第一性原理研究氧空位对Ag在MgO(001)面吸附的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究方法,应用Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP),计算了氧空位对Ag原子在MgO(001)面吸附的影响．通过成键过程中电荷密度的变化以及电荷转移的讨论,从原子尺度上分析了MgO(001)面空位点Fs和Fs+对其吸附、聚集与成核属性的影响以及吸附的能量属性.结果表明,相对清洁的MgO表面而言,Ag原子吸附在O空位时,能够更牢固地与MgO表面结合,并吸引更多的Ag原子聚集在一起,形成一个个独立的Ag原子岛.     

用于吲哚直接合成的高性能Cu/SiO2-MgO催化剂

 通过分步浸渍法制备的Cu/SiO2-MgO催化剂对苯胺和乙二醇直接合成吲哚表现出优异的催化性能. 在Cu负载量为0.68 mmol/g和MgO含量为Cu负载量的0.25%时,乙二醇转化率和吲哚选择率分别达到100%和94%,而且催化剂的催化性能比较稳定. XRD结果表明,催化剂活性和选择性较高时,铜晶体的结晶度较高.     

催化剂组成和反应条件对W-Fe-MgO催化分解甲烷制备单壁碳纳米管的影响

 采用“柠檬酸法”制备的W-Fe-MgO催化剂,在小型流化床反应器中分别以Ar和H2为载气在1073～1373 K下催化甲烷分解制单壁碳纳米管(SWCNTs). 实验结果表明,用H2作载气制备SWCNTs的最佳温度为1373 K,在Fe∶Mg摩尔比≤10∶100时,催化剂上的碳产率随其W载量的增加而显著增大,产物中的SWCNTs含量也保持在较高水平,最高碳产率可达55%(相对于催化剂的质量分数). 而使用Ar载气时最佳反应温度为1073 K, 用W∶Mg摩尔比为1∶100的催化剂可制得SWCNTs含量较高的产物,而W∶Mg摩尔比超过1∶100的催化剂上产物中的SWCNTs含量显著下降. 根据XRD和XPS实验结果推测了W-Fe-MgO催化剂上生长SWCNTs的活性相.     

负载型MoOx和VOx催化剂上二甲醚选择氧化制甲醛反应

 考察了负载型MoOx和VOx催化剂上二甲醚选择氧化制甲醛反应的性能. 结果表明,两类催化剂在低温(240~320 ℃)下都具有良好的催化性能,VOx催化剂比MoOx催化剂所需的反应温度低,300 ℃下在VOx/γ-Al2O3催化剂上二甲醚转化率可达20%,甲醛选择性可达70%. 载体对催化剂性能有较大的影响,对于VOx催化剂,使用酸性载体时二甲醚转化率和甲醛选择性更高. 催化剂的稳定性较好, 反应17 h后,VOx/γ-Al2O3催化剂上未检测到有积碳生成.     

NiO/MgxSi1-xOy 催化剂的制备及其在高温焦炉煤气中焦油组分催化裂解中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了MgO和SiO2的二元复合氧化物载体,通过浸渍法制得NiO/MgxSi1-xOy催化剂,并使用Brunauer-Emmett-Teller(BET)吸附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等时其进行表征.以甲苯和萘的混合物作为高温焦炉煤气中焦油组分的模型化合物,在固定床反应器中进行高温焦炉煤气中焦油组分催化裂解的研究.结果表明,催化剂的焙烧温度、反应空速以及载体中Mg和Si的原子比对反应活性有很大的影响.在反应温度800℃、水碳摩尔比为0.7的条件下,10%(w)NiO/Mg0.80Si0.20Oy催化剂能将甲苯和萘完全转化为CO、CH4等小分子气体,显示出很好的催化活性、稳定性以及好的抗积炭性能.     

氧化镁用于制备氢氧化铁胶体的实验设计

Fe（OH）3胶体的制备是中学重要的课堂演示实验,由于实验过程需要加热而耗时较长。从理论与实验的角度证实了使用MgO可促进Fe3+水解形成Fe（OH）3胶体。该方法在常温下即可进行,无需加热,实验成功率高及实验现象明显,符合绿色化学理念,非常适合课堂演示实验与学生自主实验。     

氧化镁中子过滤器研究

核电厂反应堆乏燃料水池格架材料在生产和使用过程中需要对其中子吸收性能进行监测和检测,针对这两方面需求,研制了乏燃料水池格架B₄C_Al材料的中子吸收性能检测设备。为了降低检测过程中超热中子本底的影响,考虑采用氧化镁超热中子过滤器滤除超热中子。对10 和5 cm氧化镁单晶的中子透射率与宏观总截面进行了理论计算,对慢化体表面中子成分进行蒙特卡罗模拟计算并开展实验测量。实验结果表明,10 cm氧化镁对采用8 cm聚乙烯慢化后的252Cf中子源的中子透射率为60.16%,相对镉比值比未加10 cm氧化镁时提高了93.85%,证明常温下采用氧化镁单晶做B₄C_Al检测装置的超热中子过滤器是可行的。     

激光促进甲醇在氧化物上的表面反应

运用红外光谱（IR）、程序升温脱附（TPD）技术,对甲醇吸附在氧化物SiO2、γ－Al2O3和MgO表面所形成的反应体系进行了红外振动结构和化学吸附形态分析,并引入1052cm^-1激光,研究了上述体系的激光促进表面反应（LSSR）规律。结果表明：所选固体材料能够明显促进甲醇光促分解反应,室温条件下即可在SiO2上达到40.5%的转化率;另外与甲醇吸附强度和吸附量相比,反应体系的振动结构对LSSR效率起着更为重要的作用,SiO2因能够较好地吸收、传送激光能量而具有比γ－Al2O3和MgO更好的促进反应性能。最后,根据表征和反应结果给出了反应机理的模型。     

MgO缺陷和不规则表面只附Cl的电子结构研究

采用从头算程序对ＭｇＯ表面３种不同配位位置吸附Ｃｌ２的构型进行优化,并用扩展休克尔紧束缚（ＥＨＴ）晶体轨道方法对ＭｇＯ的缺陷和不规则表面只附Ｃ１２的可能带计算,讨论了吸附前后能带组成和成键性质的变化。研究表明：ＭｇＯ表面吸附Ｃｌ２将更超向于吸附在Ｏ原子上而非Ｍｇ原子上,而且在３种配位中ＭｇＯ表面三配位氧最有利于吸附Ｃｌ２;吸附时,电子从Ｏ原子转移到Ｃｌ２分子的反键轨道,但是各种吸附的ＭｇＯ表面对Ｃ     

SEELFS对Mg-Al复合氧化物结构的研究

应用EXAFS类似原理,对MgO和Mg-Al复合氧化物[Mg(Al)O]中Mgk-边的SEELFS(SurfaceExtendedenergyLossFineStructure)一阶微分谱进行数据处理,得到了Mg近邻原子的配位距离。研究发现,同MgO比较,由于Al^3^+的引入,使[Mg(Al)O]中的Mg－mg配位距离增加,配位数降低,而Mg－O的配位环境基本不变。