ZIF-67/石墨烯复合物衍生的氮掺杂碳限域Co纳米颗粒用于高效电催化氧还原

燃料电池阴极氧还原(ORR)催化剂目前主要以商业Pt/C为主, 其高成本和稀缺性极大地限制了燃料电池的广泛应用. 为了替代Pt/C催化剂, 廉价高效的非贵金属催化剂目前受到了广泛的研究和关注. 利用氧化石墨烯(GO)为诱导模板, 借助表面丰富的含氧官能团, 实现了Co基金属有机框架材料(MOF) (ZIF-67)在GO表面的原位生长, 构筑了ZIF-67/GO层状复合材料. 热解过程中, 石墨烯的存在有效抑制了Co纳米颗粒的团聚, 并且很好地维持了原始的层状结构. 最终获得的Co@N-C/rGO复合催化剂材料实现了活性位的高度分散, 并且具有丰富的孔结构和优异的导电性能. 在电化学性能测试中Co@N-C/rGO表现出优异的ORR性能, 其起始电位为0.96 V, 半波电位0.83 V, 远优于ZIF-67直接热解得到的Co@N-C材料, 且性能与商业Pt/C催化剂相当. 此外, Co@N-C/rGO复合催化剂还表现出良好的催化稳定性和甲醇耐受性, 显示出该材料作为燃料电池氧还原催化剂的重要潜力.     

金属有机框架材料在催化领域的研究现状与展望（英文）

金属有机骨架材料(MOF)又称多孔配位聚合物(PCP),是一类由金属团簇和有机配体通过配位作用形成的新型晶态多孔材料.近30年, MOF材料在催化领域受到了广泛的关注和研究.MOF的多孔结构和高比表面积可以实现催化位点的空间分离并促进物质传输,从而提高催化活性.MOF可以像均相催化剂一样在原子精度进行灵活剪裁和调控,同时具有非均相催化剂易分离回收的优势.通过结合均相和非均相催化剂的优点, MOF表现出了诸多优于传统催化材料的独特性质.本文首先简要介绍了MOF基催化材料设计的基本原理和MOF应用于催化的独特性,其次对MOF在催化中面临的瓶颈和局限进行了论述,最后指出了MOF在未来催化领域中潜在的独特应用前景.MOF材料中金属节点、有机配体和孔空间都可以进行灵活功能化,从而赋予催化活性.金属节点上的不饱和配位点可作为路易斯酸催化中心.配体可以通过修饰不同功能基团从而赋予催化活性.此外,金属节点和有机配体还可以通过接枝外来催化位点进行功能化.更重要的是, MOF孔空间可以限域客体活性单元,极大扩展了活性位的来源.MOF还可以作为前驱体通过化学转化获得多孔碳、金属化合物及其复合材料.MOF的高...     

大法线角下射流的跳弹效应

国内外对大法线角下的射流侵彻问题缺乏系统研究。为此,对比分析了Tate模型、Rosenberg模型和可压缩流体力学模型3种跳弹模型,并对大法线角下射流侵彻装甲钢和铝靶进行了实验研究。理论分析表明,可压缩流体力学模型能更准确地预测跳弹角。实验结果显示:大法线角下射流的侵彻深度随法线角的增大而减小,射流的垂直侵彻深度仅为正侵彻深度的10%左右;射流头部速度为6 800m/s时,603装甲钢的跳弹角在6°~7°之间,铝的跳弹角在5°~6°之间。     

醛酮化合物色谱保留指数的集成全息定量构效关系模型

色谱保留指数(retention index, RI)是色谱分析中的重要参数,不同化合物在不同极性固定相上具有不同的保留行为。醛酮化合物种类众多,实验测定其RI值的时间和经济成本高。该论文采用集成建模(ensemble modeling)结合全息定量构效关系(HQSAR)方法研究了醛酮化合物在2种固定相(DB-210和HP-Innowax)上色谱保留指数的定量构效关系(QSAR)模型。用外部测试集验证法和留一交叉验证法评估了所建立模型的预测能力。首先建立了34种被研究化合物的个体HQSAR模型。在固定相DB-210上,片段特性(FD)为“供体/受体原子(DA)”且片段尺寸(FS)为1~9时可得到最优个体模型,在固定相HP-Innowax上,FD为“DA”且FS为4~7时可得到最优个体模型,这两个模型的交叉验证相关系数( q_{\mathrm{cv}}^2 )分别为0.935和0.909,外部验证相关系数( q_{\mathrm{ext}}^2 )分别为0.925和0.927,一致性相关系数(CCC)分别为0.953和0.960,预测平方相关系数F2( Q_{\mathrm{F}2}^2 )分别为0.922和0.918,预测平方相关系数F3( Q_{\mathrm{F}3}^2 )分别为0.931和0.927。研究结果表明醛酮化合物的分子结构与RI值之间存在定量关系,用HQSAR方法可以建立二者之间的QSAR模型。其次,以4个预测准确度最高的个体HQSAR模型作为子模型通过算术平均建立了集成HQSAR模型。建立的集成HQSAR模型预测被研究化合物在DB-210和HP-Innowax固定相上RI值的 q_{\mathrm{cv}}^2 分别为0.927和0.919, q_{\mathrm{ext}}^2 分别为0.929和0.963, CCC分别为0.956和0.979, Q_{\mathrm{F}2}^2 分别为0.927和0.958, Q_{\mathrm{F}3}^2 分别为0.935和0.963。与个体HQSAR模型相比,建立的集成HQSAR模型预测准确度更高。这说明集成建模是提高HQSAR模型预测能力的有效方法,HQSAR与集成建模方法相结合可以用于研究和预测醛酮化合物的RI值。     

香水百合香气成分的气相色谱保留指数三维定量构效关系研究

采用比较分子场分析（CoMFA）和比较分子相似性指数分析（CoMSIA）方法,研究了香水百合中38种香气成分分子结构与气相色谱保留指数值之间的定量构效关系。用外部测试集验证法和留一交叉验证法对模型的稳健性和预测能力进行了检验,并通过CoMSIA模型和CoMFA模型的分子场三维等势图研究了这些化合物分子中不同化学结构对保留指数值的影响。检验结果表明,所建立的CoMSIA模型和CoMFA模型都具有较好的稳健性和预测能力,且能够合理解释结构对保留指数值的影响,可应用于对香水百合香气成分的色谱保留指数值的预测。与CoMFA模型相比,CoMSIA模型的预测准确度更高,在香水百合香气成分的色谱定量构效关系研究中,显然有更好的应用前景。     

铝纤维对黑索今水下爆炸性能的影响

将铝纤维添加到RDX中得到新型非理想炸药,并与RDX进行水下爆炸对比实验,得到2种炸药在不同位置的压力时程曲线,经过分析计算得到两者水下爆炸的冲击波压力峰值、冲量、冲击波能、气泡脉动周期以及气泡能。结果表明:距离药柱相同位置处,铝纤维炸药的压力峰值低于RDX,铝纤维炸药的冲击波冲量高于RDX,其差值受离药柱的距离影响不大。与RDX相比,铝纤维炸药的比冲击波能降低了2%~5.2%,比气泡能提高了9.4%~23.36%,总能量平均提高了3.5%。铝纤维炸药比气泡能与总能量的比值为55%~60%,高于RDX的50%~53%,其总能量与爆热比值为74%~84%,低于RDX的89%~95%。     

化学计量学和红外光谱研究3,5-二氨基-1,2,4-三唑合成机理

通过红外光谱在线监测3,5-二氨基-1,2,4-三唑(DAT)的合成过程,应用多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)对过程中获得的光谱数据矩阵进行解析,推导出合理的反应机理.反应以水为背景,依次加入二氰二胺与二盐酸肼固体,用红外探头监测反应全过程.用MCR-ALS法对所得光谱数据进行解析,得到反应物、中间体和产...     

三苯胺类染料敏化太阳能电池能量转化效率的全息定量构效关系研究

研究构建了三苯胺类化合物分子结构与相应染料敏化太阳能电池能量转化效率(PCE)之间的全息定量构效关系(HQSAR)模型。当fragment distinction、fragment size、hologram length和principal components分别为“C、DA”、“4-7”、“199”和“6”时,可以获得最优HQSAR模型。采用外部测试集验证和留一交叉验证对所建立模型进行检验,外部测试集验证中CCC和 Q2F3分别为0.933和0.892,留一交叉验证中其q2cv和r2分别为0.791和0.902,表明所建立模型具有较好的拟合效果和预测能力。通过所建立HQSAR模型的分子贡献图可知,环戊并二噻吩基团的存在有利于提高PCE值,长烷基链的存在可能降低PCE值。