.本文分别以苯胺、吡咯和邻菲罗啉为含氮前驱体,介孔分子筛SBA-15为硬模板,采用纳米浇铸法成功制备了具有高比表面积的氮杂有序介孔炭材料,系统研究了不同含氮前驱体对氮杂有序介孔炭材料的影响.采用氮气吸附-脱附等温线、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了氮杂有序介孔炭的组成与结构,采用循环伏安法(CV)以及线性扫描伏安法(LSV)等手段考察了其电化学行为与氧还原反应极化性能.氮气吸附-脱附等温线结果表明,采用三种不同含氮前驱体制备的氮杂炭材料都对应Ⅳ型吸脱附等温线以及H4型滞后环,表明所制备的氮杂炭材料具有介孔结构.由TEM可以清楚地观察到氮杂炭材料已经成功地反转了SBA-15模板的孔道结构.同时发现,含氮前驱体对氮杂炭材料的比表面积和孔结构产生较大影响:以吡咯和邻菲罗啉为前驱体制备的炭材料C-PY-900和C-Phen-900的比表面积较高,分别为765和746 m2/g,而以苯胺为前驱体制备的炭材料C-PA-900比表面积较小(569 m2/g);三种炭材料平均孔径大小顺序为C-Phen-900 (3.7 nm)＜ C-PY-900 (5.0 nm)＜ C-PA-900 (5.9 nm),这是由于不同含氮前驱体在高温焙烧过程中热分解行为不同所致.XRD结果发现,含氮前驱体对氮杂炭材料的晶型基本没有影响,均为无定形碳.XPS结果表明,采用苯胺、吡咯以及林菲啰啉为前驱体制备的氮杂炭材料中氮含量基本相同,分别为3.13 at％,3.32 at％和3.33 at％,说明在相同热解条件下材料中的氮含量基本不受前驱体的影响,但不同配位环境的氮含量以及氮活化碳原子的含量却有较大差异,其氮活化碳原子的相对含量分别为15.60％,19.87％和23.04％.电化学测试结果表明,三种氮杂介孔炭材料的氧还原反应电催化活性顺序为C-PA-900＜C-PY-900＜C-Phen-900,其H2O2产率低于30％,说明氧还原反应经历4电子转移路径.在碱性条件下,所制氮杂有序介孔炭材料C-PY-900和C-Phen-900表现出较商品Pt/C催化剂更加优异的氧还原反应电催化性能.综上可见,通过改变含氮前驱体的类型可以有效调变氮杂炭材料的比表面积、孔道结构以及N 1s与C 1s化学态,从而调控氧还原反应活性,本文不仅制备出高活性的非贵金属氧还原电催化剂,同时也为高活性炭基电催化剂的可控制备提供了思路.     

Ho2(Co,Si)17化合物的结构与磁晶各向异性

用三弧Czochralski法和真空电弧熔炼法制备了Ho2Co17-xSix化合物.通过X射线衍射和磁性测量手段研究了化合物的结构与内禀磁性.重点讨论了磁晶各向异性和自旋重取向转变.实验结果表明,Ho2Co17为Th2Ni17型六角结构,在0.5≤x≤3的化合物均为Th2Zn17型菱方结构,能够获得单相2:17型化合物的最大Si含量是x=3.在x≤2的浓度范围,化合物的易磁化方向垂直于c轴.随Si含量增加,化合物的居里温度和Co原子平均磁矩单调减少.根据Ho2Co17-xSix化合物的居里温度和自旋重取向温度,获得了磁相图.根据热磁曲线,确定了温度补偿点.在Ho2Co17化合物中观察到了在1005 K发生自旋重取向转变.     

光谱烧孔技术

论述了光谱烧孔技术的动力学理论模型 ;介绍了单光子烧孔和多光子烧孔所取得的实验结果 ;讨论了光谱烧孔的发展趋势 :提高烧孔度 ,实现室温烧孔和提高探测及读出时的信噪比。问题的关键在于光致填孔机制的研究。同时提出将它投入实际应用亟待解决的问题 ,即作为一种可能的高密度频域光信息存储手段所亟待解决的问题是开发适应于此技术的新材料 ,深入研究材料体系的烧扎特性     

N263和TBP为协同流动载体的液膜体系分离钐(Ⅲ)和钆(Ⅲ)的研究

研究了N263和TBP为协同载体的液膜体系分离钐和钆的行为.考察了膜相添加剂、内水相反萃剂、外水相盐析剂和膜相中载体浓度对传质分离的影响.当用TBP作为膜相添加剂时,N263能很好地溶解在煤油中.N263-TBP-LMA-1-煤油和NH₄NO₃协同流动载体液膜体系在迁移稀土离子时表现出"倒序"特性,与单纯的N263体系相比,该体系对钐、钆具有较高的选择性.     

掺杂聚苯胺溶致液晶相的产生和表征

聚苯胺（PAN）具有共轭结构,从理论上满足形成液晶相的基本条件［1,2］．但由于聚苯胺难溶、难熔,长期以来对于聚苯胺溶液（尤其是浓溶液）或熔体的研究甚少．近年来,人们采用具有“增塑作用”的大分子功能质子酸对聚苯胺进行掺杂,获得可溶于多种有机溶剂中的掺杂态聚苯胺［3～5］．然而,聚苯胺溶液的结构与性能的特点及能否产生溶致液晶相等问题目前尚未见报道．为此,我们研究了十二烷基苯磺酸（DBSA）掺杂聚苯胺在有机溶剂中形成液晶相的条件,探讨了不同掺杂方法对PAN－DBSA的溶解性及形成液晶棺的影响;采用差式扫描量热分…     

相对论的教学要紧扣“相对”

通过强调相对性,介绍一种狭义相对论时空观的教学方法。     

计算股市的基本方程、理论和原理(Ⅰ)——基本方程

本文采用网络模型和类似于固体力学的方法论来研究计算股市。建立四个基本的联立方程,即:利率-流通量方程;股票买入、卖出方程;股价变化率方程;以及利率、股价及股价变化率方程。文中着重讨论利率-流通量方程的解及其简单应用,包括时间离散化时股市网络用Banach收缩映射定理证明最终趋向平衡状态,以及银行减息引起资金流动按指数型式衰减等。     

向量空间中一些概念与结果

向量空间是《线性代数》中的一个教学难点,难教难学．其中一些概念和性质不好掌握,容易错用,一些新编教材和涉及此章的教改章在这方面作了不少工作,很多有独到之处,但有些地方尚有错漏和需要改进之处．下面分述之。     

聚(N-异丙基丙烯酰胺)的分子链特性

利用光散射得到了分子量为 2 2 3× 1 0 4～ 1 30× 1 0 4窄分布 (Mw/Mn≤ 1 .2 8)的聚 (N 异丙基丙烯酰胺 ) (PNIPAM)在四氢呋喃 (THF)溶液中 2 5℃的第二维利系数A2 及分子链均方回转半径〈S2 〉与分子量的关系 ,即A2 ∝Mw-0 .2 5 ,〈S2 〉1/ 2 =1 .5 6×1 0 -9Mw0 .5 6.还测定了在THF和甲醇中 2 5℃的特性粘数 [η],得到的Mark_Houwink方程为 [η]=6 .90× 1 0 -5 M0 .73 (THF溶液 )和 [η]=1 .0 7× 1 0 -4 M0 .71(甲醇溶液 ) .以上结果表明THF和甲醇都是PNIPAM的良溶剂 .根据Kurata_Stockmayer方程计算得到PNIPAM在两种溶剂中的极限特征比C∞ 为 1 0 6 ,说明PNIPAM为与聚苯乙烯相似的柔性链 ,因此可以形成珠球 .还跟踪了PNIPAM水溶液的特性粘数在 2 5～ 31 5℃之间的变化 ,发现特性粘数随温度升高而下降 ,呈现两个阶段 :低温阶段的斜率较小而高温阶段的斜率较大 ,转折温度约为 30 1℃ .表明从 2 5℃起分子链就开始收缩 ,到 30℃以上时升温对收缩的促进更显著 .     

铜(II)/明胶(酶解明胶)络合物的制备及其络合形态的探讨

许多金属元素对于生物体是必需的,Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ和Ｚｎ在人体中的含量约３％;各种金属离子在生物体中具有不同的作用,其功能是很复杂的．铜在生物体内主要是进行氧化还原反应,起输送氧气和电子载体的作用．如果人体内缺乏铜,则...