(MN)nHm(M=Ga,In; n=1-4; m=1, 2)团簇的结构与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-31G**和Lanl2dz水平上分别对(MN)nHm(M=Ga, In; n=1-4; m=1, 2)进行了优化和振动频率计算. 得到了上述团簇的最稳定构型、H原子的结合能以及它们的能隙. 结果表明, (MN)nH(M=Ga, In; n=1-4)的基态构型均为双重态, (MN)nH2(M=Ga, In; n=1-4)的基态构型均为单重态; 当氢的个数为1时, 加在N原子上比加在M(M=Ga, In)原子上稳定, 如有N3单元, 那么加在N3单元两侧的构型是相同的, 且它是最稳定的; 当氢的个数为2时, 除n=1外, 分别加在两个N原子上的构型是最稳定的, 如有N3单元, 那么分别加在N3单元分离最远的两个N原子的构型是最稳定的. GaNH、(GaN)3H 和InNH的结合能和能隙都很大, 说明这些团簇都有很高的稳定性.     

Highly Active Electrocatalysis of the Hydrogen Evolution Reaction by Cobalt Phosphide Nanoparticles

Nanoparticles of cobalt phosphide, CoP, have been prepared and evaluated as electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction (HER) under strongly acidic conditions (0.50 M H₂SO₄, pH 0.3). Uniform, multi‐faceted CoP nanoparticles were synthesized by reacting Co nanoparticles with trioctylphosphine. Electrodes comprised of CoP nanoparticles on a Ti support (2 mg cm^?2 mass loading) produced a cathodic current density of 20 mA cm^?2 at an overpotential of ?85 mV. The CoP/Ti electrodes were stable over 24 h of sustained hydrogen production in 0.50 M H₂SO₄. The activity was essentially unchanged after 400 cyclic voltammetric sweeps, suggesting long‐term viability under operating conditions. CoP is therefore amongst the most active, acid‐stable, earth‐abundant HER electrocatalysts reported to date.     

电感耦合等离子体质谱法测定煤矸石中微量锗和镓

建立了测定煤矸石中微量锗和镓的电感耦合等离子体质谱法。煤矸石试样经高温灰化,用硝酸-氢氟酸-高氯酸-磷酸分解,以电感耦合等离子体质谱法测定其中的锗和镓。通过在线三通加入内标元素铑,消除非质谱干扰;通过选择干扰元素的异质同位素进行定量测定,采用数学公式在线校正,消除质谱干扰。与分光光度法进行比对,锗、镓测定结果的相对偏差为-0.63%~0.28%。克服了常规化学分析方法步骤繁琐、耗时长、工作量大的不足。该法测定结果的相对标准偏差小于3%(n=6),加标回收率为97.4%~102.5%。该方法具有检出限低、快速、简便、线性范围宽、多元素同时测定等优点,分析误差满足化学分析法的要求,可用于煤矸石中锗和镓的测定。     

NH2-Ga-MIL-53催化剂对Strecker反应的底物选择性（英文）

研究了金属有机骨架化合物NH2-Ga-MIL-53对多种N-苯基亚胺底物的Strecker反应的催化性能,研究结果表明:(1)NH2-Ga-MIL-53具有高度催化活性和良好的底物普适性;(2)亚胺底物上取代基的电子效应是影响催化反应速率的关键因素,在亚胺底物上引入给电子取代基团(如甲氧基和苯基)可以加快反应速率,引入吸电子取代基团(如三氟甲基和硝基)可降低反应速率;(3)亚胺底物上取代基的位置对于催化反应速率同样具有重要影响,在亚胺底物的邻位引入甲氧基取代基团时,反应速率加快得最明显;(4)作为非均相催化剂,NH2-Ga-MIL-53可循环使用9次而不失活且保持骨架结构不变;(5)NH2-Ga-MIL-53和Ga-MIL-53催化性能的对比结果表明,NH2-Ga-MIL-53结构中的氨基可以作为路易斯碱活性中心协同路易斯酸催化中心(Ga3+)有效促进strecker反应的进行。此外,由NH2-Ga-MIL-53、六水合硝酸镓和2-氨基对苯二甲酸对Strecker反应的催化效果的对比可知,NH2-Ga-MIL-53的孔结构是提高反应产物专一性的重要因素。     

基于金属有机骨架前驱体制备纳米磷化镍催化剂

采用镍基金属有机骨架化合物(Ni-MOF)为前驱体,通过低温碳化获得Ni@C,并通过磷化成功地制备了不同结构的磷化镍纳米颗粒。将所得材料应用于析氢反应(HER)催化剂,在Ni@C与红磷质量比为1∶1及热解温度为500℃时获得的Ni1P1-500表现出优异的电催化性能,在酸性介质中,电流密度为10 mA·cm-2时,过电位为178 mV,并展现了良好的循环性能。较小的Tafel斜率(62 mV·dec-1)揭示了析氢反应的机理为Desorption-Heyrovsky机制。优异的电催化性能可归因于磷化镍催化剂表面存在的质子受体(P位点)和氢化物受体(Ni位点)活性中心。     

多壳层中空镍钴双金属磷化物纳米球用于高效电催化析氧北大核心CSCD

析氧反应是金属-空气电池和电解水制氢等电化学系统中关键的反应,研究其高效稳定非贵金属电催化剂至关重要。本文以金属有机骨架化合物(MOF)作为前驱体,通过高温煅烧制备了具有多壳层中空结构的镍钴双金属磷化物(NiCo-P)。这种独特的结构有利于电解液的渗透,能够提供丰富的暴露活性位点和快速传质路径,同时,镍钴双金属具有协同作用促进电化学性能。结果表明,n(Ni)∶n(Co)=1∶10制备的NiCo-P-0.1催化剂在1.0 mol/L KOH电解液中表现出良好的催化活性和稳定性,在10 mA/cm^(2)电流密度的过电势为329 mV,具有良好的应用前景。本工作为高活性和高稳定性的电催化析氧催化剂的制备提供了一种全新途径。     

水诱导磷化镍腐蚀及腐蚀抑制

过渡金属磷化物作为助催化剂广泛应用于电催化、光(电)催化、电化学储能等领域,但其在水介质中的稳定性研究较少。我们以磷化镍(Ni_xP)作为研究对象,详细研究了所制备的Ni_xP与水的反应行为。研究结果表明： Ni_xP与水反应生成H₂,同时自身被氧化生成PO₄^3-和Ni²⁺,发生严重的化学腐蚀。腐蚀的程度与Ni_xP的晶体结构、元素比例等因素有关。通过在Ni_xP表面沉积NiO、ZnO、TiO₂保护层可显著抑制Ni_xP的化学腐蚀,提高Ni_xP在水介质中的抗腐蚀能力。     

Reactions of a Four-Membered Borete with Carbon,Silicon, and Gallium Donor Ligands: Fused and Spiro-Type Boracycles

Donor-acceptor cyclopropanes or cyclobutanes are dipolar reagents, which are widely used in the synthesis of complex organic (hetero)cycles in ring expansion reactions. Applying this concept to boron containing heterocycles, the four-membered borete cyclo-iPr₂N-BC₁₀H₆ reacted with the carbon donor ligands 2,6-xylylisonitrile and the carbene IMes :C(NMesCH)₂ with ring expansion and ring fusion, respectively. In particular, the tetracyclic structure formed with IMes displays zwitterionic character and absorption in the visible region. In contrast to the carbene IMes, the heavier carbenoids :Si(NDippCH)₂ and :Ga(AmIm) with a two-coordinate donor atom afford spiro-type bicyclic compounds, which display four-coordinate geometry at silicon or gallium. (TD-)DFT calculations provide deeper insight into the mechanism of formation and the absorption properties of these new compounds.