以催化应用为纽带链接基础化学2课程与多学科的交叉融合

“基础化学2”是面向“基础学科拔尖学生培养计划”大一本科生开设的一门理科专业基础课。针对学生因专业选择余地大容易觉得课程与专业联系不够紧密而学习积极性不高的问题，提出以元素及其化合物的催化应用为纽带，寻找合适的切入点，将化学基础知识与各相关学科研究前沿及工业应用相联系，建设具有学科交叉特色的基础化学教学体系的建议，突出培养学生的学科创新思维能力，体现理论与实践相结合的教学特色。     

牛顿第三定律与介质中的静电场

本文根据静电场的唯一性定理，运用两介质区内的电势分布试探函数Φ１和Φ２，证明两均匀介质中位于无限大分界平面两侧的电荷之间的相互作用力服从牛顿第三定律     

铁原子吸附联苯烯单层电子结构的第一性原理

联苯烯单层由碳原子的四元、六元和八元环组成,具有与石墨烯相似的单原子层结构.2021年5月,Science首次报道了该材料的实验合成,引起了科研工作者的极大关注.基于第一性原理的密度泛函方法,研究了铁原子在联苯烯单层的吸附构型并分析了其电子结构.结构优化、吸附能和分子动力学的计算表明,联苯烯单层的四元环空位是铁原子最稳定的吸附位点,吸附能可达1.56 eV.电子态密度计算表明铁3d电子与碳的2p电子有较强的轨道杂化,同时电荷转移计算显示铁原子向近邻碳原子转移的电荷约为0.73个电子,说明联苯烯单层与吸附的铁原子之间形成了稳定的化学键.另外,铁原子吸附于联苯烯单层后体系显磁性,铁原子上局域磁矩大小约为1.81μB,方向指向面外.因此,本文确认了联苯烯单层是比石墨烯更好的铁原子吸附载体且体系有磁性,这为研究吸附材料的电磁、输运、催化等特性提供了新的平台.     

弹簧质量对弹簧谐振子圆频率的影响

将弹簧质量离散化后，导出弹簧振子系统的本征方程，指出系统的本征圆频率不只一个，并且给出了求弹簧振子圆频率的公式。     

抗硫性芳烃加氢催化剂研究进展

因环保立法限制,芳烃加氢日益受到重视.本文简述了芳烃加氢的热力学及动力学行为,归纳总结了不同的抗硫性芳烃加氢催化剂类型及其加氢机理.鉴于硫中毒对过渡金属催化剂性质的复杂影响,对过渡金属催化剂的硫中毒做了较为详尽的阐述.     

牛顿第三定律与介质中的静电场

本文根据静电场的唯一性定理,运用两介质区内的电热分布试探函Φ１和Φ２,证明两均匀介质中位于无限大分界平面两侧的电荷之间的相互作用力服从牛顿第三定律。     

器外预硫化型MoNiP/γ-Al2O3催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫活性

 制备了两种器外预硫化型MoNiP/γ-Al2O3催化剂,并以二苯并噻吩为模型化合物考察了其加氢脱硫(HDS)活性,选择了传统的器内预硫化催化剂作为参比. 采用X射线衍射(XRD)、 高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对二者在加氢活性相方面的差别进行了研究. 结果表明,器外预硫化催化剂的HDS活性(最高达到99%)与器内预硫化催化剂相当,但是其加氢能力相对较弱. XRD与HRTEM等研究表明,器外预硫化催化剂所形成的MoS2片晶的堆垛层数相对较低,而Mo与S元素的XPS分析结果则说明相对器内预硫化催化剂,器外预硫化催化剂中不但Mo的硫化度较低,而且MoS2活性相的含量亦较少,而二者活性相之间的这种差异应是导致两类催化剂加氢活性不同的主要原因.     

加氢脱氮催化研究的新进展

化石燃料的加氢脱氮有利于改善油品质量及其稳定性，同时避免燃烧时NO_x的排放。本文介绍了不同化石燃料中有机氮化物的含量及类型，对不同加氢脱氮催化剂及其催化活性位的本质进行了探讨，同时论述了C—N键断裂机理及燃料中主要有机氮化物的HDN反应网络。着重概述了传统金属硫化物催化剂的改性方法，新型的金属碳化物、金属氮化物和金属磷化物催化剂的研究现状。     

丙烯腈-衣康酸基纳米纤维纱线的热稳定及碳化研究

碳纳米纤维主要以聚丙烯腈(PAN)作为前驱体,通过纺丝、热稳定、碳化等后处理工艺制备而得。但是,PAN基纳米纤维取向度低、致密性差,热稳定后环化度低,碳化后导电性差等缺点阻碍其在高性能碳纳米纤维领域的发展。因此,在PAN分子链中引入衣康酸(IA),通过溶液聚合法合成了P(AN-co-IA)共聚物并通过静电纺丝法制备了P(AN-co-IA)基纳米纤维纱线。研究了纱线中纳米纤维的取向度、致密性以及在热稳定后的环化反应程度。重点研究了P(AN-co-IA)基碳纳米纤维纱线的线电阻、微观结构与碳化温度的关系。用扫描电子显微镜(SEM)对纱线进行形貌表征。用X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶显微红外仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(Raman)对纱线进行结构分析。结果表明,P(AN-co-IA)基原丝纱线的结构较致密,取向度较高。热稳定后的P(AN-co-IA)基纳米纤维的环化度高于PAN基纳米纤维。当碳化温度升至1100℃时,P(AN-co-IA)基碳纳米纤维纱线的线电阻明显降低至14Ω/cm。当碳化温度继续升高至1400℃,纱线的线电阻没有明显变化,但通过Raman光谱分析其无序碳结构会大幅增加。本文的研究结果为制备高取向性、高致密性和高电导性的碳纳米纤维纱线提供了一定的理论及实验基础。