δ-(Zn,Cr)S(111)表面上的Dzyaloshinsky-Moriya作用:第一性原理计算

根据密度泛函理论的第一性原理计算了具有非中心反演对称的异质结δ-(Zn,Cr)S(111)体系的原子结构和电子结构.Cr原子之间通过第一层S原子传递磁性相互作用.结合广义布洛赫条件,又进一步计算了反方向的自旋螺旋能量与波矢的色散关系E(q)与E(-q).E(q)与E(-q)能量之差反映了δ-(Zn,Cr)S(111)的S层与Cr层之间空间反演对称性破缺引起的DMI的大小.通过海森伯相互作用(HBI)模型与Dzyaloshinsky-Moriya作用(DMI)模型拟合第一性原理计算值,得到了Cr原子间各近邻的HBI参数J_1-J_4与DMI参数d-_1,d_2.在δ-(Zn,Cr)S(111)中,Cr原子间的耦合为M型反铁磁.DMI参数d_1为-0.53 meV,为顺时针手性DMI,在δ-(Zn,Cr)S(111)界面上有可能会产生斯格明子.本文计算表明,磁性和非磁性半导体界面有可能存在DMI,为理论研究和磁存储技术的进步开拓一个新的方向.     

有氧气氛中碱金属改性CuAl复合氧化物催化分解N2O的活性

合成了Cu/Al原子比分别为2.0、3.1、4.1的CuAl类水滑石样品,焙烧得到CuAl复合氧化物。在Cu/Al原子比为3.1的CuAl氧化物表面浸渍碱金属盐溶液,制备改性CuAl复合氧化物,用AES、XRD、FT-IR、BET、H₂-TPR、XPS等技术对催化剂进行了结构表征,考察了CuAl复合氧化物组成、碱金属助剂类型和K的前驱物对改性催化剂在有氧气氛中催化分解N₂O活性的影响。结果表明,Na、K、Cs改性CuAl复合氧化物均提高了催化剂活性,但K助剂的增强效应最显著;钾的不同前驱物改性CuAl复合氧化物的催化活性有显著差异,加入碳酸钾、草酸钾提高了催化剂的活性,而加入醋酸钾、硝酸钾反而降低了催化剂活性。优化出的K改性CuAl复合氧化物催化剂在含氧含水气氛的N₂O分解反应中表现出了较高的活性。     

碱金属助剂类型及前驱物对改性NiAl复合氧化物催化分解N2O活性的影响

制备了不同Ni/Al原子比的NiAl类水滑石样品,焙烧获得NiAl复合氧化物,用于N₂O分解反应,研究了NiAl复合氧化物组成对催化活性的影响。在活性较高的NiAl复合氧化物表面浸渍碱金属碳酸盐溶液,制备改性NiAl复合氧化物,考察了碱金属类型（Na、K、Cs）和钾前驱物（K₂CO₃、K₂C₂O₄、CH₃COOK、KNO₃）对改性催化剂活性的影响。用XRD、ICP-AES、FT-IR、BET、H₂-TPR、XPS技术表征了催化剂的组成结构。结果表明,Ni/Al原子比为2.7的NiAl复合氧化物催化活性较高;Na、K、Cs碳酸盐改性NiAl复合氧化物均提高了催化剂活性,其中K的助剂效应最强。钾前驱物对K改性NiAl复合氧化物的催化活性有显著影响,其中碳酸钾、醋酸钾、草酸钾的加入明显提高了改性催化剂的催化活性,而加入硝酸钾反而降低了催化剂活性。     

交联蒙脱土负载型Cu催化剂用于CH4燃烧反应的研究

在蒙脱土原粉中引入Al-、AlZr-、AlCe-交联剂，分别制备交联蒙脱土。测试表明：与蒙脱土原粉相比，Al-、AlZr-、AlCe-交联蒙脱土的底面间距明显增大，热稳定性显著提高；AlZr-、AlCe-交联蒙脱土的底面间距比Al-交联蒙脱土更大，热稳定性更高。以交联蒙脱土为载体，制得负载型Cu催化剂，考察了它们对甲烷燃烧反应的催化活性。结果表明：AlZr-、AlCe-交联蒙脱土催化剂活性明显高于Al-交联蒙脱土催化剂，反应温度为550 ℃时，甲烷在AlZr-、AlCe-交联蒙脱土催化剂上的转化率约90%。     

广义布洛赫条件下二维晶格的磁交换作用

二维磁性材料是近几年新兴的研究领域,该材料在开发自旋电子器件等领域具备良好的应用潜能.为了了解二维磁性材料的磁性质,明确体系内各近邻磁性原子间的磁相互作用非常重要.第一性原理为各近邻磁交换参数的计算奠定了基础.目前各近邻参数的第一性原理计算常用的是能量映射法,但这种方法存在一定的缺陷.本文通过广义布洛赫条件推导了3种常见二维磁性结构的海森伯作用与Dzyaloshinskii-Moriya (DM)相互作用的自旋螺旋色散关系,这3种结构为四方结构,元胞包含一个磁性原子的六角结构,元胞包含两个磁性原子的六角结构.为了将本文推导的自旋螺旋色散关系应用于实际,我们通过第一性原理计算了一些材料的海森伯和DM作用的交换参数,这些材料分别是MnB,VSe₂,MnSTe,Cr₂I₃Cl₃.其中,MnSTe和Cr₂I3Cl₃都属于二维Janus材料,磁性原子层的上下层对称性破缺,整个体系存在DM相互作用.     

N_2O在钾改性Cu-Co尖晶石型复合氧化物上的催化分解(英文)

制备了几个不同组成的Cu-Co尖晶石型复合氧化物,用于N2O分解反应,在活性较高的Cu0.8Co0.2Co2O4表面浸渍碱金属盐溶液,制备改性催化剂,考察了碱金属助剂类型、钾前驱物和钾负载量等对改性催化剂活性的影响。用BET、XRD、SEM、XPS等方法表征了催化剂结构。结果表明,几种碱金属碳酸盐改性Cu0.8Co0.2Co2O4的催化活性发生了显著变化,其中,K改性催化剂的活性有明显提高,而Cs的表面改性反而降低了催化剂活性;钾前驱物对K/Cu-Co的催化活性也有较大影响,其中,加入碳酸钾明显提高了催化剂的活性,而加入硝酸钾和醋酸钾反而降低了催化剂活性;有氧无水、有氧有水气氛中,400!C下N2O在碳酸钾改性催化剂0.05K/Cu0.8Co0.2Co2O4上的转化率分别达到了100%和87.6%;该催化剂在400!C下的恒温反应活性和稳定性均高于未改性催化剂。     

(Z)-焦脱镁叶绿酸-a甲酯-(E)-环酮肟的化学反应及其衍生物的合成

以焦脱镁叶绿酸-α甲酯为起始原料并转化成(E/Z)-焦脱镁叶绿酸-131-酮肟,经历与NCS的亲电取代、硝酸铊或四氧化锇的氧化以及与重氮甲烷的1,3-偶极环加成等不同化学反应,生成了一系列二氢卟吩化合物.新合成的叶绿素衍生物的化学结构均经紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱和元素分析予以确认.     

聚苯胺共价接枝碳纳米管复合材料的制备及其超电容性能的研究

以氨基化的碳纳米管为基体, 通过低温原位聚合的方法将聚苯胺共价接枝于碳纳米管表面, 通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光(UV-vis)、傅里叶红外(FT-IR)、拉曼(Raman)及电化学方法对复合材料进行了表征. 结果表明通过低温原位聚合的方法可以使聚苯胺均匀接枝于碳纳米管表面. 电化学测试结果表明, 碳纳米管共价接枝聚苯胺作为超级电容器材料在0.5 A/g条件下聚苯胺的电容贡献值为754.8 F/g, 同时其倍率性能以及循环稳定性方面都明显优于聚苯胺非共价修饰的碳纳米管复合材料.     

Mn_xCo_(3-x)O_4复合氧化物及改性催化剂催化分解N_2O

用共沉淀法制备了一组不同组成的MnxCo3-xO4尖晶石型复合氧化物,表面负载碱金属助剂制备改性催化剂,用于催化分解N2O.用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附(BET)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、H2程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)等技术表征催化剂结构.考察了复合氧化物组成、碱金属助剂类型、钾前驱物等制备参数对催化剂结构和催化活性的影响.结果表明:添加助剂K、Cs降低了催化剂表面Co、Mn元素的电子结合能,弱化了Co—O和Mn—O键,有利于氧物种的脱除,提高了催化剂活性.优化出了活性较高的催化剂K/Mn0.4Co2.6O4(K2CO3),有氧无水、有氧有水气氛400℃连续反应50 h,N2O转化率分别保持100%和74.2%,催化剂稳定性较高.     

第一性原理计算Co/h-BN界面上的微弱Dzyaloshinsky-Moriya相互作用

用密度泛函理论的第一性原理计算程序VASP在广义布洛赫条件下计算了Co/h-BN反方向的自旋螺旋能量与波矢的色散关系E(q)与E(-q).E(q)与E(-q)能量之差反映了Co/h-BN界面上下层之间空间反演对称性破缺引起的Dzyaloshinsky-Moriya相互作用(DMI)的大小.通过海森伯作用(HBI)模型与DMI模型拟合计算值,得到Co原子间各近邻的HBI参数J_1—J_4及DMI参数d_1,d_2.在Co/h-BN中,J_1为负值起完全主导作用,J_3比J_1小一个量级,其他参数接近于0.因此,Co/h-BN的基态是三角反铁磁,而DMI很微弱.根据这种性质,h-BN可以作为其他DMI界面的覆盖层.