密度泛函理论计算研究表面应力对钯催化乙炔选择性加氢活性与选择性的影响（英文）

在石油催化裂解过程中,除了生成乙烯、丙烯及丁烯等烯烃,还会产生部分炔烃.目前工业上通常采用炔烃选择性加氢转化为对应的单烯烃,以除去其中炔烃.由于产品烯烃中的炔烃等杂质含量需极低,这就对用于加氢催化剂的活性和选择性提出了很高的要求,即催化剂需要选择性吸附炔烃并加氢,而不损失其中的烯烃.经过前期大量的基础研究工作,目前工业中炔烃选择性加氢应用最广泛的催化剂是负载型钯基催化剂.然而,单独的钯金属选择性并不理想,因而对其选择性以及活性进行调控成为了当前关注的研究课题.本文采用密度泛函理论计算结合微观反应动力学模拟手段,研究了钯金属表面应力存在条件下的活性与选择性,以及形成次表层物种的可能性和形成后的活性与选择性.研究发现,改变钯金属的晶格参数与表面应力,反应物、表面反应中间体和产物的吸附能都会产生相应的变化,且吸附能与晶格参数的变化存在线性关系,晶格参数越大,吸附越强.利用表面反应过渡态能量与初始态能量之间的线性关系,相应的乙炔加氢生成乙烯的反应速率可以通过微观反应动力学模拟得到.结果显示,不同晶格参数的钯催化剂催化乙炔加氢生成乙烯的反应活性位于相应火山型曲线的强吸附侧,即减弱乙炔和氢的吸附强度可提高乙烯的生成速率.在此基础上,本文研究了不同表面应力的钯催化剂在次表面吸附不同覆盖度碳原子和氢原子的情况,发现晶格参数越大越有利于碳原子和氢原子在次表面的吸附.同时,研究发现在次表面碳掺杂的条件下,不同表面应力条件下的钯催化剂的活性均有所增强.此外,由于乙烯在所有研究的钯催化剂表面脱附比进一步加氢容易,因而乙烯都可以选择性生成.     

对勒夏特列原理表述的探讨

正中学化学教学中化学平衡移动方向判断的依据是勒夏特列原理。该原理认为:如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强,以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动[1]。笔者认为该原理的表述值得商榷。1勒夏特列原理表述的欠缺化学平衡是可逆反应达到的一种状态,既然是一种状态,那么就有其对应的状态函数。由一种化     

水合状态的无定形氧化铁用作高效水氧化催化剂

由于传统化石燃料的不可再生性和使用过程中对环境的污染,近年通过太阳光驱动催化水分解制备氢气或CO_2还原制备甲醇等高能化学燃料是人工光合作用制备太阳能燃料领域的研究重点.水的氧化反应是制备太阳能燃料的重要半反应,为质子或CO_2的还原提供必需的质子和电子,开发基于非贵金属氧化物的高效水氧化催化剂是人工光合作用制备太阳能燃料的重要挑战之一.最近我们课题组的研究发现,无定形氧化钴作为水氧化催化剂时,其本征活性比结晶态的高出一个数量级.与氧化钴催化剂相比,铁基氧化物作为水氧化催化剂具有许多优点,比如成本低、环境友好、对动植物不产生生理毒性.基于此,本文探索了开发制备具有高催化活性的铁基氧化物作为水氧化催化剂.结果发现,氧化铁水氧化催化剂活性不但受其结晶度影响,还与其水合状态密切相关.水合氧化铁在进行室温真空干燥脱水处理后,在Ru(bpy)3~(2+)-Na_2S_2O_8光催化水氧化体系中,其催化水氧化活性降低了一个数量级.热重分析、XRD和拉曼测试等结果表明,室温下进行脱水处理后,氧化铁基本不含有水分子的信号,其体相结构没有发生显著的变化. XRD和拉曼结果表明,催化水氧化测试后回收的氧化铁催化剂结构没有发生改变,表明该水合状态的氧化铁是水氧化过程中真实的催化剂成分,并不是充当前驱体的角色.基于此,我们进一步制备了尺寸较小且为水合状态的无定形氧化铁纳米粒子,后者在Ru(bpy)_3~(2+)-Na_2S_2O_8光催化水氧化体系中显示出极高的催化活性, TOF值高达9.3 s~(-1),基于产生的氧气分子计算的光催化量子效率达到67%.该尺寸较小的水合状态氧化铁纳米粒子还可以有效地负载在SiO_2表面进行催化水氧化反应,循环测试结果表明,负载的水合状态氧化铁纳米粒子连续进行三个催化水氧化循环测试,其活性未明显衰减,显示了较高的稳定性.该结果表明,未来设计铁基氧化物作为高活性的水氧化催化剂时,需要特别考虑其水合状态.     

萜类化合物13C NMR化学位移的定量构谱相关研究

利用原子电性作用矢量(Atomic electro-negativity interaction vector,AEIV)和原子杂化状态指数(Atomic hybridization state index,AHSI)对萜类化合物中的C原子进行结构表征并与其核磁共振碳谱(13C NMR)建立了优良的定量构谱相关(QSSR)模型.其中29个单萜类化合物中的290个C原子建模的计算值经留一法(Leave-one-out,LOO)交互校验(Cross-validation,CV)预测值的复相关系数(R)分别为0.9900和0.9867,进一步使用倍半萜、二萜、三萜化合物分子中65个C原子的13C NMR化学位移值来检测该模型的稳定性,模型预测值和观测值间复相关系数(R)为0.9777,取得了令人满意的结果.     

卤素离子触发亚铁四面体笼的自旋状态转换

合理构筑了3个具有固态自旋交叉特性的亚铁四面体笼状化合物1~3。单晶X射线衍射分析证实了化合物是由6个咪唑席夫碱配体和4个亚铁离子组装形成的边导向封顶胶囊结构。金属中心占据四面体的顶点,而配体组成了四面体的边。这些笼状化合物的内部空腔被咪唑基团环绕,而外部则被取代苯环包围。一个阴离子客体被限域在笼状化合物空腔内,并与笼状化合物主体产生较强的相互作用。当在笼状化合物的乙腈溶液中加入卤素离子（Cl^-和Br^-）时,溶液的颜色和MLCT峰强度会发生明显变化,表明亚铁四面体笼状化合物的自旋状态由低自旋向髙自旋发生了转换。     

原位X射线研究拉伸过程中间规聚丙烯晶体熔融与晶体取向关系

间规聚丙烯熔体(sPP)淬冷至液氮温度并保持5 min, 于20, 40, 80, 120 ℃下等温退火10 h, 制备出具有不同片晶厚度的样品. 在室温条件下, 利用原位X射线在线研究sPP样品拉伸过程中应力诱导的晶体熔融和晶体取向关系. 结果表明, 在单轴拉伸过程中, 应力导致的晶体熔融和晶体取向同时发生, 即两者在同一应变、 同一应力下同时发生, 这一特性不受片晶厚度的影响. 随着片晶厚度的增加, 晶体熔融和取向需要的临界应力不断增大, 在所研究范围内, 该临界应力的增加和片晶厚度基本呈线性关系. 另外, 随着片晶厚度增大, 样品的弹性模量、 屈服强度和应变硬化模量均有一定程度的增大.     

金属化合物价电子结构的多体理论研究

本文发展了一种在量子化学计算得到的分子轨道基础上求解金属化合物价电子体系多电子Scbrdinger方程的方法,利用这种方法对一系列金属化合物的电子光谱进行了计算,所得结果与实验大体符合。     

电化学氧化赖氨酸应用于改变碳表面荷电状态

电化学氧化赖氨酸应用于改变碳表面荷电状态;表面改性;玻碳;赖氨酸单层膜;循环伏安;静电排斥作用     

甘肃产三颗针植物中生物碱的测定及分布状态的研究

建立梯度洗脱双波长HPLC法同时测定小檗属植物中小檗胺、药根碱、巴马汀、小檗碱含量的方法,并应用该法分析采集于甘肃不同产地、不同品种小檗属植物的茎木、根木、茎皮、根皮样品,研究小檗属植物中生物碱的分布状态,考察其药用价值。小檗胺、药根碱、巴马汀、小檗碱线性范围分别为：0．015～2．56μg(r=0．9998);0．012～2．0μg(r=0．9996);0．010～0．52μg(r=0．9999);0．028～4．74μg(r=0．9998)。结果表明,甘肃不同产地、不同品种,不同部位三颗针植物中生物碱的含量分布有明显的差异。     

物理老化无规聚苯乙烯屈服机理的研究

利用机械拉伸、示差扫描量热(DSC)以及溶剂溶胀等方法研究了物理老化后的无规聚苯乙烯(α-PS)的应力屈服行为,并从凝聚缠结的观点对实验结果进行了解释.实验结果表明,经物理老化后的α-PS在拉伸过程中出现应力屈服峰实质上是逐步打开凝聚缠结的过程.凝聚缠结是聚合物非晶相在物理老化过程中相邻的两三条链的局部链段由于范德华吸引力的作用形成的一种有序结构,其作用能很弱,升温至T_g附近,机械拉伸至屈服点以及溶胀剂都可将其完全破坏.