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1.
The reaction of N2 with trinuclear niobium and tungsten sulfide clusters Nb3Sn and W3Sn (n=0–3) was systematically studied by density functional theory calculations with TPSS functional and Def2-TZVP basis sets. Dissociations of N−N bonds on these clusters are all thermodynamically allowed but with different reactivity in kinetics. The reactivity of Nb3Sn is generally higher than that of W3Sn. In the favorite reaction pathways, the adsorbed N2 changes the adsorption sites from one metal atom to the bridge site of two metal atoms, then on the hollow site of three metal atoms, and at that place, the N−N bond dissociates. As the number of ligand S atoms increases, the reactivity of Nb3Sn decreases because of the hindering effect of S atoms, while W3S and W3S2 have the highest reactivity among four W3Sn clusters. The Mayer bond order, bond length, vibrational frequency, and electronic charges of the adsorbed N2 are analyzed along the reaction pathways to show the activation process of the N−N bond in reactions. The charge transfer from the clusters to the N2 antibonding orbitals plays an essential role in N−N bond activation, which is more significant in Nb3Sn than in W3Sn, leading to the higher reactivity of Nb3Sn. The reaction mechanisms found in this work may provide important theoretical guidance for the further rational design of related catalytic systems for nitrogen reduction reactions (NRR).  相似文献   
2.
双电解液锂空气电池因其高理论能量密度受到广泛研究,但电池正极侧氧还原反应(ORR)速率低,其反应速率是限制锂空气电池发展的主要因素之一.本文提出了以钌(Ru)掺杂单层石墨烯作为正极ORR催化剂,采用第一性原理计算nRu (n=1~3)掺杂石墨烯的电子结构和氧气在Ru掺杂石墨烯表面的吸附性能,并以过渡态搜索方法获得ORR反应路径,研究碱性溶液中Ru掺杂单层石墨烯作用下的ORR机理.研究结果表明,经Ru原子掺杂后,石墨烯能够获得稳定的掺杂结构,且电导率显著提升.同原始单层石墨烯相比,Ru掺杂石墨烯增强了对O2的吸附能力.在三Ru(n=3)掺杂石墨烯表面进行的ORR无需克服任何能垒.此外,三Ru掺杂石墨烯表面对OH基团的吸附能最低,有利于ORR的连续进行.研究表明三Ru掺杂石墨烯有望成为一种新型的ORR催化剂以提高双电解液锂空气电池的性能.  相似文献   
3.
通过熔盐法制备TiB2载体,并采用简单的沉淀-沉积法制备了Co/TiB2磁性可回收纳米催化剂,用于室温催化氨硼烷(NH3BH3)溶液产氢及串联降解对硝基苯酚(4-NP)及偶氮染料酸性橙7(AO7)、酸性红1(AR1)和甲基橙(MO)等有机污染物。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、振动样品磁强计等表征方法对催化剂的微观形貌和结构等进行分析。结果表明,Co纳米粒子均匀地分布在TiB2载体表面,晶粒尺寸约为40 nm,并且被TiB2载体包覆,具有典型的金属-载体强相互作用。Co/TiB2表现出优异的室温催化NH3BH3溶液产氢活性,产氢速率为565.8 molH2·molcat-1·h-1。在串联降解有机污染物反应中,Co/TiB2在7 min内催化4-NP氨基化的转化率接近100%,反应速率常数高达0.72 min-1;降解AO7的反应速率常数在3种偶氮染料中最高(0.34 min-1)。通过EPR-DMPO(EPR=电子顺磁共振,DMPO=5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物)自由基捕获实验检测出Co/TiB2+NH3BH3催化体系中产生大量的氢自由基(·H)。得益于·H的强还原性,Co/TiB2+NH3BH3催化体系能够将4-NP氨基化为具有更高价值的对氨基苯酚(4-AP),同时能够还原偶氮染料分子中的显色基团偶氮基(—N=N—)。  相似文献   
4.
采用浸渍法制备Fe-VOx/SAPO-34和Fe-VOx/TiO2脱硝催化剂,探究SAPO-34分子筛与TiO2两种载体负载铁钒基氧化物催化活性及抗碱性能的差异。借助X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、原位红外漫反射(in-situ DRIFTs)等表征手段对催化剂的骨架结构、表面物化性质、氧化还原能力以及对反应气体的吸脱附情况进行分析。结果表明:SAPO-34分子筛内部特定的孔道结构和稳定的骨架,有利于活性组分在载体上均匀分散,降低碱金属对表面活性中心的物理覆盖作用;同时其表面丰富的酸位点能够作为碱金属捕获位,保护催化剂表面的活性中心,保证催化剂的吸附-反应过程能够正常进行,从而使Fe-VOx/SAPO-34表现出良好的抗碱金属能力。  相似文献   
5.
This review summarizes recent progress in understanding the oxygen reduction and evolution reactions at the lanthanum strontium manganite electrode of a high-temperature solid oxide cell. Information provided here is put into the perspective of the defect chemistry of lanthanum strontium manganite and its impact on the electrode reaction mechanisms itself. After summarizing recent views on the oxygen reduction reaction mechanism, the focus turns to the oxygen evolution reaction, which is significantly less treated in the literature. A combination of the information in the literature on both reactions was the basis for modified reaction mechanism of the oxygen evolution reaction to be proposed under consideration of recent experimental observations and theoretical findings.  相似文献   
6.
Xi-zhong Liu 《中国物理 B》2022,31(5):50201-050201
A nonlocal Boussinesq equation is deduced from the local one by using consistent correlated bang method. To study various exact solutions of the nonlocal Boussinesq equation, it is converted into two local equations which contain the local Boussinesq equation. From the N-soliton solutions of the local Boussinesq equation, the N-soliton solutions of the nonlocal Boussinesq equation are obtained, among which the (N=2,3,4)-soliton solutions are analyzed with graphs. Some periodic and traveling solutions of the nonlocal Boussinesq equation are derived directly from the known solutions of the local Boussinesq equation. Symmetry reduction solutions of the nonlocal Boussinesq equation are also obtained by using the classical Lie symmetry method.  相似文献   
7.
化石燃料的燃烧和其他人类活动排放了大量的CO2气体,引发了诸多环境问题。电催化CO2还原反应(CO2RR)可以储存间歇可再生能源,实现人为闭合碳循环,被认为是获得高附加值化学品和燃料的有效途径。电催化CO2RR涉及多个电子-质子转移步骤,其中*CO通常被认为是关键中间体。铜由于对*CO具有合适的吸附能,已被广泛证明是唯一能够有效地将CO2还原为碳氢化合物和含氧化合物的金属催化剂。然而,纯Cu稳定性差、产品选择性低、过电位高,阻碍了工业级多碳产品的生产。构筑Cu基串联催化剂是提高CO2RR性能的一种有前途的策略。本文首先介绍电催化CO2RR的反应路线和串联机理。然后,系统地总结铜基串联催化剂对电催化CO2RR的最新研究进展。最后,提出合理设计和可控合成新型电催化CO2RR串联催化剂面临的挑战和机遇。  相似文献   
8.
Photocatalytic CO2 reduction to C1 fuels is considered to be an important way for alleviating increasingly serious energy crisis and environmental pollution. Due to the environment-friendly, simple preparation, easy formation of highly-stable metal-nitrogen(M-Nx) coordination bonds, and suitable band structure, polymeric carbon nitride-based single-atom catalysts(C3N4-based SACs) are expected to become a potential for CO2 reduction under visible-light irradiation. In this review, we summarize the recent advancement on C3N4-based SACs for photocatalytic CO2 reduction to C1 products, including the reaction mechanism for photocatalytic CO2 reduction to C1 products, the structure and synthesis methods of C3N4-based SACs and their applications toward photocatalytic CO2 reduction reaction(CO2RR) for C1 production. The current challenges and future opportunities of C3N4-based SACs for photoreduction of CO2 are also discussed.  相似文献   
9.
甲醇两步制芳烃反应中低碳烯烃芳构化反应稳定性优异,为分析其内在机制,制备了不同硅铝比(nSiO2/nAl2O3)及Zn负载量的ZSM-5催化剂,以丙烯芳构化为模型反应,分析ZSM-5表面酸性对低碳烯烃芳构化反应性能的影响规律,并探究反应微观特性。发现当硅铝比由150降至75时,增加的酸密度促进了烯烃氢转移芳构化过程,使芳烃选择性由31.0%增至34.4%,但丙烯直接参与的氢转移过程也被强化,使丙烷产物选择性由28.2%增至36.0%。引入Zn助剂可将部分Brønsted酸转变为Zn-Lewis酸,强化烯烃脱氢芳构化过程,使芳烃选择性进一步显著增加到62.4%。丙烯芳构化过程中芳烃烷基化深度比甲醇芳构化过程低,提升总芳烃选择性的同时,也明显抑制了难溶性积碳的形成,使反应稳定性明显提升。由此得出,甲醇两步制芳烃过程中甲醇制低碳烯烃过程对甲醇的预先消耗,抑制了低碳烯烃芳构化反应芳烃产物的深度烷基化,是该反应表现出优异稳定性的重要原因。  相似文献   
10.
夏良杰  柳慧  黄迎  李友东  孙莹 《运筹与管理》2021,30(10):199-205
研究碳交易规制下制造商减排服务外包时供应链各成员的最优决策和绩效问题,对比分析了定制和订购两种减排模式下的供应链博弈均衡和供应链成员绩效。研究发现,在碳交易规制下,定制和订购两种减排合作模式下供应链成员均存在最优决策。在定制模式下,单位产品的初始排放量和制造商的减排成本系数提高一定会降低最优产量、单位产品减排量和减排服务价格,减排服务商的减排成本系数提高会降低最优产量和单位产品减排量,但不一定会降低减排服务价格;在订购模式下单位产品初始排放量、制造商和减排服务商的成本系数对企业决策的影响不一定如此。当需求函数满足均匀分布时,无论制造商和减排服务商的减排效率如何,订购模式对减排服务商更有利,定制模式对制造商更有利,但供应链系统总利润的高低与制造商的减排成本系数有关。  相似文献   
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