微量Co修饰的碳载超细Pt纳米粒子的制备及其在燃料电池氧还原催化中的应用

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有清洁、高效等优点,是一种理想的汽车动力电源.然而,由于其阴极氧还原反应(ORR)速率缓慢,需要使用大量的Pt基催化剂,导致燃料电池成本居高不下,严重制约了PEMFC的商业化发展.将Pt与过渡金属Fe, Co, Ni等形成合金,对表面Pt原子的几何结构和电子结构进行调变,可以有效提高催化剂的活性,实现Pt用量和燃料电池成本的降低.但是目前合金催化剂多采用溶剂热、浸渍-高温退火等制备方法,使用有毒有害试剂和难清洗的表面活性剂,且过程复杂、能耗高,不利于大规模化生产.此外,合金中过渡金属占比高,在燃料电池工况下,大量过渡金属溶解,加速了膜的降解,导致实际PEMFC性能的降低.对此,我们探索了一种简便有效的方法制备高活性、高稳定性的碳载Pt-Co催化剂.在没有添加表面活性剂的情况下,采用硼氢化钠辅助乙二醇还原法合成了具有超小尺寸和均匀分布的Pt-Co纳米颗粒,后续酸刻蚀处理去除不稳定的Co原子,重组双金属纳米颗粒的表面结构形成富Pt壳层,进一步提高了催化剂的活性和稳定性.通过电感耦合等离子体、X射线粉末衍射、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、高角环形暗场-扫描透射-元素分布及光电子能谱等物理表征证实了微量Co改性的碳载超细铂合金纳米颗粒的组成和结构.进一步对催化剂进行旋转圆盘电极和单电池测试,结果表明, Pt_(36)Co/C具有明显高于商业化Pt/C的有效电化学活性面积和电池性能.此外,加速衰减测试和衰减前后的电镜图片表明, Pt_(36)Co/C催化剂的稳定性相较于Pt/C亦有所增强.分析Pt-Co/C催化性能提高的原因,主要归于以下三点:(1)催化剂纳米颗粒在载体上分布均匀,且具有超小的粒径尺寸,提供了大量的三相反应界面位点;(2)双金属配体和电子效应的协同作用,降低了氧化物质在催化表面的吸附能力,加速了ORR的电催化动力学;(3)酸蚀刻导致的不稳定Co的溶解及催化剂表面结构的重排,形成了富Pt壳层结构,有利于提高催化剂的稳定性.这种简单有效的合金制备方法可以在电催化领域推广使用.     

二甲双胍化学反应性的密度泛函理论研究及实验研究

二甲双胍(MET)是一个非常优良的降血糖药,一直是治疗II型糖尿病(T2DM)的首选药物,但其脂溶性较差,也存在引起胃肠道不适等副作用,对其结构修饰和衍生化,特别是将其研制成前药(Prodrug)具有一定的临床意义。为了探明二甲双胍化学反应的性能特点,本文基于密度泛函理论（DFT）开展了二甲双胍的化学内禀性质研究,包括各种可能互变异构体的单点能和量子化学反应性指数。此外,还对各异构体互变过程的过渡态以及它们的反应路径进行了研究。在此基础上,本文还对二甲双胍与亲电试剂的化学反应机理进行了初探,并用化学合成反应来验证,从而让我们能够从理论上弄清楚二甲双胍化学反应的特殊性质。     

含Ce水滑石基复合氧化物对混合染料的光催化性能

将具有光催化活性的Ce O_2和锌锡水滑石进行复合,经焙烧得到光催化性能较高的Ce O_2/Zn O/Sn O_2复合氧化物。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射图谱(UV-Vis DRS)技术对样品的晶体结构、表面形貌和光学性能进行表征,并利用密度泛函理论(DFT)计算样品的态密度,分析其电子能态结构。以甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的混合溶液(C_(MO)∶C_(MB)=1∶1)模拟染料废水,研究Ce O_2含量和焙烧温度对复合氧化物光催化降解混合染料的影响。结果表明:随着Ce O_2含量和焙烧温度的增加,复合氧化物的结晶度及对MO和MB的光催化活性得到增强;同时,复合氧化物对混合染料中MO的降解率优于MB。其中Ce O_2含量为20%,焙烧温度为700℃时的复合氧化物表现出最佳的光催化性能,对混合染料中MO和MB的降解率分别达到96.7%和95.0%。结合实验结果和理论计算,推测了混合染料中MO和MB的降解路径。     

纳米ZnO室温选择氧化H2S特性的研究

碱式碳酸锌在不同焙烧温度下制得的纳米ZnO具有六方晶系纤锌矿结构，平均粒径为15.4 nm、19.1 nm、22.9 nm和33 nm，以其为脱硫剂，对H2S室温脱硫性能进行了研究。利用XRD和XPS技术对脱硫反应前后的样品进行了表征。实验结果表明，纳米ZnO的脱硫性能随粒径的增大而降低，常温、常压下，260 ℃焙烧的纳米ZnO对H2S有高的去除率，并且H2S可选择性地被氧化为单质硫。     

纳米氧化铜的制备及常温脱硫效能研究

采用硝酸铜为原料、氢氧化钠溶液为沉淀剂、使用体积比为1∶1的乙醇-水溶液为分散剂的直接沉淀法制备，通过改变工艺条件得到了三种纳米氧化铜产品，平均粒径分别为25.63，10.74和7.57 nm。采用TG-DTA、FIR、XRD和TEM等对纳米氧化铜进行表征。对产品的常温脱硫活性进行了穿透试验，并与已开发的其他常温精脱硫产品进行了比较，结果表明纳米氧化铜应用于H₂S脱硫，可在常温条件下具有优异的脱硫活性，对H₂S的脱除精度可以达到0.05 mg·m^-3以下。经过优选，产品在3 000 h^-1空速下穿透硫容达到25.3%，高于同类型的其他脱硫剂产品。     

自由基引发马来酸二丁酯熔融接枝低密度聚乙烯的研究

用马来酸二丁酯(DBM)为接枝单体,过氧化二枯基(DCPO)为引发剂,对低密度聚乙烯(LDPE)进行了熔融接枝功能化。样品的红外光谱表明接枝反应确已发生。通过对样品中酯基的皂化水解测定产物的接枝率,对产物进行萃取,用凝胶量间接表征产物的交联程度;用溶液的特性粘度从侧面显示样品的支化或降解情况。实验结果表明,产物的接枝率和凝胶量可以通过选择反应条件(温度、时间及反应混合物的组成)来控制;过量的DCPO是引起交联产生凝胶的主要原因;向体系中添加DMF可阻止交联反应的发生,但产物的接枝率也有所下降,以自由基机理对上述结果进行了讨论。     

高效液相色谱法测定塑料食品包装材料中8种苯并三唑类紫外吸收剂EI北大核心CSCD

建立了同时测定塑料食品包装材料中8种苯并三唑类紫外吸收剂(UV-P、UV-234、UV-320、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329和UV-360)的高效液相色谱-二极管阵列检测法。样品经5 m L乙酸乙酯+二氯甲烷(V/V=4:1)在20℃超声提取10 min后,以甲醇、乙腈和水为流动相梯度洗脱,经Eclipse XDB-C_(18)柱分离,在340 nm处检测。UV-P和UV-360以及其他6种紫外线吸收剂分别在0.02~10,0.2~10和0.1~10 mg/L的质量浓度范围内呈良好的线性关系。8种紫外吸收剂的线性相关系数均大于0.9999;仪器的检出限(S/N=3)为0.0074~0.1250mg/L。3种不同添加水平下的样品加标平均回收率为93.7%~114.3%,相对标准偏差均不高于5.0%(n=6)。     

FRS—XRSA与SAXS研究硬弹性聚丙烯的结晶度,取向与超结构：Ⅲ.应变与回复

应用全倒易空间Ｘ－射线散射理论分析（ＦＲＳ－ＸＲＳＡ）与ＳＡＸＳ研究了ＨＥＰＰ在应变（ε）与回复（Ｒ）过程中结晶、取向与超结构的变化。结果指出，ε可以诱发结晶，但当ε≥３０％后，结晶度（ＸＣ＾Ｗ）趋于不变：ε可以导致晶粒破碎；ε与Ｒ对取向分布与平均取向基本上无影响，这符合片晶平行分离模型，而非叶簧弯曲模型；发现，在ε≤３０％时，层状片晶的分离为主要过程，而当ε〉３０％后，则分离的片晶会发生断层滑移     

区间可靠性分析方法及在地下隧道结构计算中的应用

基于工程结构不确定性的区间分析方法,本文将区间分析方法与可靠性分析方法相结合,探讨了一种可以获得区问可靠指标的可靠性分析方法.依据结构失效准则确定的功能函数在一定区间内变化,进而得出了可靠指标的变化区间,在得到区间可靠指标的同时也得到了一种反映结构稳健性的稳健可靠指标.结合区间有限元的优化计算方法,对某地下隧道结构进行了区间可靠性分析,所得区间可靠性指标合乎规律.