通过调变碳纳米管大π体系与含氧官能团的共轭作用以改变碳纳米管的催化性能

选取碳纳米管(CNT)催化剂催化丙烷氧化脱氢作为模型反应,通过系统研究CNT上多种活性氧位的微观结构,以及对其电子结构的表征,发现通过调控CNT大π体系与含氧官能团之间的共轭效应可以改变CNT的催化活性.CNT体系充当一个电子存储器,通过活性位与CNT的离域效应向活性位提供或夺取电子改变反应活性.对于丙烷氧化脱氢,当电子从CNT流向官能团时,第一步C-H断键活性提高,但反应过程中生成的中间体过于稳定将导致CNT催化剂活性位被占据,从而抑制第二步C-H活化生成丙烯.反之,当电子从官能团流向CNT时,第一步C-H断键活性较低,生成的中间体较不稳定,较易生成丙烯.因此,可以通过调控CNT与官能团之间的电子共轭效应来平衡两步C-H键的活化.这些结果有助于从微观尺度上理解CNT催化剂活性的来源,并为制备高活性CNT催化剂提供理论指导.     

用GGA泛函方法研究苯分子在石墨(001)表面的吸附

采用GGA近似的PW91泛函,在周期性边界条件下,使用平面波基组和超软赝势,研究了一系列的苯分子在石墨表面的吸附构型.我们发现苯分子之间的相互作用对苯在石墨表面的吸附能有较大影响,平行和垂直吸附构型分别在3×4和2×4超元胞中得到最大的吸附能.由于垂直吸附的苯分子之间相互作用较强,因此在较大的覆盖度下,苯分子将倾向于垂直吸附在石墨的表面.     

二过碘酸含铜(Ⅲ)配离子氧化异丙胺的动力学及机理

在碱性价质中于30～45℃区间,用分光光度法研究了二过碘酸含铜(Ⅱ)配离子(DPC)氧化异丙胺(PA)的动力学．结果表明：反应对DPC为一级,对PA的表观反应级数为1.15～1.39级;准一级([PA]₀≥[Cu(Ⅲ)]₀)速率常数k_obs随[OH^－]和[IO₄^-]_cx的增加而减小;在氮气保护下反应体系能引发丙烯酰胺聚合,表明有自由基参与反应．此外,还观察到对速率有负盐效应．据此,提出了包括DPC离解出一个H₂IO₆^3-的前期平衡和[Cu(HIO₆)]^－与PA之间生成加成物的反应机理．