P修饰提高Fe-N-C的氧反应活性用于高稳定的锌-空气电池（英文）

生物质碳基材料具有可调的微观结构、丰富的表面活性中心、优良的导电和导热性能以及较大的比表面积,已经成为新能源领域的重要基础材料.然而,应用于锌-空气电池中时,碳基材料高电位下的碳腐蚀问题严重影响了电池的稳定性,因此,开发具有低过电位的析氧反应(OER)催化剂来降低充电电压是解决该问题的关键.本课题组采用一种低温磷化策略制备了具有低OER过电位的P修饰的Fe₃O₄/Fe₂N和生物质碳复合催化剂(P-Fe₃O₄/Fe₂N@NPC),其具有较好的双功能氧反应活性,氧还原反应(ORR)的半波电位为0.86 V,仅需要280 m V的OER过电位就可以达到10 m Acm^-2的电流密度.以P-Fe₃O₄/Fe₂N@NPC作为正极组装的锌-空气电池表现出低的充放电电压差和长期稳定性,在目前报道的碳基催化剂应用于锌-空气电池中具有很大优势.此外,采用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光...     

Cs的覆盖度对Cs/石墨烯的结构稳定性和场发射性能影响

采用密度泛函理论方法,对Cs以不同覆盖度吸附在石墨烯表面时系统的结构稳定性和场发射性能进行了研究。计算结果表明单原子Cs吸附在石墨烯表面的碳六元环的中心位置时系统的能量最低。随着Cs的覆盖度增加,碱金属Cs与石墨烯之间的吸附作用逐渐增强,(4×4)R 0°和(2×2)R 0°结构是稳定的。由于碱金属Cs的修饰作用,Cs/石墨烯体系的功函明显下降,且随着碱金属Cs的覆盖度增大,系统的功函逐渐减小。态密度的计算结果表明功函的下降主要与Cs和石墨烯之间的电子转移有关。随着覆盖度的增大,石墨烯的电子态逐渐向低能方向移动,系统的费米能级升高并导致材料的功函下降。     

锂离子电池LiTi_(0.25)Fe_(0.75)SO_4F正极材料的电子结构

采用密度泛函理论平面波赝势的方法,计算了LiFeSO_4F和LiTi_(0.25)Fe_(0.75)SO_4F正极材料的电子结构。计算结果表明:当锂嵌入材料后,S、O和F的原子布居变化较小,电子主要填充在过渡金属的3d轨道,导致过渡金属被还原,成为电化学反应的活性中心。在嵌锂态中,锂和氧(氟)之间形成了离子键,而过渡金属(Ti和Fe)与氧(氟)之间则形成了共价键,S-O键的共价性最强。态密度的计算结果则表明:Ti和Fe均保持高自旋排列结构;LiFeSO_4F的两个自旋通道的带隙分别为2.88和2.29 e V,其导电性很差;Ti掺杂使体系的带隙消失,显著地提高了正极材料的导电性;LiTi_(0.25)Fe_(0.75)SO_4F系统中Ti-O和Ti-F键均比纯相中的Fe-O和Fe-F键的共价性更强,因此Ti掺杂材料具有更好的结构稳定性。     

萘咪唑类稀土配合物的晶体结构和荧光性质

通过2-（2''-羟基-3''-甲氧基）萘咪唑（HL）和Ln（NO）₃·6H₂O反应,合成了4种单核稀土配合物[Ln（HL）₂（NO₃）₃]·CH₂Cl₂（Ln=Sm（1）,Eu（2）,Tb（3））和[Ln（HL）₂（NO₃）₂（CH₃OH）]NO₃·CH₃OH（Ln=Yb（4））。X射线单晶衍射分析表明配合物1~4均通过配体萘环间的π-π作用呈现蝴蝶状结构。荧光性质表明仅有配合物4显示Yb³⁺稀土离子的特征发光,固态和在乙腈溶液中的荧光寿命分别为8.27 μs和4.40 μs。     

β-环糊精包覆碳纳米管基质用于氨基酸及小分子聚合物的MALDI-FT MS研究

制备了可用作氨基酸及小分子聚合物的MALDI-FTMS分析基质的β-环糊精包覆多壁碳纳米管.通过引入β-环糊精改善其碳纳米管亲水性.所制备的β-环糊精包覆多壁碳纳米管的扫描电镜图表明,该碳纳米管呈现纳米带状结构.与通常的氧化碳纳米管相比,所制备的β-环糊精改性CNT具有更低的背景信号.进一步采用氨基酸及聚乙二醇等小分子化合物对所制备的碳纳米管进行评价,得到很强的氨基酸及聚乙二醇的碱金属离子加合峰,表明该材料可使小分子化合物解吸离子化,且背景干扰小不会影响到小分子化合物检测.由此可见,制备的β-环糊精包覆多壁碳纳米管适于小分子化合物的MALDI-MS分析.     

1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮制备反应中副产物的形成与控制

由1,10-邻菲咯啉合成1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮反应的副产物的形成与控制研究表明,1,10-邻菲咯啉在5,6位二酮化反应中的副反应产物及主产物分离时产生的副产物均为4,5-二氮杂芴-9-酮,二酮化反应条件(包括作为氧化剂的强混合酸H2SO4/HNO3的加入量、时间和温度)和主产物分离时体系的酸度对副产物的形成有重要影响,优化了二酮化反应条件和产物分离时的体系pH控制范围。在此优化条件下,可有效控制副产物的形成,使主产物1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮的收率达到92%以上。     

NaLuF4∶Yb3+,Er3+微米晶的制备及上转换发光

采用EDTA辅助法合成了NaLuF4∶Yb3+,Er3+微米晶,用X射线粉末衍射(XRD)对样品的结构进行了表征。XRD分析表明样品NaLuF4为六角相。研究了初始反应溶液的pH值对NaLuF4∶Yb3+,Er3+微米晶的组分、形貌和荧光性质的影响。在980 nm光激发下,观察到了4G11/2→4I15/2、2H9/2→4I15/2、2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2发射,荧光强度比I(2H11/2/4S3/2→4I15/2)/I(4F9/2→4I15/2)和I(4G11/2/2H9/2→4I15/2)/I(2H11/2/4S3/2→4I15/2)随着pH值的变化而变化。研究了样品的上转换发光机制。     

镍铁水滑石/还原氧化石墨烯的制备及电催化水氧化性能

首先制备了不同镍/铁比的镍铁水滑石,并通过液相剥离法得到水滑石纳米薄片溶胶,随后将其与还原氧化石墨烯复合,并对其进行了电催化水氧化的性能测试.结果表明,镍铁水滑石的剥离可以大幅度提高其电催化性能,起峰电位为1.47V,电流密度为10mA/cm~2时,电位仅为1.53V;与还原氧化石墨烯复合后,其催化活性得到了进一步提高,在10mA/cm~2时电位降为1.515V.     

具有介孔结构的ZSM-12分子筛的制备、表征及催化性能

采用碱脱硅法制备了具有介孔结构的ZSM-12分子筛,并运用X射线衍射、N2吸附-脱附、固体核磁共振和氨程序升温脱附等方法对碱处理前后的ZSM-12分子筛进行了表征,并考察了碱脱硅改性对分子筛的孔结构、酸性以及催化萘的烷基化反应性能的影响.结果表明,通过改变NaOH溶液的浓度可以在保持ZSM-12分子筛骨架结构的同时,有效地调变介孔的分布,随着碱处理浓度的提高,ZSM-12分子筛的介孔孔容增加,孔径分布范围变宽,产生的二次介孔改善了反应产物的扩散性能,有效地提高了对萘和甲醇烷基化反应的催化性能,萘转化率和2,6-二甲基萘选择性均得到提高.     

双层三明治四聚吡咯铀配合物的结构设计和稳定性理论计算

为探索四聚吡咯配体和低价铀离子相互作用,以实验合成单层三明治结构配合物PcU~ⅥPc(Pc=酞菁)为基础,设计双层三明治型PzU~mPzU~mPz(m=Ⅲ,Ⅳ,Pz=氮杂卟啉),采用相对论密度泛函理论考察了其几何结构、异构体相对稳定性以及成键和轨道性质.得到se(staggered-eclipsed)和es(eclipsed-staggered)2种类型稳定空间异构体,并进一步优化其所有可能的电子自旋态异构体.计算结果表明,这些低价铀配合物均具有五重态基态.分子中的原子量子理论(quantum theory of atoms in molecule,QTAIM)在U—N键临界点处的电子/能量密度拓扑分析显示U—N键为弱极性共价键.四价配合物拥有4个U(5f)性质高能占据轨道,与2个U4+的5f单电子数相一致;而三价配合物有很大配体参与作用.2个铀原子和中间Pz配体质心近似成线性,这与配合物具有稳定的σ(U—U)成键轨道密切相关.