氢水液相交换反应用高分散度Pt/C/FN疏水催化剂制备及Pt粒径效应研究

以乙二醇代替常规的异丙醇为分散溶剂, H₂PtCl₆为前驱体溶剂, 甲醛为还原剂, 采用改进浸渍还原法制备Pt/C催化剂, 用XRD, TEM和XPS对其进行表征. 改进浸渍还原法容易制备高分散度Pt/C催化剂, 催化剂Pt粒径大小可通过改变溶液pH值控制, pH值从1.6增加至11.3, 铂纳米粒子的平均粒径由3.3 nm减小到1.8 nm. pH值11.3时催化剂中Pt(0), Pt(II)和Pt(IV)的含量分别为43.3%, 30.8%和25.9%. 选择不同Pt粒径大小的Pt/C催化剂与聚四氟乙烯(PTFE)一起负载于泡沫镍(FN), 得到Pt/C/FN疏水催化剂, 考查其对氢水液相交换反应的催化活性, Pt粒径越小, 催化剂活性越高.     

金属Pt表面水蒸汽分子吸附的量子力学计算

基于电子与振动近似方法和密度泛函B3LYP理论, 氧和氢原子选择6-311G**基函数, Pt选择赝势基组LanL2DZ, 优化得到Pt-OH₂结构和微观性质, 稳态结构Pt-H₂O分子中, Pt与H₂O不在同一平面, Pt倾向于与O原子结合. 计算了100～898.15 K温度下, 水蒸汽分子在Pt表面吸附反应的热力学函数值和平衡压力, 拟合得到ΔS⁰,ΔH⁰, ΔG⁰, ln p与温度的函数关系. 室温以上ΔG⁰＞0 kJ•mol^－1, 水蒸汽分子在Pt表面不能稳定吸附; 200 K以下, ΔG⁰＜0 kJ•mol^－1, 能够稳定吸附. 计算了不同温度下水蒸汽分子在Pt表面发生解离反应的ΔG⁰和平衡压力, 室温以上ΔG⁰＞0 kJ•mol^－1. 100～898.15 K温度下, 水蒸汽分子在Pt表面不容易发生解离, 实际反应过程中以完整分子形式参与反应.     

氧空位对Eu2+, Dy3+掺杂的Ca5MgSi3O12发光及余辉性能的影响

利用高温固相法合成了稀土离子Eu²⁺, Dy³⁺掺杂的Ca₅MgSi₃O₁₂长余辉发光材料. 利用光谱学证明了在材料内部存在与氧空位有关的缺陷发光. 通过对比不同条件下合成样品的发光及余辉性能, 发现氧空位对材料的发光及余辉均起到促进作用. 同时发现氧空位发光可以向发光中心传递能量. 利用热释光曲线系统的分析了氧空位对余辉性能的影响. Ca₅MgSi₃O₁₂:Eu²⁺,Dy³⁺是一种潜在的长余辉发光材料. 关键词： 长余辉 氧空位 能量传递 热释光     

缺陷态对Y掺杂BaZrO3的质子导电性的影响

核能是一种新型能源, 其开发和利用对氢同位素分离和纯化提出了迫切要求. BaZrO₃基钙钛矿氧化物是一种有效分离纯化氢同位素的材料, 本文采用高温固相法制备了BaZr_1-xY_xO_3-δ (0≤ x ≤0.3)系列样品, 射线衍射光谱分析表明Y的最大掺杂浓度在0.24-0.26之间. 在600 ℃干燥氢气气氛下, 由电化学阻抗谱测试可知, 掺20 mol%Y 的BaZr_1-xY_xO_3-δ样品电导率可达σ =0.00150 S/m, 较BaZrO₃基质材料的电导率高接近两个数量级. 利用热释光谱和发射光谱研究了系列样品缺陷类型, 结果表明BaZrO₃基质材料存在两种对质子传导有利的氧空位(V_o^..); 当掺入Y 后, 除氧空位之外, 样品还出现了带负电的质子俘获型缺陷Y_Zr', 且 Y_Zr'缺陷的数量随着Y掺杂浓度增加而增多; 同时出现了缺陷陷阱深度变浅导致对质子捕获能力降低的现象, 有利于提高质子导电性. 本文通过发射光谱和热释光谱相结合, 有效地研究了BaZr_1-xY_xO_3-δ材料的缺陷类型.     

助熔剂对无机质子导体BaZrO_3结构及形貌的影响

利用高温固相法制备了无机质子导体BaZrO3。研究了助熔剂的添加对材料的合成温度及微观形貌的影响。通过添加LiF及Li2CO3为助熔剂,可以在1500℃,保温8h合成很好的单相样品。且LiF为助熔剂制备样品的结晶性明显高于Li2CO3为助熔剂制备的样品。XRD精修表明所合成的样品为很好的单相样品。能带计算分析样品的带隙为3.236eV。通过加入LiF及Li2CO3为助熔剂,明显改善了样品的微观形貌,其中LiF为助熔剂样品的颗粒尺寸较小、团聚少,分散性好。当LiF及Li2CO3添加量为8%时,晶界处有小颗粒析出,这种小颗粒为提高材料的质子导电性提供了潜在的可能性。     

重水提氚工艺关键技术—催化交换单元演示实验

在建立的组合电解催化交换一色谱系统（CECE—GC）上进行了含氘水的浓集与分离演示实验。通过演示实验达到以下了目的：     

金属Pt表面氢同位素解离吸附的热力学研究

基于电子与振动近似方法和密度泛函B3LYP理论,对氢原子采用6-311G"基函数,Pt选择赝势基组LanL2DZ,优化得到Pt-H和Pt-H2结构和微观性质,Pt-H分子平衡键长和谐振频率分别为0.1528nm和2336cm-1,与实验值一致.氢气分子吸附于Pt表面反应的Gibbs自由能⊿G0为正值,远大于解离反应⊿G0值,氢气在Pt表面不能以完整分子形式与Pt结合,易于解离成氢原子.计算了氢同位素在Pt表面解离反应的⊿S0,⊿H0,⊿G0和平衡压力,并导出它们与温度的关系.由⊿G=0kJ.mol-1计算得0.1MPa时H2,D2和T2的脱附温度分别为962K,919K和892K,大多数反应Pt-H(D或T)都能稳定存在.