射频等离子制备石墨烯负载Co3O4催化剂及其析氧性能研究

氢能的引入能有效提升配电网的供电可靠性,而电解水制氢是实现低碳转型的关键技术,开发高效的电解水催化剂势在必行。过渡金属氧化物储量大、催化活性高,是具有广阔应用前景的析氧反应催化剂。本文通过射频等离子体处理制备石墨烯上负载Co₃O₄析氧催化剂,XRD、Raman和XPS测试结果显示,二维结构石墨烯的引入加速表面电子迁移,增大了反应面积。等离子体处理促进了纳米粒子在石墨烯上的负载,利用等离子体刻蚀作用在催化剂表面制造出大量碳结构缺陷和氧空位结构,改善了活性位点分布,有效调控Co₃O₄电子结构,提高析氧催化活性。电化学测试表明,本文中合成的Co₃O₄@rGO在电流密度为50 mA·cm^-2时的过电位为410 mV,动力学反应速率较快,表现出优于商业IrO₂的析氧催化活性。     

自掺杂SnO2微球的水热合成及其可见光催化性能

本研究采用水热法,以柠檬酸为螯合剂,通过控制n(Sn⁴⁺)/n(Sn²⁺)的数值,合成了由具有丰富氧空位的SnO₂纳米晶体组装成的微球。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)及UV-Vis漫反射光谱对SnO₂纳米微球进行表征分析,结果表明:在酸性水热条件和柠檬酸的螯合作用下,二氧化锡纳米晶体聚集形成微球;在Sn⁴⁺/Sn²⁺摩尔比例为3:7时,其微球尺寸最小,整体分散性较好;同时适量二价锡离子的掺杂使得该样品氧空位浓度达到最佳,氧空位的存在将使得样品光吸收范围拓展至可见光,因而该样品显示出较强的可见光催化效率,在8 min内完全降解甲基橙。     

Single-atom Fe Embedded Co3S4 for Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction

Constructing atomically dispersed active sites with densely exposed and dispersed double metal-S_x catalytic sites for favorable OER catalytic activity remains rare and challenging. Herein, we design and construct a Fe₁S_x@Co₃S₄ electrocatalyst with Fe single atoms epitaxially confined in Co₃S₄ nanosheets for catalyzing the sluggish alkaline oxygen evolution reaction(OER). Consequently, in ultralow concentration alkaline solutions(0.1 mol/L KOH), such a catalyst is highly active and robust for OER with low overpotentials of 300 and 333 mV at current densities of 10 and 30 mA/cm², respectively, accompanying long-term stability without significant degradation even for 350 h. In addition, Fe₁S_x@Co₃S₄ shows a turnover frequency(TOF) value of 0.18 s⁻¹, nearly three times that of Co₃S₄(0.07 s⁻¹), suggesting the higher atomic utilization of Fe single atoms. Mössbauer and in-situ Raman spectra confirm that the OER activity of Fe₁S_x@Co₃S₄ origins from a thin catalytic layer of Co(Fe)OOH that interacts with trace-level Fe species in the electrolyte, creating dynamically stable active sites. Combined with experimental characterizations, it suggests that the most active S-coordinated dual-metal site configurations are 2S-bridged (Fe-Co)S₄, in which Co-S and Fe-S moieties are shared with two S atoms, which can strongly regulate the adsorption energy of reaction intermediates, accelerating the OER reaction kinetics.     

Implementing a Two-Photon Three-Degrees-of-Freedom Hyper-Parallel Controlled Phase Flip Gate Through Cavity-Assisted Interactions

Hyper-parallel quantum information processing is a promising and beneficial research field. Herein, a method to implement a hyper-parallel controlled-phase-flip (hyper-CPF) gate for frequency-, spatial-, and time-bin-encoded qubits by coupling flying photons to trapped nitrogen vacancy (NV) defect centers is presented. The scheme, which differs from their conventional parallel counterparts, is specifically advantageous in decreasing against the dissipate noise, increasing the quantum channel capacity, and reducing the quantum resource overhead. The gate qubits with frequency, spatial, and time-bin degrees of freedom (DOF) are immune to quantum decoherence in optical fibers, whereas the polarization photons are easily disturbed by the ambient noise.     

丹酚酸A 对H2O2 所致大鼠脑微血管内皮细胞氧化损伤保护的实验研究

目的 观察丹酚酸A 对H2O2所致大鼠脑微血管内皮细胞（RCMECs）氧化损伤的保护作用，并探讨其可能的作用机 制。方法 分离并培养大鼠脑微血管内皮细胞，用H2 O2 损伤的方法建立氧自由基损伤模型。采用丹酚酸A 进行干预后，分别测定细胞培养液中乳酸脱氢酶（LDH）活性、血栓素B2（TXB2）水平、6- 酮基前列腺素1α（6-keto-PGF1α）的含量，以及细胞内和培养液中脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量和超氧化物歧化酶（SOD）的活性。结果 H2O2致RCMECs 氧化损伤后，细胞LDH 释放水平、TXB2和MDA 的含量均明显增加，同时6-keto-PGF1α 含量和SOD 活性显著下降；而丹酚酸A 预处理后能呈浓度依赖性的降低RCMECs 氧化损伤后LDH 水平、TXB2含量和细胞内外的MDA 含量，提高受损细胞6-keto-PGF1α 的表达和细胞内外SOD 活性。结论 丹酚酸A 对H2O2所致RCMECs 氧化损伤具有保护作用，其机制可能与其抗氧化作用有关。     

一锅法合成Ce_xZr_(1-x)O_2固溶体催化剂用于热化学循环分解CO_2制CO

采用一锅蒸发诱导自组装法(EISA)制备了一系列不同铈锆物质的量比的铈锆固溶体催化剂,用TGA研究了其热化学循环分解CO_2制CO的催化性能,并采用XRD、Raman光谱、H2-TPR、XPS、SEM和N_2吸附-脱附等手段对催化剂的物相结构、还原性能和表面化学性质进行了表征分析,用热重分析(TGA)研究了铈锆固溶体对热化学循环分解CO_2制CO的催化性能。结果表明,随着Ce/Zr物质的量比增加,铈锆固溶体催化剂的CO_2高温分解活性先增大后减小。Ce/Zr物质的量比为1的Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2催化剂由于具有较多的晶格缺陷和氧空穴,氧迁移能力强,催化活性高,而Ce/Zr物质的量比为3的Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_2催化剂具有相对稳定的氧空穴数,循环稳定性好。循环反应后,所有的催化剂均出现了一定程度的烧结,且富锆固溶体发生了相分离,这可能会影响催化剂的性能。     

K促进的纳米片状水滑石衍生CoAlO金属氧化物催化碳烟燃烧

采用水热法合成了负载K的纳米片状水滑石衍生CoAlO金属氧化物，其表现出优异的催化碳烟燃烧活性.氢气-程序升温还原（H₂-TPR）实验结果表明，K与Co之间的相互作用提高了催化剂的氧化还原性能.X射线光电子能谱（XPS）分析结果表明，K的负载增大了表面Co²⁺/Co³⁺的比例，促进了氧空位的产生，提高了催化剂对气相氧的吸附能力.碳烟-程序升温还原（Soot-TPR）实验结果表明，K的负载增加了表面吸附氧数量.动力学实验结果表明，K的负载增加了单位质量催化剂上的活性氧数量、反应速率和转化频率（TOF），从而提高了催化剂的本征活性.另外，碳烟颗粒可以分散在纳米片的层间，与活性位点的接触效率得到提高，也有利于提高催化碳烟燃烧活性.     

WO_3(001)表面活性氧物种的理论研究

采用第一性原理结合周期性平板模型的方法,对O_2在完整和缺陷WO_3(001)表面的吸附行为进行了研究.结果表明:WO_3(001)完整表面上吸附态的O_2不易成为表面氧化反应的活性氧物种,当吸附质与表面作用时,将优先与表面晶格氧(O_t)成键,进而形成表面缺陷态,体系呈现金属性,电导率增大.比较O_2在缺陷表面上各吸附构型的吸附能发现,O_2的吸附倾向于发生在缺陷位置(W_v)上,且表现为氧气分子中的两个氧原子均与缺陷位W_v作用,形成新的活性氧物种(O_2~-);吸附后表面被氧化,电导率降低.