锈层下碳钢和耐候钢的微区和宏观腐蚀电化学行为

采用扫描电化学显微镜(SECM), 辅以极化曲线和电化学阻抗谱(EIS), 并结合SEM和XRD研究了耐候钢和碳钢在干湿交替环境下的腐蚀行为, 包括微区阳极溶解过程和阴极还原行为、 宏观腐蚀过程和微观结构及组成等. SECM测试结果表明, 锈层下碳钢和耐候钢的腐蚀过程都受阳极控制, 锈层的存在促进氧的还原. 宏观和微区电化学测试结果均表明, 在实验周期内, 初期形成的锈层降低了Fe阳极溶解速率, 从而提高碳钢和耐候钢的耐蚀性能, 后期形成的锈层由于其组成和结构特征的变化, 2种钢的腐蚀速率增加; 同时耐候钢的腐蚀速率较碳钢大, 且氧还原也较碳钢强, 有利于锈层的形成, 从而有利于长期的防护, 但是耐候钢的锈层在短期内并没有很好的保护性. 锈层不够致密, 呈疏松多孔状, 其组成主要有晶态的γ-FeOOH, Fe₃O₄和γ-Fe₂O₃等, 相同的干湿循环条件制备的耐候钢锈层较碳钢厚.     

锈层对海水淡化一级反渗透产水中碳钢腐蚀行为的影响

采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)及电化学方法研究了碳钢在海水及海水淡化一级反渗透(RO)产水中锈层形态及其电化学特性.结果表明,碳钢在两种水体中形成的锈层在结构、成分及功能上具有显著差异,导致其腐蚀情况截然不同.海水淡化一级RO产水中,腐蚀产物γ-FeOOH的还原电位高于碳钢自腐蚀电位,易被还原成Fe3O4,使锈层形成Fe3O4内层及γ-FeOOH外层的双层结构.外锈层很薄,无阻碍氧扩散作用,且因γ-FeOOH的还原加快了腐蚀反应.Fe3O4内层具有良好导电性及Fe2+传递性,使氧还原反应从金属表面转移至内锈层表面进行;同时因其大阴极作用,显著促进了氧还原过程.由于锈层的上述作用,碳钢在一级RO产水中的腐蚀得到了极大加速,其腐蚀速率最终由溶液至内锈层之间的氧极限扩散电流密度决定.防腐方法应能抑制腐蚀产物γ-FeOOH的还原.     

盐湖地区暴露25个月的碳钢表面锈层分析

通过扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IRS)和电化学测试技术分析了碳钢在盐湖大气环境下暴露25个月后上下表面的锈层特征. 结果表明, 碳钢上下表面腐蚀量相似, 锈层中均富有Cl、Mg和Si等外来元素. 两个表面的腐蚀产物都主要由β-FeOOH、Fe8(O,OH)16Cl1.3和少量的γ-FeOOH组成, 最外部分的锈层中还检测到Fe3O4和δ-FeOOH. 电化学测试结果表明, 锈层对基体腐蚀具有抑制作用, 锈层保护性随暴露时间增加而增加.     

密度泛函理论模拟外电场对铁氧体电子结构的影响

通过密度泛函理论(DFT)模拟了3种典型的铁氧体(Fe₂O₃、Fe₃O₄和α-FeOOH)受外电场作用下的电子结构,研究了外电场对不同铁氧体电子结构的影响。DFT模拟结果显示:外电场的存在能够有效提高Fe₂O₃、Fe₃O₄和α-FeOOH晶体结构的价带位置,从而导致3种铁氧体的带隙出现明显的降低;当外电场强度为0.01 V·nm^-1时,Fe₂O₃、Fe₃O₄和α-FeOOH的带隙分别降低了0.36、0.12和0.34 eV;当电场增大至0.1 V·nm^-1时,Fe₂O₃晶体出现击穿现象,Fe—O化学键断裂导致Fe原子的电子沿外电场方向高度离域至相邻Fe原子,而Fe₃O₄和α-FeOOH则仅出现不同...     

非晶态δ-FeOOH液相合成纳米级α-Fe2O3粉体的历程研究

以非晶态δ-FeOOH为前驱物的弱酸性悬浮液,液相快速合成粒径小于25 nm、准球形、高纯度α-Fe₂O₃粉体.结合XRD, FTIR, TEM, TG/DTA和粒度分析等测试手段,对δ-FeOOH液相相转化为α-Fe₂O₃过程中产物的物相、结构及形貌进行了表征.研究结果表明,非晶态δ-FeOOH属亚稳相,容易向稳定相α-Fe₂O₃及α-FeOOH转化,而α-FeOOH在沸腾回流中会自发地转化为α-Fe₂O₃.     

基于分子工程的方法设计首例具有Sr2Be2B2O7 (SBBO)结构的深紫外氟碳酸盐双折射晶体AMgLi2(CO3)2F (A=K,Rb)※

分子结构设计是开发新化合物和通过原子尺度操纵优化晶体结构的一种引人注目的策略. 在这个工作中, 利用分子工程的思想, 基于SBBO结构, 成功设计并合成两个新型氟碳酸盐KMgLi₂(CO₃)₂F和RbMgLi₂(CO₃)₂F. 在两个结构中, a-b平面是由CO₃和LiO₃F阴离子基团组成的无限[Li₃C₃O₆F₃]_∞层, 进一步相邻的层通过F原子连接形成一个独特的[Li₆C₆O₁₂F₃]_∞双层. 这种结构特征对改善晶体的层状生长习性和消除晶体的多晶性有很大的帮助. 光学测试表明, 该系列晶体具有大的双折射和短的紫外截止边, 是深紫外双折射晶体良好的候选材料.     

CaCO3粉末表面光聚合处理的研究

采用表面光聚合技术处理CaCO₃粉末,研究了反应温度、时间、单体浓度等对丙烯酰胺(AAM)在CaCO₃粉末表面光聚合的影响,并采用X光电子能谱(ESCA)、粒度分析、扫描电子显微镜(SEM)和模型模拟分析等研究了表面光聚合处理碳酸钙(CaCO₃)的结构.结果表明:紫外光能有效地引发AAM在CaCO₃粒子表面聚合.经光聚合处理后,CaCO₃粒子表面形成了聚丙烯酰胺(PAAM)包覆层,该包覆层与CaCO₃粒子结合紧密,不能被溶剂洗涤清除.光聚合处理后CaCO₃粒子表面较光滑,分散性可得到提高,CaCO₃粒子粒径增大.     

通过Bi3+发光特征判定“争议”格位——以Ca2MgSi2O7:Bi3+荧光粉为例

在以往的研究工作中,人们经常关注给定基质具有多个格位所对应多发光中心的光致发射。 取决于所掺杂的基质,多个格位的晶体化合物应该可以提供相应的多发光中心,但某些化合物有时只会表现一个发光中心,由此产生“争议性”发光中心。 据以往研究,以稀土离子掺杂而为人所知的经典镁黄长石(Ca₂MgSi₂O₇)长余辉化合物具有“争议性”Ca格位。 为此,在本文中以非稀土离子(Bi³⁺)特有的发光特性从侧面来研究Ca₂MgSi₂O₇化合物中的“争议性”Ca格位问题。 结果表明,在250和276 nm激发波长激发下,所有的Bi³⁺掺杂Ca₂MgSi₂O₇样品均有峰位位于582和350 nm的两个Bi³⁺特征发射带。结合晶体结构分析,光谱结果表明,Ca₂MgSi₂O₇:Bi³⁺荧光粉具有对应于六配位和八配位的两个不同Ca²⁺格位的两个Bi³⁺发光中心,即,Bi³⁺(Ⅰ)(~582 nm)和Bi³⁺(Ⅱ)(~350 nm)发光中心。 此外,光谱分析进一步表明,Bi³⁺(Ⅰ)与Bi³⁺(Ⅱ)具有单向的能量传递,而且,发现这两个发光中心所对应的相对发射强度是依赖于激发波长和Bi³⁺掺杂浓度。 实验证明了Ca₂MgSi₂O₇晶体化合物具有两个Ca格位,而不是有些工作中所讨论的一个Ca格位。 本文工作可以为已知或未知的具有“争议性”格位的晶体化合物的验证提供新的借鉴。     

水热电沉积羟基磷灰石涂层的研究

在0.0105mol/LCa(NO₃)₂,0.0063mol/LNH₄H₂PO₄,0.1mol/LNaNO₃,pH=4.6的电解液中,控制温度60～200℃,恒电流0.4mA/cm²,通过水热电沉积法制备羟基磷灰石涂层.实验结果表明,涂层晶体端面呈六边形棒状结构,涂层组分为缺钙磷灰石Ca_10-x(HPO₄)_x(PO₄)_6-x(OH)_2-x.经800℃烧结后涂层分解为HA和β-TCP的混合物.随温度升高,涂层n(Ca)/n(P)不断增大,涂层组分逐渐接近计量比的HA.涂层质量和结合强度随温度升高先增后减,在160℃时达到最大值16.7MPa     

固定化无机结合肽AG4(NPSSLFRYLPSD)仿生制备银微晶体

摘要利用固定化的AG4进行了离体仿生制备银微晶的研究. 受静电力推动, 正离子化的PET-N(CH₃)₂膜表面吸附了AG4, AG4/ PET-N⁺⁽CH₃)₂膜经AgNO3溶液浸泡后, 用SEM观测发现了大小为1~2 μm的银微晶体, 其多数呈三角形和正方形. 经XPS检测, 银微晶体的Ag3d结合能为368.1 eV(Ag⁰的Ag_3d结合能标准值为368.2 eV), 同时还测得硝酸银的Ag_3d结合能为368.6 eV. 由此推断, 固定化后的AG4在离体条件下能将AgNO₃溶液中的Ag⁺还原为Ag⁰. 对Ag⁺在AG4/ PET-N(CH₃)₂膜上还原并形成微晶体的机理进行了初步分析和探讨.     

基于对羟基苯硼酸为前驱体的金纳米粒子修饰电极电化学检测过氧化氢

以对羟基苯硼酸为前驱体,利用H₂O₂可以定量氧化对羟基苯硼酸产生对羟基苯酚的原理,以反应产物对羟基苯酚为电化学信号物质,结合金纳米粒子修饰玻碳电极（AuNPs/GCE）,发展了一种间接检测H₂O₂的电化学方法. 由于AuNPs/GCE具有有效电子传递性能和比表面积大等优点,对硼酸氧化产物具有较高的催化活性,因此在含1.0 mmol•L^-1对羟基苯硼酸的0.1mol•L^-1 pH 7.5 PBS中,AuNPs/GCE可以检测到1.0 ~ 1.0 × 10³ μmol•L^-1的H₂O₂,检测限为0.5μmol•L^-1. 同时,该方法具有良好的选择性和重现性,且操作简单、速度快、价格低廉,非常适用于实际样品中H₂O₂含量的测定.     

甘氨酸修饰的Pt(111)电极上的氧还原

利用单晶旋转圆盘电极技术（Hanging Meniscus Rotating Disk Electrode,　HMRD）在硫酸和高氯酸溶液中分别研究了甘氨酸修饰的Pt(111)电极表面氧分子的电催化还原反应. 实验发现：在硫酸溶液中,经甘氨酸修饰的Pt(111)电极表面的氧还原活性明显提高,其中氧还原的半波电位与Pt(111)电极的相比正移约0.1 V,而在高氯酸溶液中,甘氨酸修饰的Pt(111)电极的活性几乎没有发生变化. 该实验结果表明：甘氨酸修饰的Pt(111)电极一方面抑制了SO₄^2-在电极表面的吸附,另一方面又能在电极表面提供相邻的空位供氧分子吸附. 通过与文献中报道的CN^-修饰的Pt(111)电极上的氧还原结果的对比,可以推测甘氨酸修饰的Pt(111)电极表面氧还原活性提高是由于甘氨酸在Pt(111)表面可能先被氧化成CN^-后吸附在电极表面,进而促进了氧分子的电催化还原反应.     

Ag+掺杂聚苯胺的制备及其电容特性研究

以苯胺为单体,采用界面聚合法合成了不同浓度的Ag⁺掺杂的聚苯胺(PANI/Ag⁺),使用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和场发射扫描电镜（SEM）等手段对其结构和形貌进行了分析和表征. 在0.5 mol•L^-1 Na₂SO₄电解液中,通过循环伏安（CV）、恒流充放电（CP）以及电化学阻抗（EIS）等技术研究了其电化学性能. 结果表明,当电流密度为5 mA•cm^-2时,PANI/0.12mol•L^-1 Ag⁺的比电容达529 F•g^-1,循环1000次后比电容保持51%,相对于无Ag⁺掺杂的PANI,表现出更优良的电化学电容特性.     

基于癸二酸二异辛酯的环保型复合缓蚀剂对钢筋的缓蚀效应

应用缓蚀剂控制混凝土中钢筋的腐蚀具有高效、廉价和易操作等优点,越来越受腐蚀研究者的关注。近年来,对环保型缓蚀剂的需求日益增加。因此,本工作发展了由癸二酸二异辛酯、D-葡萄糖酸钠和硫酸锌组成的环保型复合缓蚀剂并应用电化学测试技术和表面分析方法研究其对钢筋的缓蚀作用。结果表明,Q235钢筋在pH为11.00,含0.5 mol∙L^-1 NaCl的模拟污染的混凝土孔隙液中处于活化状态并发生局部腐蚀。含有59 mmol∙L^-1癸二酸二异辛酯,0.5 mmol∙L^-1 D-葡萄糖酸钠和1.5 mmol∙L^-1硫酸锌组成的复合缓蚀剂对钢筋具有良好的协同缓蚀效应,在模拟污染混凝土孔隙液中和水泥砂浆试样中对钢筋的缓蚀效率分别达到96.8%和90.0%。该复合缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂,对钢筋腐蚀的阴极反应和阳极反应均有抑制作用。     

广东丰顺地热发电站通水管腐蚀产物的穆斯堡尔谱的研究

穆斯堡尔谱用于研究通水管道腐蚀产物,文献^[1,2]有报导。腐蚀产物随着水中的杂质、水温及管道材料而异。     

基于Nafion固定磷钼酸和石墨烯共修饰PEDOT膜电极的电化学过氧化氢传感器

以玻碳电极（GCE）为基底电化学聚合制得聚3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）膜修饰电极,再通过Nafion共固定磷钼酸和石墨烯构建了一种新型的无酶电化学H₂O₂传感器. 利用扫描电子显微镜（SEM）表征制得的修饰电极,并通过循环伏安法和计时电流法研究了传感器对H₂O₂的响应性能. 结果表明,在优化条件下,该传感器对H₂O₂还原具有良好的电催化性能,检测H₂O₂的线性范围为2.91×10^-6 ~ 1.83×10^-2 mol•L^-1,检出限和灵敏度分别为9.90×10^-7 mol•L^-1（S/N = 3）和112.5 μA•（mmol•L^-1）^-1. 此外,该传感器还具有良好的重现性和选择性.     

金纳米颗粒@碳微球的制备及其电化学检测汞离子性能研究

本文研究了金纳米颗粒@碳微球(Au@CMSs)的制备及水环境中汞离子在该材料上的电化学行为. 实验结果表明,在0.1mol•L^-1 pH = 5.0的NaAc-HAc缓冲溶液中,采用方波伏安法测定汞离子,其浓度与氧化峰电流强度线性良好,相关系数为0.997,检出限为3.69 × 10^-8 mol•L^-1（3σ方法）.     

硝酸对N,N-二甲基羟胺γ-辐解及液态辐解产物的影响

N,N-二甲基羟胺(DMHA)是用于动力堆乏燃料后处理U与Pu和Np分离的新型无盐还原剂, 本文研究了硝酸对DMHA γ-辐解及液态辐解产物的影响. 研究结果表明: 在U、Pu分离循环和Pu纯化循环的辐照剂量下, 在0.3-1.0 mol·L^-1的硝酸溶液中, 0.1 和0.5 mol·L^-1 DMHA具有较好的辐照稳定性. 当吸收剂量为5-25kGy时, DMHA硝酸溶液的液态辐解产物主要有单甲基羟胺、甲醛、甲酸和亚硝酸. 有机物的浓度远远高于亚硝酸浓度, 且随着剂量和硝酸浓度的增加而增大. 对于相同的硝酸浓度和剂量, 0.1 mol·L^-1 DMHA辐解产生的一甲基羟胺的浓度高于0.5 mol·L^-1 DMHA, 但前者辐解产生的甲醛浓度低于后者; 当硝酸浓度较高时, 0.1 mol·L^-1 DMHA辐解产生的甲酸浓度高于0.5 mol·L^-1 DMHA. 亚硝酸浓度与硝酸浓度及剂量的关系取决于起始DMHA和硝酸浓度.