含酮基团对煤焦异相还原NO的影响

基于量子化学密度泛函理论和过渡态理论研究了含酮基团对煤焦异相还原NO的影响及其产物发生氧脱附的微观反应机理。计算结果表明，NO更易于吸附在含酮基团煤焦表面。椅形含酮基团强化了煤焦异相还原NO；锯齿形含酮煤焦表面与NO异相反应决速步能垒值（495.45 kJ/mol）大于锯齿形纯碳基煤焦表面与NO决速步能垒值（331.32 kJ/mol），基于锯齿形含酮煤焦模型中的氧浓度不在利于NO还原的范围内而不易于NO的还原。中间产物P1在无CO存在情况下，较纯碳基煤焦表面更易于发生氧脱附而产生表面缺陷；在CO存在条件下，含酮煤焦表面为氧脱附过程提供自由活性位点，降低了过程能垒消耗。     

不同碱基物质对燃煤烟气脱氯的影响

实验探究NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃这三种常见的碱基物质在模拟燃煤烟气中的实际表现，发现三种碱基物质均具有一定的脱氯性能，NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃的脱氯性能依次下降，以脱氯效率70%为目标，使用三种碱基物质Na/Cl比分别需要达到5.8、7.1、8.7。高浓度SO₂的存在对烟气脱氯有竞争作用，随着SO₂浓度的提高，脱氯效率线性下降，不同碱基物质下，SO₂浓度对脱氯效率的影响规律基本一致，SO₂浓度每增加100 mg/m³，脱氯效率下降约1.4%。由于三种碱基物质达到相同脱氯效率时的Na/Cl比不同，综合考虑成本和溶解性，NaOH最具工业应用价值。     

微生物燃料电池阴极脱氮

微生物燃料电池(MFC)阴极电子受体的多样性可实现其阴极脱氮,从而将产生的电能合理利用,因此阴极脱氮成为了MFC的一个研究方向,同时也为实际废水中氮素的去除提供了新的可能。然而在反应过程中有众多因素会导致NOx-N与其他电子受体竞争阳极电子的现象,影响阴极反硝化过程对于电子的利用率,从而造成脱氮效率低等现实问题。目前已有许多研究通过优化MFC自身结构弥补产电的缺陷,及将与其他工艺系统耦合实现同步硝化反硝化等方法,取长补短以增加脱氮效率,降低对碳源的需求,以此解决微生物燃料电池阴极脱氮出现的问题。本文从MFC不同的脱氮历程、MFC工艺条件(pH、C/N、DO)、极室分隔材料等影响MFC阴极脱氮的因素及影响其阴极反硝化微生物群落构成等方面,进行了综述并预测未来研究方向。     

1,8-萘酰亚胺衍生物的合成、表征及电存储性能

本文以三苯胺结构作为电子给体,与三种接有不同吸电子基团的1,8-萘酐反应合成了具有电子给-受体结构的N-(4-三苯胺)-1,8-萘酰亚胺(NA-ATPA)、N-(4-三苯胺)-(4-氰基)-1,8-萘酰亚胺(NA(CN)-ATPA)和N-(4-三苯胺)-(4-硝基)-1,8-萘酰亚胺(NA(NO_2)-ATPA),并对它们的结构进行了表征。利用紫外可见光谱、荧光发射光谱和循环伏安法对产物的光物理性能和电化学性能进行了测试,并测试了其存储行为,结果显示NA-ATPA表现出易失的静态随机存储行为(SRAM),NACN-ATPA表现出非易失的闪存型存储(Flash),NA(NO_2)-ATPA表现出非易失只读型存储(WORM)。三种萘酰亚胺对存储行为中高导态的维持能力逐渐增强,其原因是引入的吸电子基团的吸电子性越强,其LUMO值和能隙值降低的越多,越利于电荷转移,形成更稳定的电荷转移络合物。另外,本文还对原料和产物的电子结构、分子轨道和能级进行了分子模拟计算,研究了三种化合物基态和激发态的差别,并对其电子转移过程进行了理论分析。     

氟碳铈矿焙烧过程中脱氟机制的研究

测定了La F3和La OF在饱和水蒸气气氛下1000℃焙烧3 h后的脱氟率,采用X射线衍射技术对焙烧产物进行了物相分析。测定了氟碳铈矿在饱和水蒸气气氛下700~1000℃焙烧3 h后的焙烧产物中的氟含量,并对焙烧产物进行了物相分析,对焙烧前后的氟碳铈矿进行了SEM扫描对比分析。结果表明:氟碳铈矿发生脱氟反应的过程为:REF3·RE2(CO3)3首先分解生成REF3和RE2O3,同时伴随REOF的生成,然后在有水分子的条件下,REF3,REOF相继发生脱氟反应生成RE2O3和HF。     

单分散磁性Fe3O4纳米粒子修饰石墨烯的制备及应用

通过油相热分解法在石墨烯(Gr)的表面修饰单分散的Fe3O4纳米颗粒,然后将二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)通过多巴胺(DPA)化学键合到到Gr复合物表面,制备了新型磁性纳米复合材料Gr@Fe3O4-DPA-DTPA,采用X射线衍射、透射电镜、振动样品磁强计、傅里叶红外、拉曼和紫外光谱等技术对该材料进行了表征。结果表明,材料对水中的芳香族化合物和重金属离子具有很强的吸附能力,对水中的萘和Cu2+的吸附容量分别达到207.9和72.2mg/g。     

Pt/MIL-101(Cr)在肉桂醛选择性加氢反应中的催化性能

采用简单易行的浸渍法将Pt纳米粒子负载到MIL-101(Cr)上, 制备了Pt/MIL-101(Cr)催化剂, 并对其在肉桂醛选择性加氢反应的催化性能进行了研究。XRD、N₂吸附、TEM和催化性能的研究结果表明, Pt的负载量对负载于MIL-101(Cr)上Pt纳米粒子的尺寸及所制备催化剂对肉桂醇的选择性有很大影响。低Pt负载量(1.0wt%)的Pt/MIL-101(Cr)较其他MOFs和无机材料在肉桂醛选择性加氢反应中表现出了高的催化性能, 在优化的反应条件下肉桂醛转化率和对肉桂醇的选择性可分别达96.5%和86.2%。Pt/MIL-101(Cr)催化剂具有良好的稳定性。Pt/MIL-101(Cr)所表现出的优良的催化性能同MIL-101(Cr)载体的孔道结构及其表面性质密切相关。     

单原子Ge助剂修饰Cu(111)晶面上CO2加氢制甲醇的机理研究

针对CO₂热催化转化制甲醇过程中CO₂吸附、活化较困难及副产物较多的问题,提出采用单原子Ge助剂修饰Cu(111)晶面的解决思路,通过密度泛函理论(DFT)计算研究了CO₂在Ge-Cu(111)晶面上加氢合成甲醇的反应机理。结果表明,单原子Ge助剂的电子调控增加了与其相邻的 Cu 原子的电子云密度,使 CO₂分子在含 Ge 活性界面上的吸附能力显著增强:CO₂在 Ge-Cu(111)晶面上的吸附能约为Cu(111)晶面的1.5倍,约为Pd改性Cu(111)晶面的2.4倍,进而使逆水煤气变换(RWGS)反应路径速控步骤的活化能降低了近 20 kJ·mol^-1,同时衍生出 3条生成甲醇的 RWGS新路径;此外,Ge-Cu(111)晶面上甲酸盐路径由于速控步骤活化能大幅上升而被禁阻,进而CO及烃类等副产物选择性大幅降低,Ge-Cu(111)晶面上CO₂加氢制甲醇选择性升高。     

反应修饰剂ZnSO4和预处理对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响

共沉淀法制备了Ru-Zn催化剂,考察了反应修饰剂ZnSO₄和预处理对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响。结果表明,反应修饰剂ZnSO₄可以与Ru-Zn催化剂中助剂ZnO反应生成（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐。随反应修饰剂ZnSO₄浓度增加,（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐量的逐渐增加,Ru-Zn催化剂活性逐渐降低,环己烯选择性逐渐升高。因为（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐中的Zn²⁺可以使Ru变为有利环己烯生成的缺电子的Ru^δ+物种,而且还可以占据不适宜环己烯生成的强Ru活性位。但当反应修饰剂ZnSO₄浓度高于0.41 mol·L^-1后,继续增加ZnSO₄浓度,由于Zn²⁺水解浆液酸性太强,可以溶解部分（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐,Ru-Zn催化剂活性升高,环己烯选择性降低。但环己烯选择性却略微降低,这是由于ZnSO₄溶液中大量的Zn²⁺可以与生成的环己烯形成配合物,稳定生成的环己烯,抑制生成的环己烯再吸附到催化剂表面并加氢生成环己烷。在ZnSO₄最佳浓度0.61 mol·L^-1下对Ru-Zn催化剂预处理15 h,Ru-Zn催化剂中助剂ZnO可以与ZnSO₄完全反应生成（Zn（OH）₂）₃（ZnSO₄）（H₂O）盐,在该催化剂上25 min苯转化68.2%时环己烯选择性和收率分别为80.2%和54.7%。而且该催化剂具有良好的稳定性和重复使用性能。