交换关联泛函近似方法对Ru催化剂上甲烷和乙烷形成的影响

密度泛函理论作为多相催化研究中的一个强有力工具,常被用于获得催化过程中关键的热力学及动力学参数,如吸附能、反应焓、活化能垒和速率常数等. 理解密度泛函交换关联近似方法对于揭示催化剂的催化性能及机理至关重要. 本文报道了六种不同的交换关联泛函近似方法,包括PBE、RPBE、BEEF+vdW、optB86b+vdW、SCAN和SCAN+rVV10,对金属Ru(0001)和Ru(1011)表面上甲烷和乙烷形成过程中涉及到的中间体的吸附能、反应能和活化能垒的影响. 当基元反应中反应物和产物与表面的配位数不同时,理论计算的反应能大小强烈依赖于交换关联密度泛函的选择. 对于涉及多个基元步骤的总反应,反应能的计算偏差会逐渐累积,从而导致不同的交换关联泛函近似方法之间的巨大差异. 由于不同泛函对反应涉及到的中间体吸附能之间存在差异,交换关联泛函近似方法的选择显著地影响Ru(0001)表面上甲烷、乙烯和乙烷的选择性. 然而,不同泛函近似方法对于Ru(0001) 和Ru(1011)表面上基元反应的能垒以及结构敏感性影响不大. 本工作不仅揭示了交换关联密度泛函近似方法在理论计算研究催化领域的局限性,也强调了选择合适的交换关联泛函方法对于正确评估催化剂活性和选择性的重要性.     

基于激光技术结合温度修正的高温HF气体检测方法研究

氟化氢(HF)是变电站气体绝缘开关进行故障诊断的重要特征气体之一,因此HF气体的高测量精度,快速响应,实时在线检测的方法是工业和环境领域的研究重点之一。结合激光吸收光谱技术和蒙乃尔钢材加工的耐腐蚀多次反射池搭建HF检测实验系统;分析了HF气体在不同温度下的激光吸收光谱特性,根据HITRAN数据库的HF气体配分函数系数得到配分函数曲线和吸收线强曲线;在研究工作中重点设计了结合激光光谱解析和温度参数修正的浓度反演算法以实现气体浓度的准确检测;结合多次反射吸收池的温度特性利用不同浓度配比的HF样气得到连续实验结果。多次反射池加热后并稳定工作在313和323 K时,温度修正前浓度反演的最大相对误差分别为5.33%和5.87%,温度修正后浓度反演的最大相对误差分别为1.20%和1.47%。通过连续检测和计算,系统在323K时HF检出限为8.7×10-5 mmol·mol-1,高于290K时的检出限6.3×10-5 mmol·mol-1(20 m光程)。尽管高温环境下温度修正后的检测误差大于室温情况,但是同一高温下温度修正后的检测误差仍低于未经过温度修正的值。通过该研究证明了本浓度反演算法工作稳定、可靠,可以满足化工生产现场HF实时监测的需求,对于我国工业HF气体的安全排放监管和环境保护起有效的技术支持。     

Be掺杂对InGaAsN/GaAs量子阱性能的提高

InGaAsN/GaAs量子阱中进行铍(Be)元素重掺杂能显著提高其光学性质,并且发光波长发生了红移.X射线衍射摇摆曲线清楚地证实了铍掺杂抑制了InGaAsN(Be)/GaAs量子阱在退火过程中的应力释放.对比退火前,退火后的没有进行铍掺杂的量子阱样品的量子阱的X射线摇摆曲线衍射峰明显向GaAs衬底峰偏移;而对于掺铍的量子阱样品而言,这样的偏移要小很多.     

六方氮化硼表面石墨烯纳米带生长与物性研究

石墨烯作为二维原子晶体家族的典型代表,由于其优异的物理与化学特性而受到学术界与工业界的广泛关注.石墨烯纳米带是宽度仅有几纳米到几十纳米的石墨烯.纳米带不但继承了石墨烯大部分优异的性能,而且具备可调控带隙、自旋极化边界态等石墨烯所不具有的新奇物理特性.这些特性使石墨烯纳米带成为未来探索石墨烯电子学应用所需要重点研究的对象.利用与石墨烯晶格结构相似的六方氮化硼(h-BN)作为绝缘介质衬底进行石墨烯及石墨烯纳米带制备,不仅可以有效地保持它们优异的本征性质,还可以开发出与主流半导体工艺相兼容的电子器件工艺与应用.本文回顾了近几年h-BN表面石墨烯及石墨烯纳米带研究的发展历程,详细阐述了最近的材料制备和物性研究的进展,并对高质量h-BN衬底制备的最新进展进行介绍,以期为未来实现高质量h-BN表面石墨烯纳米带的规模化制备并最终实现电子器件应用奠定基础.最后本文对h-BN表面石墨烯及石墨烯纳米带的未来研究方向进行了展望.     

白刺色素和黑果枸杞色素中花色苷与总多酚的测定

采用紫外-可见分光光度法测定白刺色素和黑果枸杞色素中的花色苷和总多酚的含量,白刺色素的花色苷和总多酚含量分别为4.6、0.10mg/g,黑果枸杞色素的花色苷和总多酚含量分别为14.6、0.22mg/g。该方法操作简单、灵敏度高,适宜检测花色苷和总多酚的含量。该实验为以后的白刺色素和黑果枸杞色素的开发与利用提供理论依据。     

Non-isothermal crystallization of ethylene-vinyl acetate copolymer containing a high weight fraction of graphene nanosheets and carbon nanotubes

The effect of the different geometrical dimensionality of two dimensional graphene nanosheets(2D GNSs) and one dimensional carbon nanotubes(1D CNTs) on the non-isothermal crystallization of an ethylene-vinyl acetate(EVA) copolymer at high loading(5 wt%) was studied.Transmission electron microscopy indicated a homogeneous dispersion of GNSs and CNTs in EVA obtained by a solution dispersion process.Fourier-transform infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry measurements showed that 1D CNTs and 2D GNSs acted as effective nucleating agents,with a noticeably increased onset crystallization temperature of EVA.A high weight fraction of nano-fillers slowed the overall crystallization rate of composites.At the same crystallization temperature,the crystallization behavior of GNS/EVA composites was slowed compared to that of the CNT/EVA ones owing to larger nucleus barrier and activation energy of diffusion.Dynamic mechanical relaxation and rheology behavior of CNT/EVA and GNS/EVA composites demonstrated that the planar structure of the GNSs had an intensively negative effect on EVA chain mobility due to interactions between nanofillers and polymer chains,as well as spatial restriction.     

铜锰双金属氧化物催化的液相甲苯氧化反应

 工业上甲苯氧化反应采用均相醋酸钴催化剂,以溴化物为促进剂在乙酸溶液中进行. 乙酸和溴化物的使用使催化剂的分离和回收非常困难,并非常容易腐蚀设备; 另外很容易形成大量有毒废液对环境造成污染. 本文以共沉淀法制备的铜锰氧化物为催化剂,在无溶剂的条件下进行了甲苯液相氧化反应,得到了较好的催化效果. 催化剂最佳Cu:Mn摩尔比为1:1, 此时催化剂的主要物相为Cu1.5Mn1.5O4.     

单纳米颗粒在超微电极上的碰撞电化学分析：微电极和纳米管电极

纳米颗粒的功能与其尺寸、电荷密度和表面化学性质等密切相关,因此研究其内在关系至关重要。近年来,基于纳米颗粒碰撞的电化学方法可以实现对单个纳米颗粒的尺寸、浓度和聚集状态快速检测,进而有效区分纳米颗粒的个体差异和探索单个颗粒活性-结构之间的关系。鉴于电极的尺寸、形状对单颗粒碰撞结果存在显著影响,本文将重点介绍不同颗粒（金属、半导体和绝缘体）与传统超微电极和纳米管电极之间的碰撞行为,并基于目前纳米电化学碰撞技术的不足,展望未来纳米电化学碰撞技术的发展方向。     

电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定电气石中的B2O3

建立了氢氟酸-硝酸-磷酸-高氯酸体系密闭溶矿,电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定电气石中B_2O_3的方法。实验表明,方法的检出限为0.096mg/L,相对标准偏差(RSD)为0.38%,加标回收率为97.2%~102%。方法流程简单,精密度高,准确度好,可进行批量样品的分析测定,具有实际应用意义。     

介孔SiO2薄膜增敏SERS基底在消逝波激励下的特性表征

采用溶胶-凝胶分子模板法在50 nm 厚金膜表面制备约40 nm 厚介孔二氧化硅(MPS)薄膜, 然后在MPS薄膜表面静电自组装金纳米粒子(GNP)单层膜, 形成的多层膜结构用作表面增强拉曼散射(SERS)基底.利用扫描电镜观测到MPS薄膜具有表面开口多孔结构, 有助于小分子向薄膜内快速扩散. 基于时域有限差分(FDTD)方法对电场分布的仿真结果指出, 在表面等离子体共振(SPR)条件下分布于金膜与GNP之间的消逝场显著增强. 由于空间重叠, 该增强场能够高效激发MPS内富集的小分子拉曼信号, 产生的拉曼信号还可免受金属作用的干扰. 利用Kretschmann 结构和尼罗蓝(NB)拉曼活性分子测试了Au/MPS/GNP基底在785 nm激发波长下的SERS效果, 并与Au/GNP基底进行了比较. 结果表明, 在SPR条件下, Au/MPS/GNP基底能够导致较强的定向和背向拉曼信号, 而且在586 cm^-1处的背向拉曼信号强度是Au/GNP基底的40 倍, 这归功于MPS薄膜. 进一步测试表明背向拉曼信号强度与NB浓度成正相关. 这意味着Au/MPS/GNP基底具有良好的半定量检测本领.