Cu纳米针上电场促进C-C耦合增强CO2电还原生成C2产物

电催化CO₂减排技术利用电能将过量的CO₂转化为有附加值的化学品,是解决能源危机、实现碳中和的有效途径之一.电催化CO₂还原反应(CO₂RR)中的多碳产物(C₂),如乙烯和乙醇,因其比C1产物具有更高的能量密度和更广泛的应用而受到较大关注.目前为止,Cu基催化剂被认为是获得C₂产物的独特材料.研究者在提高Cu基催化剂C₂产物的活性和选择性方面做了大量的工作,如催化剂形貌工程、活性位点设计和中间吸附性能调控等.许多理论和实验研究已经证明,Cu基催化剂上的C-C偶联过程是C₂产物生成的速率决定步骤.优化C-C偶联过程的能垒是提高C₂产物活性和选择性的重要而直接的策略.CO₂RR在Cu上是由CO₂还原吸附CO(*CO)并二聚生成C₂产物引起的.C-C偶联过程与*CO的吸附性能密切相关.众所周知,CO是一种典型的极性分子,因此其在催化剂表面的吸附性能可能会受到活性位点周围的局部电场的影响.构建合适的局部电场是调节CO吸附性能和C-C偶联过程的潜在手段之一.前期工作(Nature,2016,537,382-386)证明了高曲率金纳米针可以在尖端产生高的局部电场.高局域电场诱导K+聚集,使活性位点周围CO₂浓度升高,大大促进了Au纳米针上的CO生成.基于Au纳米针的局域电场促进了CO₂RR的CO生成.本文利用Cu纳米针促进并优化C-C偶联反应来提高C₂产物活性和选择性.结果表明,局部电场可以促进C-C偶联过程,进而增强CO₂电还原生成C₂产物.有限元模拟结果表明,高曲率铜纳米针处存在较强的局部电场;密度泛函理论计算结果表明,强电场能促进C-C耦合过程.在此基础上,制备了一系列不同曲率的Cu催化剂,其中,Cu纳米针(CuNNs)的曲率最高,Cu纳米棒(CuNRs)和Cu纳米颗粒(CuNPs)曲率次之.实验测得CuNNs上吸附的K+浓度最高,证明了纳米针上的局部电场最强.同时,CO吸附传感器测试表明,CuNNs对CO的吸附能力最强,原位傅里叶变换红外光谱显示,CuNNs的*COCO和*CO信号最强.由此可见,高曲率铜纳米针可以诱导高局部电场,从而促进C-C耦合过程.催化性能测试结果表明,在低电位(-0.6 V vs.RHE)下,Cu NNs对CO₂RR的生成C₂产物的法拉第效率值为44%,约为Cu NPs的2.2倍.综上,本文为CO₂RR过程中提高多碳产物提供了新的思路.     

半结晶聚合物的多重熔化行为

<正> 半结晶聚合物双重熔化行为研究历史经过拉伸取向、退火、或沉淀的半结晶聚合物常常在具差热分析(DTA)、差示扫描量热(DSC)曲线上出现双重熔化峰。从五十年代以来不断出现有关双重熔化峰产生原因的研究报导。1955年White在拉伸取向的尼龙66、尼龙6、尼龙11、聚胺酯的DTA曲线上,首次观察到双重熔化峰,他将低温峰归因于取向晶体的解取向吸热,将高温峰归因于晶区的熔化。Bell在早期研究拉伸的退火的尼龙66、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)     

低温等离子体协同Ag/Al2O3选择性催化丙烯还原氮氧化物反应的原位红外光谱研究

 研究了稀燃条件下低温等离子体(NTP)协同丙烯在Ag/Al2O3催化剂上选择性催化还原NOx反应,通过原位漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)对NTP协同前后反应气中NO和C3H6的吸附以及丙烯选择性催化还原反应进行了表征. 结果表明,丙烯的活化是Ag/Al2O3上选择性催化还原反应的关键步骤. NTP活化反应气体后, Ag/Al2O3表面-NCO、R-NO2和有机酸根等物种的数量大幅度增加,并且其催化还原NOx的低温(＜350 ℃)活性也显著提高. 在NTP协同前后,选择性催化还原过程可能存在两条反应路径,较低温度下主要是-NCO 生成N2, 而较高温度下则是-CN向N2转化.     

脉冲激光沉积LiFePO4阴极薄膜材料及其电化学性能

采用脉冲激光沉积结合高温退火的方法在不锈钢基片上制备了LiFePO₄薄膜电极. XRD谱图显示, 经650 ℃退火制得的是具有橄榄石结构的LiFePO₄薄膜. 充放电测试表明, LiFePO₄薄膜具有3.45/3.40 V的充放电平台, 与LiFePO₄粉体材料相当. 首次放电容量约为27 mAh•g^－1, 充放电循环100次后容量衰减51%.     

钙钛矿型LaCoO3的光催化活性

对钙钛矿型ＡＢＯ３复合氧化物的物理化学性质已有许多研究,但对其光催化活性很少报道．我们曾报道ＳｒＴｉＯ３［１］、ＰｂＴｉＯ３［２］等的制备及其对水溶性染料的光催化降解．本文报道ＬａＣｏＯ３的制备及其光催化活性．ＬａＣｏＯ３用柠檬酸络合法制取,所用试剂...     

PET纤维的固态转变 Ⅱ.PET纤维玻璃态预转变的研究

本文用DSC法研究了高、低速卷绕pET纤维玻璃态预转变吸热变化的规律,探讨加热速率以及起始冷却温度高于Tg和低于Tg的冷却速率对试样预转变吸热的影响。在对预转变吸热峰有关参数定量处理基础上,阐述预转变吸热峰所表征的玻璃的结构的介稳性质。还通过X-射线衍射分峰的计算数据映证介稳玻璃结构对结晶度的影响。     

微乳液毛细管电动色谱烷基苯的保留行为

以阴离子表面活性剂十二烷基硫酸纳（SDS）和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）组成的微乳液体系为分离介质,研究一组烷基苯同系物的毛细管电动色谱分离,较系统地考察了多种微乳液条件下溶质的保留时间,容量因子和电动色谱时间窗。结果表明,在SDS组成的微乳液体系中,烷基苯同系物的logk′与烷基链碳数(C=0～5)呈良好线性关系,logk′=aC+b,r＞0.9921。微乳液组成的变化对两种体系的电动分离有不同的影响规律,并对作用机理进行了探讨。     

液相脉冲激光烧蚀法制备高熔点的纳米金属粒子

采用液相脉冲激光烧蚀法成功地制备了高熔点的金属Pt、Ru与Ag纳米粒子. 采用SEM、TEM、ED和紫外-可见吸收光谱表征了纳米粒子的特征. 纳米粒子的粒径基本在数个到数十个纳米的大小范围内. 发现含适量PVP(poly(vinylpyrrolidone))的水溶液有利于纳米粒子的制备, 而且还能够提高纳米粒子悬浮液的稳定性. 该制备方法较简单, 在制备高熔点的纳米金属粒子方面有着其它方法所不能比拟的优势.     

ABO3钙钛矿型复合氧化物光催化活性与B离子d电子结构的关系

在ABO₃钙钛矿型复合氧化物中,B离子的d电子结构对B_3d-O_2p之间的电荷转移能ΔCT及B-O之间的结合能起着关键作用,是影响ABO₃复合氧化物光催化活性的一个重要因素.本文以研磨法和柠檬酸法合成了系列LaBO₃(B=Ti-Co),并结合光催化降解实验和光声光谱图分析得出:LaBO₃光催化活性随B离子3d电子数的递增而逐渐增加.     

固体氧化物燃料电池综合实验的设计

设计了一个综合性实验——固体氧化物燃料电池制备及性能测试。实验内容包括电解质和电极粉体的制备、电池片压制、对称电极制备,以及采用X射线衍射对粉体结构进行表征,采用电化学工作站对电池化学性能进行测试分析。本实验不仅可以锻炼学生的基本实验操作技能,还可以提高学生的学习兴趣和动手能力,培养学生的创新意识和团队协作精神。