CeO2(110)负载Au纳米颗粒催化CO+NOx反应的DFT+U研究

通过在位库伦校正的密度泛函理论（DFT+U）方法计算,我们研究了CO和NO_x分子在Au负载CeO₂（110）表面的吸附. 结果表明,CO在Au纳米颗粒的顶位有很强的吸附能,大约为1.2 eV,而NO在Au纳米颗粒上或者Au与CeO₂载体界面处都是弱吸附. 然而,当NO_x在界面处形成N₂O₂二聚体之后,通过断裂末端的N-O键能够有效地被降解. 纵观整个反应过程,第一步CO+N₂O₂的反应遵循了Langmuir-Hinshelwood机理,活化能只有0.4 eV,通过形成ONNOCO的中间物种最终产生N₂O和CO₂. 不同的是,第二步消除N₂O反应遵循了Eley-Rideal碰撞机理,需要相当高的能垒,约为1.8 eV. 通过进一步分析表明,稀土Ce元素独特的电子特性能够使电子从Au上转移并且局域到载体表面的Ce阳离子上,并且有助于形成带负电的N₂O₂分子. 而且Au纳米颗粒有很强的结构流动性,能够促进吸附的CO分子靠近界面处的N₂O₂并与之反应.     

一氧化碳添加对甲烷/空气贫燃预混火焰的影响(英文)

通过对贫燃条件下(燃料与空气化学计量比φ=0.60-0.80)的甲烷/一氧化碳/空气火焰结构进行数值模拟,研究燃料中一氧化碳添加量对层流燃烧速度、氮氧化合物的排放以及熄火拉伸率的影响.随着燃料中一氧化碳添加量的不断增加,层流燃烧速度有所下降,这与燃料中加入氢气产生的现象有所不同.为了解释这一现象,本文深入探讨了层流燃烧速度与H+OH浓度峰值之间的关系,结果表明,一氧化碳的增加导致H+OH浓度峰值呈线性下降,与层流燃烧速度下降趋势完全一致.随着一氧化碳的增加,氮氧化合物排放量有所下降.探讨了NO的生成机理,且由敏感性分析得到生成NO的重要反应,分析当一氧化碳量增大时,NO的浓度以及重要反应的NO生成率均下降.此外,利用数值模拟求解径向拉伸率,深入分析燃料中添加一氧化碳时拉伸率对贫燃火焰稳定性的影响.由计算结果得到熄火拉伸率,发现燃料中一氧化碳的添加在一定程度上能够增强火焰的稳定性.     

BaCO3在γ-Al2O3载体上的分散及其NOx存储性能

 用浸渍法制备了BaCO3-Pt/γ-Al2O3 和Pt-BaCO3/γ-Al2O3 两种样品. X射线衍射和显微红外等表征结果表明, BaCO3可以在载体表面实现单层分散; Pt和BaCO3的负载顺序不同,则BaCO3的分散容量不同. 以1%Pt/γ-Al2O3 为载体制备的 BaCO3-Pt/γ-Al2O3 样品中BaCO3的分散阈值为0.24 g/g. 氮氧化物存储量测试结果表明, BaCO3负载量在分散阈值时, NOx的吸附穿透时间和钡离子的有效利用率均达到最大值,表现出阈值效应. 而在BaCO3/γ-Al2O3 上负载Pt制备的1%Pt-BaCO3/γ-Al2O3 样品中, BaCO3的分散容量降低, 氮氧化物存储量也降低. 分散相的BaCO3在氮氧化合物存储过程中起主要作用,选择钡含量在分散阈值附近并采取先负载Pt后负载BaCO3的制样顺序可以得到吸附能力最强和钡离子有效利用率最高的催化剂.     

对流层中的OH与HO2自由基的研究进展

OH与HO2自由基是大气中重要的氧化剂,研究它们的化学反应性质及对其进行实地测量,对深入理解大气氧化过程和了解区域乃至全球大气自净能力有重要意义.自工业革命以来,每年有数千万吨的自然和人为污染物进入对流层,这些物质会严重影响·OH的生成和消除,因此·OH的浓度可能在全球范围内发生大的变化.本文总结了国内外近年来有关·OH与HO2·的最新研究成果,目前比较一致的结论是由于人类活动的影响,全球·OH的浓度比工业革命前降低了.但是在一些污染地区,由于氮氧化合物对·OH的负反馈作用,一定程度上弥补了·OH的净损失.在最近20年中,·OH在对流层中的浓度基本稳定在106cm-3.本文还介绍了实验室研究方法及外场测量技术的进展,提出了尚待解决的一些问题.     

制备方法对V2O5/WO3-TiO2催化剂脱除柴油车尾气中NOx的影响

分别采用普通浸渍法(VWTi-con)和超声辅助浸渍法(VWTi-HUST)制备了V2O5/WO3-TiO2催化剂,并用X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱等技术对催化剂进行了表征,评价了水热老化前后两种催化剂的NH3-SCR脱除模拟柴油车尾气中NOx的反应活性,并与国外成熟商品催化剂进行了比较.结果表明,制备方法可影响V2O5/WO3-TiO2催化剂的水热稳定性,VWTi-con催化剂老化后几乎完全失活,而VWTi-HUST具有优异的水热稳定性,与国外成熟商品催化剂性能相当.与传统浸渍法相比,超声辅助浸渍法增强了活性物种和载体的相互作用,提高了活性组分的分散性等.采用该法制备的VWTi-HUST催化剂将具有较强的商业应用性;台架试验正在进行中,以期满足柴油车国IV排放标准的要求.     

金属卟啉配合物与气体小分子的仿生作用研究

金属卟啉化学是现代化学中重要的分支之一。在自然界,金属卟啉(类似物)配合物构成了叶绿素、血红蛋白及细胞色素等生物大分子的核心部分,参与生物体内信使气体分子的体内传输过程。本文综述了不同的金属卟啉配合物(MP)与气体小分子(O2,COx,NOx,H2S等)的相互作用,此类作用对于气体小分子在体内的结合及运输起着重要的作用,同时为工业过程的设计及生物模拟提供了依据。随着在生物医学、能源、分析化学、合成催化、材料科学以及气体的传输和固定等方面的广泛应用,新型MP的设计合成、结构特点和性质研究将得到不断发展。     

有序介孔CuFe2O4同时催化去除碳烟与NOx

采用纳米复刻(浇筑)法制备一系列介孔CuFe_2O_4.通过X射线衍射(XRD)、 N_2物理吸附、透射电镜(TEM)等研究了不同制备条件对有序介孔CuFe_2O_4结构形成的影响.研究发现,作为对比,柠檬酸法仅能合成普通的四方相CuFe_2O_4纳米颗粒,但是硬模板法则能合成出高温淬火才能形成的立方晶相介孔结构CuFe_2O_4.进一步研究了该催化剂同时催化去除碳烟和氮氧化合物(NO_x)的性能,研究发现,与柠檬酸法合成的普通CuFe_2O_4催化剂相比,介孔结构CuFe_2O_4不仅大幅降低了碳烟起燃温度(324降低到278℃),而且将N_2的最高产率从5.9%提升到了92.2%.基于原位漫反射红外(in-situ DRIFTS)的机理分析研究表明,合成过程中采用NaOH除去硬模板的过程中会在介孔CuFe_2O_4表面造成大量残留的钠盐,这种高分散的钠物种促进了NO_x的吸附并转化为硝酸盐物种,从而促进碳烟氧化以及NO_x转化.但是与表面Na修饰的CuFe_2O_4相比,体相Na掺杂的CuFe_2O_4虽然具有更好的有序介孔结构,但是其氧化性能下降,进一步也导致了NO_x的催化还原性能的下降.     

手性双氮氧－镍络合物催化的高效高选择性不对称carbonyl-ene反应

具有光学活性的高烯丙醇是天然产物和药物合成中的重要有机中间体.催化不对称carbonyl-ene反应作为合成该类化合物重要方法之一,多年来一直被有机化学家们关注和研究.四川大学化学学院冯小明等基于其课题组特色的手性双氮氧化合物,将其与过渡金属镍形成络合物催化剂后,用于催化不对称carbonyl.ene反应.该催化体系在反应中表现出非常好的手性诱导作用和广泛的底物普适性.     

氮氧化合物在铜,银,镍,钯,铂面的吸附,脱附理论研究

采用ＡＳＥＤ－ＭＯ量子化学方法对氮（Ｎ２）和氮氧化合物（ＮＯｘ）在Ｃｕ,Ａｇ,Ｎｉ,Ｐｄ,Ｐｔ５种金属（１１１）面上的吸附态进行了系列研究,计算结果表明：在汽车尾气净化的催化处理过程中,当用铜,银,镍,钯,铂等金属作催化剂将ＮＯｘ转化为Ｎ２时,以金属Ｐｔ为最好。用铂作催化剂将ＮＯ还原成Ｎ２时,可得如下反应机理：ＮＯ分子首先吸附在Ｐｔ表面,然后吸附分子ＮＯ的Ｎ－Ｏ键中Ｏ原子。     

Sr_(1-y)Eu_ySi_2O_(2-z)N_(2+2z/3)的发光性质及其在白光LED上的应用

采用高温固相法合成出系列黄绿色Sr1-yEuySi2O2-zN2+2z/3荧光材料,进行了光学性质表征并探索了其在LED上的应用。在Eu2+掺杂浓度为0～0.200范围内,所合成的化合物为系列色坐标可调的黄绿光-黄光连续固溶体,在250～500nm具有高的激发效率,激发和发射光谱位置及其发射强度随Eu2+浓度改变产生规律性变化;利用光谱理论系统研究了Eu2+的最低5d吸收能级、5d轨道重心移动、晶体场分裂和Stokes位移对激发和发射光谱位置、半峰全宽和荧光寿命的影响及其相互关系。该类荧光材料在77～425K具有良好的温度特性,425K时的发射强度为77K的58%左右。首次将它们和近紫外LED(～400nm)、蓝光LED(～460nm)封装成高亮度黄绿光和黄光LED以及白光LED,发光效率高达19lm/W,这些封装的LED的发光性能也随着Eu2+浓度,以及粉胶比例变化而呈规律性变化。