高活性和高稳定性的核壳结构PtPx@Pt/C催化氧还原

在质子交换膜燃料电池中,金属铂是最高效的阴极氧还原催化剂之一,但是铂昂贵的价格严重阻碍了其在燃料电池领域中的大规模商业化应用.通过铂与3d过渡金属(Fe、Co和Ni)合金化可以有效提高催化剂的氧还原活性,然而在实际的高腐蚀性、高电压和高温的燃料电池运行环境中,铂合金纳米粒子易发生溶解、迁移和团聚,从而导致催化剂耐久性差.同时过渡金属离子的溶出会影响质子交换膜的质子传导,并且一些过渡金属离子会催化芬顿反应,产生高腐蚀性?OH自由基,加快Nafion和催化剂的劣化.与过渡金属掺杂相比,非金属掺杂具有明显优势:一方面,非金属溶出产生的阴离子不会取代Nafion中的质子,也不会催化芬顿反应;另一方面,与3d过渡金属相比,非金属具有更高的电负性,其掺杂很容易调节Pt的电子结构.因此,本文通过非金属磷掺杂合成具有优异稳定性的核壳结构PtPx@Pt/C氧还原催化剂.通过热处理磷化商业碳载铂形成磷化铂(PtP2),经由酸洗处理产生富铂壳层,即PtPx@Pt/C.X射线粉末多晶衍射结果证明了PtP2相的存在,并且进一步通过电子能量损失谱对纳米粒子进行微区面扫描分析以及X射线光电子能谱分析证实了富铂壳层的存在,壳层厚度约1 nm.得益于核壳结构及磷掺杂引起的电子结构效应,PtP1.4@Pt/C催化剂在0.90 V(RHE)时的面积活性(0.62 mA cm–2)与质量活性(0.31 mAμgPt–1)分别是商业Pt/C的2.8倍和2.1倍.更重要的是,在加速耐久性测试中,PtP1.4@Pt/C催化剂在30000圈电位循环后质量活性仅衰减6％,在90000圈电位循环后仅衰减25％;而商业Pt/C催化剂在30000圈电位循环后就衰减46％.PtP1.4@Pt/C催化剂高活性与高稳定性主要归功于核壳结构、磷掺杂引起的电子结构效应以及磷掺杂增加了碳载体对催化剂粒子的锚定作用进而阻止了其迁移团聚.综上所述,本文为设计同时具有优异活性与稳定性非金属掺杂Pt基氧还原催化剂提供新的思路.     

超级电容器用无定形水合二氧化钌材料及Nafion作粘接剂的电极制备研究

本文采用改性的中和反应和随后的热处理方法制备了较大产量的超级电容器用无定形水合二氧化钌材料(RuO2.0.93H2O),同时,制作了电极进行了电化学性能表征。实验中,以自制的喷雾装置和十二烷基磺酸钠(SDS)分别作为反应辅助技术和表面分散剂。经175℃处理前驱体后,实验获得了比表面积为223m2/g、蓬松状、深黑色无定形水合二氧化钌材料。研究了以Nafion为粘结剂和以碳纤维纸为集流体所制备电极的电化学性能。循环伏安实验(CV)结果表明,该合成材料具有较好的比电容(988F/g at 1mV/s)和倍率特性     

胡麻籽油咪唑啉缓蚀剂的制备及其对A30钢的缓蚀效果

以胡麻籽油、羟乙基乙二胺为原料合成咪唑啉中间体,用苄基氯进行改性,得到阳离子咪唑啉衍生物。利用FT IR对合成产物进行了表征,用静态失重法、电化学极化曲线和FESEM对其缓蚀性能进行了评价,并考察了不同缓蚀剂浓度、腐蚀浸泡时间对缓蚀效果的影响,探讨了其在A30钢表面的吸附行为。结果表明,合成的缓蚀剂在盐酸体系中对A30钢有较好的缓蚀性能,在浓度为100mg/L时对低碳钢的缓蚀效率可达87%,并且其产物为阳离子型缓蚀剂,吸附满足Langmuir等温吸附方程。最后采用量子化学方法对其缓蚀剂的缓蚀机理进行了分析。     

茵陈、白术挥发油-β-环糊精包合物的制备工艺研究

以挥发油的包合率和包合物收率为指标,考察制备茵陈、白术挥发油-β-环糊精(β-cyclodextrin,简称β-CD)包合物的饱和溶液法、研磨法、超声法,并采用正交设计优化研磨包合工艺,筛选出其最佳条件为:挥发油与β-CDA的投料比为1∶4,β-CD与加水量的比为1∶15倍,研磨时间40 min.该条件下的包合率为85.4%,包合物收得率为93.5%.结果表明,研磨法包合茵陈、白术挥发油的包合率和收得率较高,包合物性质稳定,而且包合前后挥发油成分一致.     

带有不同取代基的α-二亚胺镍催化剂催化乙烯聚合的研究

设计并合成了两种苊环带有羟基、苯胺上带有不同取代基的α-二亚胺Ni(Ⅱ)催化剂Cat-F和Cat-OCH3,研究了两种催化剂在一铝二乙基铝的作用下催化乙烯均聚的催化性能.研究表明,温度和压力对催化剂活性的影响较大.此外,采用差示扫描量热仪(DSC)、碳谱核磁(13C-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等仪器对聚合产物进行...     

耐高辐照铝基低温超导卢瑟福电缆研制

中国科学院高能物理研究所提议在中国散裂中子源上建设高性能的实验型缪子源,用于研究缪子科学、中微子物理和下一代高强度缪子、中微子加速器装置的关键技术.俘获超导磁体是实验型缪子源的重要组件之一.俘获磁体在高通量辐照下运行,需要采用耐高辐照的铝基超导卢瑟福电缆绕制线圈.经过上百次的试验,目前成功研制了三根1 500米级的超导...     

野外砾石统计方法的应用与对比

砾石对于研究构造活动和气候变化具有重要意义,而砾石粒径是其中的重要参数,如何准确地获取粒径数据则是砾石统计分析中的基础性工作。为了能更全面地了解和使用砾石统计方法,对地表砾石统计和地层砾石统计这2种方法从操作流程、抽样过程、样本容量、误差分析和适用条件等方面进行了分析和总结。地表砾石统计,主要有沃尔曼法和面积样本法,前者强调抽样的随机性,多适用于对粒径>2 mm砾石的统计,常用于研究砾质河床的砾石粒径顺流变化趋势;后者适用的粒径范围更广,可达细砂级沉积物,多用于探索河床砾-砂转换带和生物栖息环境划分等领域。地层砾石统计,大多使用体积样本法,强调砾石的成层性,可根据研究目的确定相应的网格筛,粒径范围也可达细砂级别,多用于沉积地层粒度对气候与构造的响应、河床监测和泥沙运移等方面。砾石统计方法的选择很大程度上取决于研究目的及野外工作条件,可根据实际情况灵活选择。     

新型微乳化柴油抛撒和云雾爆炸实验及其抑爆性能评估

为掌握新型微乳化柴油的抑爆性能和机理,开展了-10#柴油、普通微乳化柴油和新型微乳化柴油抛撒和云雾爆炸实验。采用灰色关联分析法,对柴油样品云雾爆炸火球的表面最高温度时的平均温度、高温(高于1 273.15 K)持续时间、火球最大截面积、火球辐射度等特征参数进行定量计算并评估其爆炸威力,又运用液体燃料抛撒和成像系统,研究柴油样品在激波及其高速气流作用下的抛撒雾化现象及其抑爆机理。结果表明:新型微乳化柴油的抛撒云雾径向扩展半径和云雾爆炸火球特征参数均明显小于-10#柴油、普通微乳化柴油,如在含水质量分数为5%的乳化柴油中分别添加质量分数为0.2%和0.4%的高分子聚合物防雾剂,形成的新型微乳化柴油的火球表面最高平均温度比-10#柴油分别低296.90和336.90 K,高温持续时间比-10#柴油分别少94和234 ms;火球最大截面积也分别只有-10#柴油的60.10%、53.53%;新型微乳化柴油的爆炸威力最小,抑爆性能最好,其次是普通微乳化柴油和-10#柴油;微乳化柴油的水分质量分数在15%以下时,多增加10%的水与添加0.2%防雾剂的抑爆效果相当;新型微乳化柴油抑爆性能较好的主要原因是柴油中添加防雾剂使其液滴黏弹性增大,在高速气流剪切作用不易破碎、雾化,液滴分散效果差。     

纸吸管中非挥发性迁移物的非靶向筛查及风险评估

根据欧盟法规推荐的两种食物模拟物对纸吸管样品进行模拟迁移试验,并基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF MS)对样品中的迁移物进行非靶向筛查,得到包括润滑剂、施胶剂、抗氧剂降解产物、消泡剂在内的31种有意添加物和非有意添加物。利用该课题组前期建立的风险矩阵,即风险=危害(毒性水平+Cramer分级+4×致突变性)×暴露(4×水溶性+4×渗透性),对纸吸管中31种迁移物进行风险分级。结果表明,未发现Ⅰ级高风险物质,Ⅱ级风险物质中得分较高的来自润滑剂(十六酸酰胺等)、施胶剂(海松酸等)和消泡剂(聚乙二醇等)中的成分,对Ⅱ级风险物质进行半定量分析,通过对比暴露量和TTC阈值,发现酰胺类润滑剂(尤其是芥酸酰胺)存在健康风险,应在纸吸管生产加工过程中引起关注。     

K2CO3-Na2CO3-Li2CO3-H2O四元体系288K的相平衡

水盐体系;碳酸盐;溶解度;盐湖卤水;K2CO3-Na2CO3-Li2CO3-H2O四元体系288K的相平衡