新型锂盐Li[(CF_3SO_2)(n-C_4F_9SO_2)N]电解液在高电压LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4电池中的性能

探讨一种新型磺酰亚胺锂盐(三氟甲基磺酰)(全氟丁基磺酰)亚胺锂{Li[(CF_3SO_2)(n-C_4F_9SO_2)N],LiTNFSI}的碳酸丙烯酯(PC)电解液的电导率、耐氧化性及基于该电解液的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4|Li电池循环性能和自放电行为.结果表明,1.0 mol/L LiTNFSI-PC电解液的室温电导率适中,氧化电位较高,并且基于该电解液的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4|Li电池表现出优异的循环性能,综合性能明显优于1.0 mol/L LiPF_6-PC电解液体系.这主要得益于1.0 mol/L LiTNFSI PC电解液与LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4良好的界面匹配性.     

氧化还原对SrVOx外延膜晶相及物性的可逆调控

本文揭示了SrVO₃和Sr₂V₂O₇薄膜通过氧气或真空气氛中热处理来相互转化的现象. 基于该现象,高质量的Sr₂V₂O₇外延薄膜被间接合成. 性能表征结果显示半透明金属性的SrVO₃与透明绝缘的Sr₂V₂O₇可以实现可逆转换,该现象在可控的电学、光学器件中具有潜在应用价值.     

原子层沉积：一种多相催化剂“自下而上”气相制备新策略

多相催化剂是极为重要的一类催化剂,在许多重要工业反应中扮演关键角色。然而,传统的湿化学合成手段在很多情况下难以做到对催化剂活性位点的结构、组成以及其周围局部环境的原子级精细调控,继而给优化催化剂性能、理解多相催化机理带来较大的挑战。原子层沉积(ALD)是一种气相催化剂合成技术,其原理是基于两种前驱体蒸汽交替进样并在载体表面上发生分子层面上的“自限制”反应,实现目标材料在载体表面上的精准沉积。利用其分子层面上的“自限制”反应特性,并通过改变沉积周期数、次序和种类等方法可以实现对催化剂活性位结构的原子级精细控制,进而为人们提供了一种催化剂“自下而上”精细可控合成的新策略。在本文中,我们总结了利用ALD方法在负载型单金属和双金属催化剂精细设计方面的进展,讨论了ALD方法在设计高效催化剂方面的特点与优势。特别地,我们总结了利用ALD方法制备单原子和双原子结构金属催化剂的方法与策略。此外,我们总结了利用氧化物可控沉积精准调控金属催化活性中心周围的微环境,从而实现提升催化剂活性、选择性和稳定性的方法。最后我们展望了ALD技术在催化剂制备领域中应用的潜力。     

氧化石墨烯负载的Pt单原子催化硼胺烷水解机理的理论研究

本文研究了氧化石墨烯负载Pt单原子(Pt₁/Gr-O)催化硼胺烷(NH₃BH₃)全水解反应机理,即一分子的NH₃BH₃生成三分子的氢气(H₂)的过程. 在水解路径中,首先吸附的硼胺烷连续断裂两个B-H键生成第一分子的H₂. 接着,一个H₂O分子与^*BHNH₃基团(^*表示吸附态)反应生成^*BH(H₂O)NH₃,其中伸长的O-H键断裂后形成^*BH(OH)NH₃. 然后,第二个H₂O与^*BH(OH)NH₃反应生成^*BH(OH)(H₂O)NH₃,在指向Pt₁/Gr-O表面的O-H断裂后,生成BH(OH)₂NH₃并脱附到水溶液中. 两个水分子脱氢产生的两个H原子脱附生成第二个H₂分子,且Pt₁/Gr-O催化剂恢复. 脱附后的BH(OH)₂NH₃在水溶液中水解生成第三个H₂分子. 纵观整个水解反应,H₂O分子和^*BHNH₃基团的结合是反应速控步,其反应能垒是16.1 kcal/mol. 因此,Pt₁/Gr-O有希望成为室温催化NH₃BH₃全水解催化剂.     

紫外激光调控CoFe2O4表面氧空位以增强析氧反应催化活性

本文以尖晶石型材料CoFe₂O₄为模型催化剂,研究证实脉冲紫外激光辐照可以有效调控材料表面的氧空位含量,进而改变其析氧催化活性,得到了催化活性随辐照时间的火山型变化趋势. 这种激光辐照方法可用于定量研究过渡金属化合物的表面阳离子价态、阴离子空位和物化性质间的关联.     

原子层沉积技术沉积的FeOx包裹层显著提高Pd/C催化剂在甲酸分解放氢反应中的催化活性

Hydrogen generation from formic acid (FA) has received significant attention.The challenge is to obtain a highly active catalyst under mild conditions for practical applications.Here atomic layer deposition (ALD) of FeO_x was performed to deposit an ultrathin oxide coating layer to a Pd/C catalyst,therein the FeO_x coverage was precisely controlled by ALD cycles.Transmission electron microscopy and powder X-ray diffraction measurements suggest that the FeO_x coating layer improved the thermal stability of Pd nanoparticles (NPs).X-ray photoelectron spectroscopy measurement showed that deposition of FeO_x on the Pd NPs caused a positive shift of Pd3d binding energy.In the FA dehydrogenation reaction,the ultrathin FeO_x layer on the Pd/C could considerably improve the catalytic activity,and Pd/C coated with 8 cycles of FeO_x showed an optimized activity with turnover frequency being about 2 times higher than the uncoated one.The improved activities were in a volcanoshape as a function of the number of FeO_x ALD cycles,indicating the coverage of FeO_x is critical for the optimized activity.In summary,simultaneous improvements of activity and thermal stability of Pd/C catalyst by ultra-thin FeO_x overlayer suggest to be an effective way to design active catalysts for the FA dehydrogenation reaction.     

一维锰氧化物纳米棒在以O2为氧源的苯甲醇氧化反应中的催化性能

采用水热法合成MnOOH一维纳米线,通过MnOOH在不同气氛和温度中煅烧得到尺寸和形貌相似的不同锰氧化物,并用于以O₂为氧源的苯甲醇液相氧化反应. 结果表明,MnO₂对苯甲醇氧化反应具有较高的催化活性. 通过XPS、SEM、TEM和H₂-TPR等手段对催化剂的形貌和结构进行了表征,并讨论了可能影响反应活性的一些因素. MnO₂的良好催化性能可能与其晶格氧具有较高的迁移率以及氧化还原能力有关. 通过简单的焙烧处理,可以使MnO₂催化剂在苯甲醇氧化反应中具有良好的重复使用性.     

新型内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的合成、结构与性质*

内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的发现极大地扩展了内嵌富勒烯家族。内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯是一类新型的内嵌富勒烯,其内嵌物为由2-3种不同的金属组成的氮化物原子簇。本文首先介绍了新型内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的发现、合成和分离方法,并对目前所分离出来的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯进行了分类。然后总结了目前所报导的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的结构表征手段,对于不同的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的分子结构分别进行了阐述。最后着重讨论了内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的特殊电子性质以及物理和化学性质。本文还对内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯潜在的应用前景作了展望,在内嵌具有不同物理性质的两到三种金属原子的基础上,所形成的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯有可能兼具不同金属原子各自的性质,从而成为多功能综合的功能材料。     

在太阳光照射和不外加酸下TiO2双功能催化剂光催化还原Cr(VI)离子

利用硫酸氧钛铵的热分解控制制备了氮和硫共同掺杂的TiO₂双功能光催化剂. TiO₂双功能光催化剂同时具备光催化性能和较强的Br?nsted酸性,因此能够在太阳光照射和不外加酸下有效光催化还原Cr(VI)离子. 其光催化还原Cr(VI)离子的活性要优于通过外加硫酸调节到等同pH值和太阳光照射下P25光催化剂光催化还原Cr(VI)离子的活性.     

结合静电喷雾技术与浸渍法制备的固体氧化物燃料电池阴极

使用浸渍法制备具有纳米催化粒子的固体氧化物燃料电池电极可以提高电池性能。结合静电喷雾技术以及浸渍法制备的Sm0.2Ce0.8O2-δ（SDC）La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ（LSCF）浸渍阴极。对于静电喷雾技术中沉积温度对于薄膜形貌的影响做了讨论。阻抗谱研究表明,以300℃下沉积制得的薄膜为骨架的阴极具有最小的极化阻抗,在650、700、750、800℃分别为0.484、0.077、0.034、0.022Ω.cm2。以这种电极为阴极并以稳定的氧化锆为电解质的单电池在750℃时最大功率密度为254mW/cm。