气液界面微观结构研究的一种实验新方法

许多物理、化学和生物过程发生于气液界面,且受到局域微观结构的深远影响. 不同于液体的体相,分子取向是界面处微观结构突出的不对称特征之一. 本文综述了电子碰撞时间延迟质谱方法和近期取得的进展. 利用这个崭新的方法,不仅可以侦测得到利用小角度X射线或中子散射以及振动和频光谱方法获得的界面微观结构,同时也提供了一种研究气液界面处电子驱动化学反应的实验方案.     

钙钛矿型纳米晶薄膜的制备及其光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法结合旋转涂膜工艺在玻璃基底上制备出了多层纳米晶薄膜LaMO3(M=Fe,Mn,Co,Cr);采用DSC/TG技术分析了前驱体凝胶的热分解历程;利用场发射扫描电镜观察了薄膜的表面形貌及膜层厚度.通过XRD进行了物相分析,并计算了其晶粒尺寸;实验结果表明,制备出的LaM03多层薄膜具有钙钛矿晶型结构,薄膜形态比较均匀.将该类薄膜作为光催化剂,对多种水溶性染料进行了光催化降解实验.研究结果表明,纳米晶薄膜LaM03的光催化活性主要和M原子的电负性及M离子的d电子结构有关.当M为Co时,薄膜的光催化效果最好.     

低能离子-分子反应动力学的研究进展※

离子-分子反应是星际空间、地球大气、燃烧火焰和等离子体等各类环境中物质演化的关键步骤之一, 而且此类反应还涉及到电荷转移、能量传递等基本物理化学过程. 近十几年来, 离子速度成像技术的引入推动了低能离子-分子反应动力学的实验研究, 但仍有很多微观动力学机制有待深入探索. 基于自制的交叉束离子速度成像装置, 本研究组最近利用延迟线阳极探测器实现了多通道产物的三维离子速度影像的高效测量. 对Ar⁺和小分子的电荷转移研究中, 作者发现了此过程与光电离、Marcus理论模型之间的差异; 通过研究Ar⁺与O₂、CO的解离性电荷转移反应, 揭示了奇特的立体动力学特征, 分析了解离性电荷转移与纯电荷转移的动力学差异. 结合国际上相关研究, 作者对未来的实验技术发展与研究内容作了展望.     

三甲基镓在Pd(111)表面吸附解离及表面预吸附H和O的影响

利用X-射线光电子能谱（XPS）和程序升温脱附谱（TPD）研究了三甲基镓在Pd（111）表面的吸附和解离行为,并考察了表面预吸附H和O的影响。结果表明,在吸附温度为140 K时,三甲基镓在Pd（111）上主要为解离吸附,此时表面物种为Ga（CH₃）_x （x=1,2,3）和CH_x物种。加热将导致Ga的甲基化合物中的Ga-C键发生分步断裂,在不同温度下产生CH₄和H₂从表面脱附。同时,XPS结果证实了在275~325 K的温度区间内存在Ga甲基化合物的分子脱附。退火至更高温度,表面只观察到积碳和金属Ga物种,这二者随着温度的继续升高逐渐向体相扩散。在Pd（111）表面预吸附O和H对上述吸附和解离行为存在显著的影响。当表面预吸附H时,脱附产物CH₄和H₂的脱附主要位于315 K,可归属为一甲基镓的解离脱附。当表面预吸附O时,只在258 K观察到CH₄和H₂的脱附峰,可能来自于Pd-O-Ga（CH₃）₂吸附结构的解离.     

有机溶剂中溶胶-凝胶法制备纳米钙钛矿型氧化物

以柠檬酸作配位剂,无水乙醇为溶剂,采用有机溶剂的溶胶-凝胶法合成了纳米钙钛矿型氧化物LaMnO3及La1-xSrxMnO3.用TG/DTA对金属羧酸盐凝胶的热分解历程进行了分析,用XRD分析了所得产物的相组成,以TEM观察了不同制备条件下的纳米粉体的颗粒尺寸及其形貌特征.结果表明,与水溶液相比,在有机溶剂中能够获得尺寸更小的纳米钙钛矿粉体.研究了溶液pH值和柠檬酸用量对La1-xSrxMnO3前驱体溶胶凝胶稳定性的影响.通过实验确定最佳的工艺条件为pH=8,柠檬酸添加量与金属离子总量的比值为21.     

锶掺杂对钙钛矿型氧化物LaMnO3电催化性能的影响研究

采用正交实验方法,研究了当x取不同值时,混合初始溶液的pH值、表面活性剂OP-10以及络合物柠檬酸的添加量,和前驱体的焙烧温度等因素对La1-xSrxMnO3结晶形态和粒径的影响。采用TG／DTA对凝胶的热分解历程进行了分析,以XRD分析了不同煅烧温度下所得产物的相组成,以TEM观察了不同条件下的纳米粉体的颗粒尺寸及其分散状况。并将制备出的钙钛矿粉体压成电极,进行放电分析,以检验其催化活性。得出了采用溶胶-凝胶法合成钙钛矿型纳米氧化物La1-xSrxMnO3的优化反应条件。     

La0.6Sr0.4MnO3纳米薄膜的制备及其光催化活性

在室温下,采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉技术在载玻片基底上制备出了钙钛矿型La0.6Sr0.4MnO3薄膜;采用TG/DTA技术分析了金属羧酸盐凝胶的热分解历程;通过XRD进行了物相分析,并计算了其晶粒尺寸;利用AFM观察了薄膜的形貌特征.实验结果表明,La0.6Sr0.4MnO3薄膜在570 ℃形成,为三方晶系,其平均晶粒度为10.8 am.采用制备出的La0.6Sr0.4MnO3薄膜对多种水溶性染料进行了光催化降解实验,研究发现,该纳米薄膜有较好的光催化效果,在9 h内对酸性红A、酸性橙Ⅱ、弱酸性黄C-3GN、直接绿BE、弱酸性蓝C-RL的脱色率分别达到95.56%,89.70%,97.56%,98.40%和81.16%.     

玻璃基底上La_(1-x)Sr_xMnO_3纳米薄膜的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法结合浸泽提拉技术在玻璃基底上制备出了La1-xSrxMnO3(x=0、0.1、0.2、0.4)纳米薄膜。利用TG/DTA、FTIR、XRD、FESEM、UV-Vis探讨了反应温度、配合剂和添加剂的用量及薄膜层数对薄膜结构和表面形貌的影响。结果表明,制备出的La1-xSrxMnO3多层薄膜具有钙钛矿结构,其表面致密均匀,粒径在30nm左右,其四层薄膜的平均厚度为98.8nm。光催化性能研究表明,Sr2+的引入使薄膜的电子转移更容易,且当x为0.2时薄膜的光催化活性最好,在9h内对酸性红A的脱色率达到96%。     

高能振动球磨法制备纳米钙钛矿粉体La_(0.8)Ca_(0.2)MnO_3

利用高能振动球磨法,以氧化镧、氧化钙和二氧化锰为原料,制备出纳米氧化物粉体La0.8Ca0.2MnO3。采用XRD分析了球磨过程中粉体的晶化过程;以TEM观察了制备出的粉体的颗粒尺寸和分散状况。结果表明,采用高能振动球磨法20 h就能制备出颗粒尺寸在50~100 nm,属正交晶系的纳米钙钛矿粉体La0.8Ca0.2MnO3;在该反应体系的球磨过程中,产物晶粒经历了先长大后细化的过程。将球磨法制备出的粉体压成电极,进行放电分析。结果表明采用该方法制备出的纳米La0.8Ca0.2MnO3粉体具有很好的电催化活性。