分级结构氮掺杂碳纳米笼担载的铂基高效甲醇氧化电催化剂

高性能低成本的担载型铂基催化剂是直接甲醇燃料电池(DMFC)实用化过程中的一大挑战.利用高比表面积、高稳定性、容易负载金属的载体实现 Pt颗粒的高度分散,既可提高催化剂的催化性能,又可提高 Pt的利用率以降低成本,是担载型 Pt基催化剂实用化的有效途径.碳材料是一种常用的催化剂载体,近年来我们课题组发展了一种高性能的碳纳米笼材料,并可通过异原子掺杂调变其表面性能,提高其活性和负载能力.我们采用原位氧化镁模板法制备氮掺杂碳纳米笼：以具有多级结构的碱式碳酸镁作为氧化镁模板的前体,吡啶为碳源和氮源,经高温热解沉积,在原位形成的氧化镁模板表面形成氮掺杂的石墨化碳纳米薄层;经稀盐酸浸泡并洗涤,获得高纯度的氮掺杂碳纳米笼.氮掺杂碳纳米笼具有分等级的微纳米结构、高导电性、高比表面积和可调变的孔结构,结合表面氮原子的锚钉作用,氮掺杂碳纳米笼有望成为电化学催化剂 Pt的优良载体.
　　在前期研究基础上,本文探索多级结构氮掺杂碳纳米笼(hNCNC)作为新型载体负载 Pt的能力,并评价所构建的负载型催化剂 Pt/hNCNC的电催化性能.通过简便的微波辅助多元醇还原法,将氯铂酸还原成 Pt纳米粒子负载于 hNCNC的表面.为了揭示氮掺杂的效应,我们对比研究了具有相似分级结构但无掺杂的碳纳米笼(hCNC)以及商业化活性炭(Val-can XC-72)作为载体的情况.经热重(TG)和 X射线光电子能谱(XPS)分析,三种催化剂 Pt/hNCNC、Pt/hCNC和 Pt/XC-72的负载量均接近理论负载量(23.1 wt%),都主要以金属态存在.然而,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果表明, Pt/hNCNC的 Pt分散状态优于 Pt/hCNC,更远优于 Pt/XC-72. Pt/hNCNC的平均 Pt粒径最小,仅约3.3 nm.这种良好的分散状态主要得益于氮原子掺杂,高负电性的氮原子改变了局域的表面极性,有利于 Pt颗粒的成核,也有利于固定 Pt颗粒.
　　由于 hNCNC对 Pt的优异分散能力, Pt/hNCNC表现出高的电化学活性面积.氢吸附和一氧化碳溶出伏安曲线表明, Pt/hNCNC的电化学活性面积高于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72,这与显微观察和 X射线衍射(XRD)结果相吻合. Pt/hNCNC展现出优异的甲醇电催化氧化活性和高稳定性,其催化电流明显高于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72,电流衰减亦慢于 Pt/hCNC和 Pt/XC-72. hNCNC的分级微纳米结构有利于孔内传质和电子输运,从而提高反应速度. hNCNC的氮掺杂有利于 Pt在载体表面的分散,增强了载体-金属相互作用,提高了电化学活性面积和催化活性.为了进一步考察 hNCNC对 Pt的负载能力,本文还考察了高负载量 Pt/hNCNC的性能.在负载量高达60 wt%时, Pt/hNCNC中的 Pt颗粒仍无明显聚集,其甲醇氧化电流增加了30%,可以有效提高 DMFC的输出电流密度.
　　综上可见, hNCNC可以有效分散并稳定 Pt颗粒,从而提高电化学活性面积和甲醇电催化氧化活性,优于未掺杂的碳纳米笼和传统碳材料,展示了 hNCNC高分散 Pt颗粒用作 DMFC的高效阳极催化剂的重要前景,也表明 hNCNC有望成为应用广泛的新型载体.     

大戟属三萜类结构及生物活性*

大戟属植物在全世界分布有2000多种,对于本属植物二萜类成分及生物活性的综述报道较多,但是还未见关于三萜类化学成分及生物活性的综述报道。本文综述了该属植物各种类型三萜化合物（羊毛脂烷型、环阿尔廷烷型、大戟烷型、甘遂烷型、齐敦果烷型、乌苏烷型及羽扇豆烷型等）的化学性能以及抗肿瘤、抗炎抗菌、抗病毒等主要生物活性的研究。     

1:1分步亚微米光刻镜头

本文介绍一个数值孔径0.4、视场10×10mm~2可用于1:1分步投影光刻机的镜头的光学设计及其模型实验结果.光学设计在Wynne-Dyson的1:1折反式系统的基础上,对该系统作了某些改变.实验结果表明,该镜头具有亚微米的光刻分辨率.     

高光谱成像的煤与矸石分类

煤与矸石分选是煤矿生产的必要工序,现有的人工分选与机械分选,存在效率低,易造成资源浪费以及环境污染等问题.鉴于可见/近红外高光谱成像具有分析速度快、样品无需预处理、无污染等诸多优势,旨在探讨基于可见/近红外高光谱成像对黑色背景下块状煤与矸石准确分类的可行性,并基于特征波长筛选算法简化模型,为构建多光谱煤与矸石分选系统提...     

Ti3C2Tx/MnO2正极在水系锌电池中的电化学性能

二氧化锰(MnO₂)材料具有比容量大、电极电位高、储量丰富以及价格低廉等优势,成为水系锌电池正极最受关注的一类材料,然而其仍然存在着结构稳定性差和电化学储存机理复杂的问题。因此,我们通过两步合成法制备了一种花苞状结构的MnO₂负载在Ti₃C₂T_x表面形成Ti₃C₂T_x/MnO₂复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对复合样品的结构、成分和形貌进行表征。通过将Ti₃C₂T_x/MnO₂复合材料作为正极,与锌负极匹配组装成水系锌电池,研究了其分别在2 mol·L^-1 ZnSO₄、2 mol·L^-1 ZnSO₄+0.1 mol·L^-1 MnSO₄、30 mol·L^-1三氟甲基磺酸四乙基铵(TEAOTf)+1 mol·L^-1三氟甲烷磺酸锌(ZnOTf)和3 mol·L^-1 ZnOTf四种电解液中的电化学性能。结果表明,Ti₃C₂T_x/MnO₂在2 mol·L^-1 ZnSO₄中的比容量较高,但循环稳定性很差。将TEAOTf盐和ZnOTf盐共溶于水中,设计了一种新型的含惰性阳离子的超高浓度盐包水电解液(30 mol·L^-1 TEAOTf+1 mol·L^-1 ZnOTf),不仅提高了Ti₃C₂T_x/MnO₂材料的可逆性,而且有效抑制了电极材料在循环过程中的溶解。     

活性炭酸处理对CuO／C催化剂上NO还原反应的影响

４种国产活性炭被用于ＮＯ还原反应，其中，山楂核炭和山桃核炭具有较高的ＮＯ还原转化率。实验发现，表面含氧基团－ＣＯＯ－对活性炭自身的还原性和对ＮＯ的还原活性有很重要的影响。对表面富－ＣＯＯ－基团的活性炭，稀盐酸处理使表面－ＣＯＯ－显著分解。     

HIGH ACCURACY FINITE VOLUME ELEMENT METHOD FOR TWO-POINT BOUNDARY VALUE PROBLEM OF SECOND ORDER ORDINARY DIFFERENTIAL EQUATIONS

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＦｉｎｉｔｅｖｏｌｕｍｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｒＦＶＥＭｕｓｅｓａｖｏｌｕｍｅｉｎｔｅｇｒａｌｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｆ ｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｗｉｔｈａｆｉｎｉｔｅｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇｓｅｔｏｆｖｏｌｕｍｅｔｏｄｉｓｃｒｅｔｉｚｅｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎ ,ｔｈｅｎｒｅ ｓｔｒｉｃｔｓｔｈｅａｄｍｉｓｓｉｂｌｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｔｏａｌｉｎｅａｒｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｐａｃｅｔｏｄｉｓｃｒｅｔｉｚｅｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ([1 -4 ] ) .…     

聚乙烯醇／壳聚糖共混膜优先透醇性能的研究

聚乙烯醇／壳聚糖共混膜优先透醇性能的研究王新平，沈之荃，张富尧，林荣轩（浙江大学高分子系，化学系，杭州，３１００２７）关键词渗透蒸发，聚乙烯醇／壳聚糖共混物膜，乙醇水溶液本文首次报道利用亲水性的聚乙烯醇和壳聚糖制得具有很高的乙醇优先透过选择性的透醇型...     

分节式电容液面计

本文介绍一种采用分节式电容作为传感器的液氮、液氦两用的电容液面计.该仪器经过多次试验表明:具有灵敏度高、重复性好等优点.使用该仪器可观测到液面1mm以下的变化.     

Optical properties of InGaAsBi/GaAs strained quantum wells studied by temperature-dependent photoluminescence

The effect of bismuth on the optical properties of InGaAsBi/GaAs quantum well structures is investigated using the temperature-dependent photoluminescence from 12 K to 450 K.The incorporation of bismuth in the InGaAsBi quantum well is confirmed and found to result in a red shift of photoluminescence wavelength of 27.3 meV at 300 K.The photoluminescence intensity is significantly enhanced by about 50 times at 12 K with respect to that of the InGaAs quantum well due to the surfactant effect of bismuth.The temperature-dependent integrated photoluminescence intensities of the two samples reveal different behaviors related to various non-radiative recombination processes.The incorporation of bismuth also induces alloy non-uniformity in the quantum well,leading to an increased photoluminescence linewidth.