优化金属磷化物电催化析氢性能的策略

日益严重的能源危机和环境污染问题使得探索清洁的可再生能源载体及减少对传统化石燃料的过度依赖成为人们面临的一项重要任务.因此,各种可持续能源如太阳能、风能、海洋能和生物质能等得到了广泛研究并取得了一定的进展.然而,这些能源因存在间歇性和不稳定性等缺点阻碍了其实际应用.近年,氢气作为一种能源载体,以其高能量密度和无碳排放的优点引起了人们的广泛关注,被认为是缓解日益严重的污染问题的最有前途的环保能源.对比目前采用的天然气热解和煤炭气化等传统制氢策略,电催化水裂解由于催化效率高,制氢纯度高和不产生温室气体,被认为是高效、环保、可持续的制氢策略.电催化水裂解由两个独立的半反应组成,分别是析氢反应和析氧反应.析氢反应作为水裂解的一个半反应,在降低制氢成本及提高产氢催化效率方面起着关键作用.然而,目前的核心问题之一是要开发高效的析氢电催化剂,以加快反应速度.目前,铂和铂基纳米材料被认为是高效的析氢电催化剂,但是其稀缺性和高成本阻碍了大规模实际应用.金属磷化物由于具有较高的本征活性并且在不同的电解质中都具有良好的电催化析氢性能,被证明是一种优良的析氢电催化剂.此外,与普通催化剂相比,金属磷化电催化剂还具有合成简便、效率高、成本低、省时等优点.本文详细介绍了近年人们在金属磷化物用于电催化析氢研究中取得的进展.首先,介绍了电催化析氢反应机理,金属磷化物的结构及作用,并对其优缺点进行了总结;随后,综述了金属磷化物的合成方法,包括后处理、原位生成和电沉积策略,并对不同方法进行了比较和讨论.此外,从元素掺杂、界面工程、空穴工程、修饰特定载体、构建特定纳米结构、设计双或多金属磷化物和其他发展的新方法等七个方面详细总结了促进金属磷化物电催化活性的多种策略,并进行了对比和讨论.最后,归纳了金属磷化物在电催化析氢应用中存在的问题和面临的挑战,并对未来的研究发展提出了展望.     

稀土(Gd3+,La3+)对Eu(p-MOBA)3phen/PMMA荧光及温敏特性的影响

以稀土氧化物(Eu_2O_3,Gd_2O_3,La_2O_3)、对甲氧基苯甲酸(p-MOBA)、菲咯啉(phen)为原料制备了不同稀土离子(Gd~(3+),La~(3+))掺杂的Eu(p-MOBA)_3phen探针分子。将所合成的探针分子与甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂引发聚合,制得不同稀土(Gd~(3+),La~(3+))掺杂的Eu(p-MOBA)_3phen/PMMA温敏漆样品。利用扫描电镜、紫外-可见吸收光谱、红外光谱和荧光光谱对探针分子的形貌、结构、发光性能及温敏漆的荧光温度猝灭特性进行表征。红外光谱、紫外可见吸收光谱及扫描电镜能谱分析表明,Eu~(3+)与配体p-MOBA、phen成功配位,且掺入的稀土离子(Gd~(3+),La~(3+))未改变Eu(p-MOBA)_3phen结构,说明掺入的稀土离子(Gd~(3+),La~(3+))部分取代了Eu~(3+)。荧光光谱表明,稀土离子(Gd~(3+),La~(3+))的掺入对Eu(p-MOBA)_3phen的发光均具有增益作用,并且相应的温敏漆在50～100℃温度范围内都具有良好的荧光温度猝灭特性。而且相比于镧掺杂的Eu(p-MOBA)_3phen/PMMA,钆掺杂的Eu(p-MOBA)_3phen/PMMA具有更强的荧光发射和更高的测温灵敏度。可见,不同的稀土(Gd~(3+),La~(3+))对Eu(p-MOBA)_3phen/PMMA的荧光及温敏特性影响是不同的。     

邻位和间位取代苯胺与丙烯腈的单氰乙基化反应

对于邻位、间位取代苯胺与丙烯腈发生单氰乙基反应生成相应的N-氰乙基邻位取代苯胺和N-氰乙基间位取代苯胺的过程,AlCl3具有高的催化活性。在芳香胺/丙烯腈/AlCl3=1/1.10/(0.05～0.10)(摩尔比)、反应温度60～80℃,反应时间6～10h的条件下,反应的收率达87%～90%。用毛细管气相色谱法分析了单氰乙基化反应中各组份的含量;所合成的7种N-氰乙基邻位取代苯胺和N-氰乙基间位取代苯胺用DTA-TG、UV、IR、1HNMR和EA进行了物性和结构表征。     

电磁发射中固体电枢的磁探针测速误差

对磁探针感应电压的原理进行分析,得出电枢电流变化率是磁探针测量电枢膛内运动位置误差的原因。通过简化,采用理想化的电枢电流波形和电枢位移曲线,不同电枢电流变化率条件下,在Matlab软件中对磁探针测量电枢位置进行仿真分析。结果表明:测量电枢位置误差与电枢电流变化率绝对值正相关,电枢电流变化率相同时,误差与电枢电流和电枢速度的乘积负相关。进一步对磁探针测量电枢膛内速度的误差进行仿真分析,理想电流曲线仿真结果表明:测速误差情况可分为三种,电枢电流变化率相近,则测速误差小,反之则测速误差大。     

NC3O分子体系的异构化及其结构和性能的理论研究

采用 DFT, QCISD 及 CCSD(T)方法, 对 NC3O 分子体系的异构化进行了系统的研究, 得到了5个稳定的异构体, 其中包括4个链状异构体和1个带有支链的平面结构异构体. 这5个稳定异构体都具有较高的动力学和热力学稳定性.     

对甲氧基苯胺与丙烯腈的催化加成

对甲氧基-N,N-二氰乙基苯胺是一种重要的有机中间体,可由对甲氧基苯胺与丙烯腈在酸的催化下发生加成反应而得。然而芳胺与丙烯腈发生的加成反应较难进行,采用HAc,FeC l3,CuC l2,Cu2C l2,ZnC l2,蒙脱土,Cu(Ac)2·3H2O作催化剂得到的主要为单氰乙基物[1-4]。赵莹[5-10]报道了用A     

电磁轨道发射器的模型化研究方法北大核心CSCD

为了更高效地对电磁轨道发射进行大量的实验研究,分析改进了使用中小口径发射器作为研究对象的模型化研究方法。考虑到材料属性等实验条件的可行性,对电磁轨道发射器进行模型化,分析其电磁场、温度场等物理场以及速度、带载能力等性能指标,提出较为可行的模型化研究方案,并利用Ansoft Maxwell等软件对瞬态情况下的发射器三维模型进行仿真验证。理论推导和仿真结果表明:电磁轨道发射器的模型化研究方法有很多种,在大口径原型发射器中采用电导率相对较低的材料,即可实现与现有的、采用电导率较高材料的中小口径发射器的物理场匹配,且保证速度和单位体积带载能力相同。     

测角计调节难点的由来与变通方法探讨

关于光学测角计(因光学仪器厂尚未使用这个全国自然科学名词审定委员会公布的物理学名词,人们多惯称分光计)的调节难点问题,从近几年在有关杂志上进行的交流情况来看,仍有必要再作些具体分析和讨论.现就<浅谈分光计的粗调>(载<物理通报>2000年第11期)等文所议,将我们不同的观点、方法和建议简述如下.     

发展教──学软件包

发展教──学软件包Ｐ．Ｂｈａｎｔｈｕｍｎａｖｉｎ（Ｃｈｕｌａｉｏｎｇｋｏｒｎ大学化学系泰国）现代教育趋向于强调自学过程，允许个人学习进度不同。因涉及灵活掌握时间的因素．个人化的学习软件包是很理想的。能够满足不同类型人需要的多用途教学软件包定会受到师生...     

以纳米微晶纤维素为模板的酸催化水解法制备球形介孔TiO_2

以纳米微晶纤维素(NCC)为模板剂,采用酸催化水解法制备了球形介孔TiO2(SP-TiO2).并采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱和低温N2吸附-脱附等手段对其进行了表征.结果表明,所制SP-TiO2为直径100～200nm的规整球形颗粒,单个球形颗粒由粒径为10～20nm的TiO2小晶粒组成.其介孔孔径为8.2～13.5nm,且随焙烧温度的升高而增大.NCC长链结构之间羟基键合所形成的狭小空间构成的微反应器,可有效限制TiO2前驱体的生长和团聚,诱导其晶粒自组装成球形结构,并抑制由锐钛矿相向金红石相转变.600oC焙烧的SP-TiO2表现出最高的光催化活性,对苯酚降解率达89%.