Pd/Ce0.8Zr0.15La0.05Oδ整体催化剂甲苯催化燃烧性能的研究

采用一次浸渍法分别制备了 Pd/Ce0.8Zr0.15La0.05Oδ及Pd/Ce0.8Zr0.2O2整体式蜂窝陶瓷催化剂,考察了不同温度焙烧的两类整体催化剂甲苯催化燃烧性能.通过X射线粉末衍射(XRD)、比表面积、拉曼光谱(Raman)、程序升温还原(H2-TPR)、PdO分散度等表征结果与催化活性进行关联.结果表明,随着焙烧温度升高,催化剂比表面积下降,Raman图谱CeO2及PdO峰强度增加,H2-TPR中Ce4+还原峰向高温方向移动,同时PdO分散度下降,相应甲苯催化氧化活性下降.与CeO0.8Zr0.2O2涂层催化剂相比,La3+掺杂催化剂在高温焙烧时,其比表面积下降较小,Raman光谱表明其氧缺位比铈锆涂层催化剂多,H2TPR谱图中Ce4+还原峰低约60～80℃,PdO分散度亦比末掺杂催化剂高.1000℃焙烧下的甲苯氧化反应活性远高于未掺杂催化剂,说明镧的掺杂提高了铈锆涂层催化剂的高温反应活性及热稳定性.     

反应气体驱动二级轻气炮发射特性实验及数值计算北大核心CSCD

通过实验确定了20/57mm构型反应气体驱动二级轻气炮的气体装填参数与弹丸动能的关系。实验结果表明,反应气体驱动二级轻气炮的弹丸动能与气体反应化学能之间基本满足二次函数关系,系统发射稳定性满足加载实验要求。发展了基于气体爆轰模型的计算方法,通过数值计算获得了反应气体驱动二级轻气炮的发射特性,弹丸速度的计算结果与实测结果吻合较好。     

贵金属原子在CeO2(111)表面吸附的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论系统研究了贵金属原子(Au、Pd、Pt和Rh)在CeO₂(111)表面的吸附行为。结果表明,Au吸附在氧顶位最稳定,Pd、Pt倾向吸附于氧桥位,而Rh在洞位最稳定。当金属原子吸附在氧顶位时,吸附强度依次为Pt > Rh > Pd > Au。Pd、Pt与Rh吸附后在Ce 4f、O 2p电子峰间出现掺杂峰;Au未出现掺杂电子峰,其d电子峰与表面O 2p峰在-4～-1 eV重叠。态密度分析表明,Au吸附在氧顶位、Pd与Pt吸附在桥位、Rh吸附在洞位时,金属与CeO₂(111)表面氧原子作用较强,这与Bader电荷分析结果相一致。     

烷基苯酚类化合物的气相色谱保留值与其结构参数的定量关系

计算了44个烷基苯酚类化合物的组成、拓扑、几何、静电和量子化学等结构参数,运用启发式方法对这些结构参数进行筛选,得到了含3个变量的化合物的定量结构与色谱保留值的线性关系模型,同时以这3个变量作为支持向量机模型的输入变量建立非线性回归模型。两种方法的相关系数(R2 )分别为0.98和0.92,相应的均方根误差分别是0.99和2.77。通过对两种模型的稳定性和预测能力的比较,发现线性模型能够更好地反映烷基苯酚的气相色谱保留值与其结构参数之间的定量关系。在已知烷基苯酚类化合物结构参数的情况下,线性回归模型更有助于它们的色谱分析。     

单原子催化:沟通均相催化与多相催化的桥梁（英文）

催化在现代化学工业中占据着极为重要的地位.催化剂是催化过程的核心.均相催化剂由于具有均一、孤立的活性位点,往往具有高活性与高选择性;但是分离困难限制了其实际应用.多相催化剂由于金属原子利用效率低、活性组分不均匀,活性与选择性相对较低;但其稳定易分离的特点使得目前大多数工业催化过程都是多相催化过程.近年来,单原子催化逐渐成为催化领域新的研究热点与前沿,受到相关研究人员的广泛关注.作为一种多相催化剂,单原子催化剂具有稳定易分离的优势.此外,单原子催化剂具有类似均相催化剂的孤立活性位点,可能具有高活性与高选择.因此单原子催化的概念一经提出,便被认为有望成为架起多相催化与均相催化的桥梁;但几年来并未从实验上得到证实.2016年开始,逐渐有单原子催化剂在经典均相催化反应过程中的应用报道,为该观点提供了实验上的证据.本综述概述了2016至2017年单原子催化剂在典型均相催化反应中的成功应用,包括:1)氢甲酰化反应.以烯烃和合成气为原料合成精细化学品醛类化合物的氢甲酰化反应是目前化工生产中典型的均相催化反应之一.2016年,张涛课题组和曾杰课题组先后报道了Rh/ZnO和Rh/CoO单原子催化剂在该反应中的成功应用.催化剂都表现出优异的催化性能,活性与经典均相Wilkinson’s催化剂相当;2)氢硅加成反应.作为合成有机硅产品的重要反应之一,工业上硅氢加成反应主要由Pt基均相催化剂催化.2016年Beller课题组首次报道了将Pt/Al_2O_3单原子催化剂用于烯烃硅氢加成反应中.该催化剂除表现出良好的催化活性和区域选择性外,还具有较高的稳定性和底物普适性;3)C–H键选择性氧化.烷烃部分氧化反应在学术研究和工业应用方面都有重要意义.刘文刚等将M-N-C单原子催化剂(其中M为Fe,Co等金属)成功应用于C–H键的活化反应中,并对催化剂的结构进行了深入剖析.以上实例表明通过调控金属与载体组合、设计开发合适的单原子催化剂,可以达到结合均相催化高活性、高选择性与多相催化稳定易分离的目的,为均相催化多相化提供了一条新途径,也证明单原子催化可望成为沟通均相催化与多相催化的桥梁.     

“化工原理”在线开放课程的建设与教学实践

浙江师范大学“化工原理”教学团队建设了面向化学、材料、环境与药学等非化工工艺类专业、3~4学分的“化工原理”在线开放课程,录制了101个知识点的微视频,详细讲解了流体流动、流体输送机械、传热、蒸馏与吸收等单元操作,简单介绍了非均相物系的分离、传质设备、蒸发、萃取及干燥等单元操作。课程在浙江省高等学校在线开放课程共享平台上线并运行了2年。通过多所高校、千余学生学习的教学实践,发现以学生课前在线观看知识点微视频自主学习,线下翻转课堂的混合式教学模式真正地发挥了学生学习的主体作用,教师变为课堂的组织者与引导者,大幅提高了教学的质量与效果。同时,在线开放课程可以实现优质课程的互通与共享,是高等教育改革与发展的主要方向与趋势。     

Pd-Ce0.4Zr0.6O2直接涂覆的整体催化剂的甲苯催化燃烧性能

采用浸渍法制备了Pd-Ce0.4Zr0.6O2/载体整体催化剂,考察了不同温度焙烧的催化剂的甲苯催化燃烧性能,并将SEM,Raman,BET,CO-TPR等表征结果与催化活性进行了有效的关联。结果表明,催化剂的涂层具有良好的抗振荡性能;400℃焙烧的Pd-Ce0.4Zr0.6O2/载体整体催化剂的催化活性最高,甲苯转化率为95%以上的最低反应温度为210℃;与400℃焙烧的催化剂相比,900℃焙烧的催化剂95%以上甲苯转化的所需的最低温度仅提高40℃,说明该催化剂具有良好的热稳定性。     

单硫醚在不同极性固定相上的气相保留指数与结构的相关性研究

 在计算出 61个单硫醚的各种量化参数之后 ,用逐步回归方法 ,预测了单硫醚在 4种极性固定相上的气相保留值 ,建立了相应的定量模型。结果表明 ,该模型具有较强的预测能力 ,回归方程的均方根误差不超过 4 %。     

用UBI-QEP方法分析钴系Fischer-Tropsch合成催化反应机理

采用unity bond index-quadratic exponential potential(UBI-QEP)方法, 以Co(0001) 单晶为模型催化剂, 对Fischer-Tropsch(F-T)合成的三种可能反应机理(表面碳化物机理、烯醇机理和CO插入机理)进行了全面的能学分析. 计算结果表明, 通过表面碳化物机理生成烃类产物从能学角度看较为合理, 其中CO_ads表面解离和C_ads加氢具有较高的活化能垒, 可能是整个F-T反应序列中的慢步骤; 通过CH_2,ads插入金属-烷基键实现链增长的活化能垒最低, 是能量上有利的链增长方式; 在Co(0001)晶面上烷基经β-H消除生成烯烃的活化能垒低于加氢生成烷烃, 而通过CO插入机理生成的有机含氧化合物的二次反应能垒较低, 从而导致其在Co催化剂上的低选择性. 此外, 与Fe/W(110)相比, Co金属上的CH_x,ads加氢以及CH_2,ads插入的活化能垒较低, 从而解释了Co催化剂上甲烷选择性较高和倾向于生成重质烃类产物的特性.     

多根平行光纤的功率转移特性分析

基于模式耦合理论,研究了呈一字型排列的多根平行单模光纤间的功率转移,分析了光纤间距对耦合系数和功率转移的影响,给出了三根平行单模光纤耦合方程的解,针对不同的初始条件进行了比较分析.数值计算表明,呈一字型排列的多根平行单模光纤间的功率成一定周期转移.