气体分子在类石墨烯材料负载单个金属原子表面的吸附特性

采用密度泛函理论方法研究了不同种类和数量的气体小分子在类石墨烯材料(graphenylene)衬底支撑的金属原子(M=Co, Mo和Pd, gra-M)表面的吸附特性,系统地分析了吸附不同数量的NO和CO分子的稳定构型,吸附能,电荷转移量以及引起的体系电子结构和磁性变化.研究结果表明:1) NO、CO气体小分子的稳定吸附位在金属原子顶位,吸附物与衬底间的电荷转移量表明负载不同的金属原子能够有效地调制类石墨烯材料的气敏特性;2)单个和两个气体分子吸附能够引起gra-M体系的自旋电荷密度分布发生变化,进而使得气体吸附体系表现出不同磁矩大小.     

理论研究过渡金属原子修饰石墨炔材料的功能性

采用基于密度泛函理论中第一性原理方法分别对石墨炔负载过渡金属原子(M-gra)体系的稳定构型以及对多种气体小分子的灵敏度和选择性进行理论研究.计算结果表明金属原子吸附在孔洞结构的H2位具有高稳定性,不同种类的金属原子能够有效调控石墨炔体系的电子特性和具有不同的磁矩.比较气体分子的吸附能大小,M-gra衬底对O和OH表现出高的灵敏度,单个NO、NO₂和O₂的稳定性高于CO分子.此外,小分子吸附的M-gra体系具有金属、半金属和半导体特性,在电子和气敏器件领域具有潜在应用.     

紧凑型单能伽马射线源

基于高亮度电子束与超短强激光相互作用的逆康普顿散射X/γ射线源具有单色性好、能量可调、偏振可控等特点,在核安全及核安保领域具有广泛的应用前景。清华大学将研制国际上首套能量达MeV的紧凑准单能伽马源装置并开展包括先进辐射成像、基于核共振荧光的物质分析检测等应用工作。给出该光源设计方案,以及针对其关键性能指标进行的优化及光源最终性能指标。目前已完成光源的设计,正在进行部件的加工采购,预计将于2023年启动装置的安装调试工作,于2025年完成项目的调试和验收。     

Donor-acceptor conjugated copolymer with high thermoelectric performance: A case study of the oxidation process within chemical doping

The doping process and thermoelectric properties of donor-acceptor(D-A)type copolymers are investigated with the representative poly([2,6-4,8-di(5-ethylhexylthienyl)benzo[1,2-b;3,3-b]dithiophene]3-fluoro-2-[(2-ethylhexyl)-carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl))(PTB7-Th).The PTB7-Th is doped by Fe Cl;and only polarons are induced in its doped films.The results reveal that the electron-rich donor units within PTB7-Th lose electrons preferentially at the initial stage of the oxidation and then the acceptor units begin to be oxidized at a high doping concentration.The energy levels of polarons and the Fermi level of the doped PTB7-Th remain almost unchange with different doping levels.However,the morphology of the PTB7-Th films could be deteriorated as the doping levels are improved,which is one of the main reasons for the decrease of electrical conductivity at the later stage of doping.The best electrical conductivity and power factor are obtained to be 42.3 S·cm^-1;and 33.9μW·mK^-1,respectively,in the doped PTB7-Th film at room temperature.The power factor is further improved to 38.3μW·mK^-1;at 75℃.This work may provide meaningful experience for development of D-A type thermoelectric copolymers and may further improve the doping efficiency.     

TiO2纳米棒载Pd催化剂的制备及其对甲酸的电催化氧化

利用水热合成和无机溶胶法,分别制备了具有棒状(TiO2-R)和无规则结构(TiO2-I)的锐钛矿相TiO2,并以之为载体制备得到Pd/TiO2电催化剂.循环伏安测试显示,与无规则TiO2相比,具有棒状结构的TiO2载Pd催化剂对甲酸氧化的电催化性能提高了70%;计时电流测试显示,运行3000 s后,甲酸在棒状TiO2载Pd催化剂上的氧化电流是无规则TiO2载Pd催化剂的16倍.其原因可能与TiO2纳米棒拥有更好的电子传导性且表面拥有较多的活性含氧基团有关,从而能够有效提高催化剂对甲酸氧化的电催化活性和抗毒化性能.     

有机膦酸配合物热分解法制备三维网状形貌的偏磷酸铁

用三氯化铁和乙二胺四甲叉膦酸(edtmpH8)为原料合成膦酸铁(FeIII-edtmpH5)配合物前驱体,再将该前驱体在空气氛下焙烧即制得偏磷酸铁Fe(PO3)3.利用电喷雾质谱(ESI/MS)、红外光谱(FT-IR)、热重-差热分析(TG-DTA)测试确定了FeIII-edtmpH5配合物的组成和可能结构.对焙烧后产物进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)测试,结果表明焙烧产物为具有三维网状形貌的高纯Fe(PO3)3.     

高分子合金相容剂的研究进展

综述了高分子合金相容剂的重要研究进展,包括相容剂体系和相容性表征的研究。目前新研制出的相容剂主要有PVDF—g—AAc—g～TPU、EAGMA、PP～g—MAH和PP_g—MAH—St;这些相容剂克服了高分子合金和高分子基复合材料热稳定性差的缺点,降低了共混物的加工温度,并提高了材料的强度和抗冲击性能。现代表征技术在检验相容剂增容效果和表征高分子合金相容性起到了很好的作用,利用转矩流变仪和DSC检验相容剂的作用基团、扫描电镜和透射电镜观测EMG增容后的MDPE／PA6和MDPE／PET的断口形貌和组分的平均粒径、偏光显微镜和WAXD表征交联LLDPE~PP／LLDPE／PP合金晶型和结晶行为。作者针对相容剂对合金性能影响的研究存在的争议与分歧,认为高分子合金相容剂向功能化和复合化发展。     

电化学浸渍法制备空间氢镍电池用镍电极的循环寿命研究

以空间储能电源4.5’镍极板为对象,研究了过充电、高倍率及极板孔径对电化学浸渍电极循环寿命的影响.结果表明,5C过充电70%,电极初始容量为2.7 Ah,150次循环后容量逐渐下降,300次循环,放电容量约为1.7 Ah(保持率约63%).5C无过充电,300次循环其容量保持率约100%,1000次循环,容量保持率仍可达76%.无过充电,极板孔径及小电流活化均可改善电极循环性能.     

快速制备高掺杂CuO/SiO2复合气凝胶

通过环氧丙烷预反应法, 以乙腈为溶剂快速制备了高掺杂的氧化铜/二氧化硅复合气凝胶. 在典型的合成过程中, 将正硅酸甲酯(TMOS)、乙腈、去离子水和环氧丙烷混合进行预反应, 然后将该溶液与氯化铜的乙腈-水溶液混合并添加环氧丙烷, 在35℃烘箱中静置0.5 h 后转化为湿凝胶, 再经过CO₂超临界流体干燥和热处理即可获得黑色块状CuO/SiO₂复合气凝胶. 最终气凝胶样品密度约为180 mg·cm^-3, 比表面积高达625 m2·g^-1, 平均掺杂比为19.91%±2.42% (Cu:Si 摩尔比), 压缩模量为1.639 MPa, 具有成型性好、分散均匀等优点,是良好的背光源靶材料. 本论文还通过对比实验对凝胶化过程的机理进行分析, 结果表明, 通过改变溶剂和采用环氧丙烷预催化均衡了两种不同前驱体的反应速率, 实现了共凝胶的目的. 此外, 该方法还有望为其它金属氧化物/二氧化硅复合气凝胶的制备提供新思路.     

CH2BrCl在265 nm光解产生的氯甲基自由基的振动内能

利用离子速度影像技术研究了CH2BrCl在265nm附近的激光光解.利用2+1共振增强多光子电离分别获得光解产物Br(2P1/2)和Br(2P3/2)的离子速度图像,从而得出Br(2P1/2)和Br(2P3/2)的速度分布,以及光解碎片的总平动能分布.据此,运用角动量守恒碰撞模型获得了解离氯甲基自由基(·CH2Cl)的振动内能分布.研究结果表明:CH2BrCl+hv→Br(2P1/2)+CH2Cl通道产生的氯甲基自由基中被激发的振动模主要是v4、v3+v4、v2+v4和v2+v6;CH2BrCl+hv→Br(2P3/2)+CH2Cl通道产生的氯甲基自由基中被激发的振动模主要是v2+v6、v1+v3、v2+v5、v2+v3+v5和v1+v5;母体分子CH2BrCl在吸收光解光子后除有v5(CBrstretch)振动模被激发外,还有v7(CH2a-stretch)等其它振动模也被激发.