原位拉曼光谱与X射线吸收光谱研究能源转换电催化反应

近年来,水分解、氧气/二氧化碳还原等电化学能源转换技术为解决全球能源短缺及环境问题提供了新的思路和方向.然而,对这些能源转换技术的反应机理及其催化剂的活性位点目前仍缺乏深刻的认识和理解,这限制了高效、稳定催化剂的开发,以致阻碍该类电化学技术的进一步发展.原位光谱技术的快速发展为解决上述问题提供了坚实的基础,其中拉曼光谱...     

RDX分子内振动能量重分配的动力学研究

基于从头算分子动力学(Born-oppenheimer molecular dynamics, BOMD)模拟, 构建了环硝胺六氢-1,3,5-三硝基-1,3,5-三嗪(RDX)单分子不同振动模式之间的耦合矩阵, 并计算了在不同加载能量下从低频振动模式到高频振动模式的最优能量传输路径. 结果表明, RDX单分子中—NNO₂基团更有利于能量局域化, 振动模式v₃和v₄在从低频振动模式到高频振动模式的能量传输过程中扮演着重要角色. 通过对v₃和v₄两个振动模式的进一步分析发现, 加载能量的不同会导致RDX单分子能量传输路径的不同. 当加载能量较低时, RDX单分子倾向于从低频振动模式到中频振动模式再到高频振动模式的能量传输路径; 当加载能量较高时, 能量更倾向于从低频振动模式直接传输到高频振动模式上. 揭示了RDX分子内振动耦合能量转移的微观机制, 为进一步探索RDX将“机械能”转化为“化学能”的微观过程提供了理论基础.     

石墨炔零价金属原子催化剂的合成及应用

原子催化剂是零价金属原子锚定于载体上的一种新型催化剂, 具有原子利用率高、 选择性高以及反应活性和稳定性高等优点, 一直是催化领域的研究前沿, 在催化和能量转换领域具有广阔的发展前景. 石墨炔与金属原子之间独特的不完全电荷转移性质实现了零价过渡金属原子的稳定锚定, 解决了传统单原子催化剂易迁移和聚集的问题, 被认为是新一代催化剂. 本综述从石墨炔原子催化剂的结构性质、 表征以及应用等方面出发, 综合评述了相关领域的最新研究成果, 介绍了石墨炔原子催化剂在电催化固氮制氨、 产氢、 全水解和CO₂固定等方面的应用和发展前景, 为实现新概念高性能催化材料的设计合成提供了研究思路.     

电子能量对沿面介质阻挡放电等离子体化学产物的影响

基于光电倍增管研制了一套无触发信号的双通道光学探测系统, 并组装了测试样机, 实现了对沿面介质阻挡放电(SDBD)等离子体约化电场的测量, 进而通过BOLSIG+软件获得了电子能量. 采用原位紫外吸收光谱和傅里叶变换红外光谱, 研究了SDBD等离子体在不同电压和频率下的化学产物的浓度变化, 并结合空气等离子体化学反应揭示了产物相互作用的微观机理. 结果表明, 电子能量能够改变电子碰撞反应的速率系数, 调控化学反应的源头活性粒子的浓度, 进而影响到化学产物的生成和猝灭.     

双助催化剂负载CdS的能量捕集和电荷分离增强产H2(英文)

利用半导体光催化分解水产氢是将太阳能转换为化学能的有效策略之一.然而,现有催化剂体系的太阳能-氢能转化率较低,制约了人工光合作用的长远发展.因此,急需开发一种新的捕光策略通过储存和释放化学能来提高能源利用效率.由于无机半导体具有低的激子结合能,光生电子-空穴对在室温下可以迅速解离.因此,只要相邻的半导体畴是电子耦合的,并提供驱动力,能量迁移就可以通过独立的电子和空穴传输过程有效进行.然而,在半导体光催化剂中利用能量捕集(即定向能量迁移)的系统很少被涉及.尽管分子助催化剂常被负载在半导体光催化剂上来提高电荷分离和催化效率,但分子助催化剂对半导体光催化剂内部能量捕集的影响尚未被阐明.本文制备了粗细不同的Cd S纳米棒,并将共轭分子2-巯基苯并咪唑(MBI)和钴分子催化剂(MCo A)依次锚定在纳米棒表面.Cd S和Cd S/MBI的透射电子显微镜照片表明, Cd S纳米棒的直径不是完全均一的,主要集中在20–50 nm.由HRTEM照片观察到修饰MBI分子后Cd S表面出现一层无定形膜,进一步修饰MCo A分子后Cd S表面的膜厚变化不明显.XPS谱结果表明,修饰了MBI的Cd S,其Cd...     

YbB6的能带结构和光电导率谱的解析

用密度泛函（GGA＋U）方法研究YbB6晶体的电子结构。采用FLAPW方法进行计算,获得了比较精确的能带结构信息。分析了YbB6能带结构的特征与Yb-B6簇间成键情况的联系。在此基础上计算YbB6的反射率、介电函数、光电导率和能量损失函数等光学常数,结果与实验值符合比较好。对其光电导率（实部）和能量损失函数谱进行详细分析,对谱峰作出指认,阐明了各谱峰与能带间电子跃迁的联系,证实了前人对谱峰所作经验指认的合理部分,补充和纠正了前人经验指认的不足和不准确之处。     

2,8(4,6)-二取代半瞬烯及其BCO衍生物的Cope重排

运用从头计算量化方法计算了一系列Cope重排的2,8(或4,6)-二取代半瞬烯(1和2), 以及2,8:4,6-四取代半瞬烯(3和4)的过渡态结构、活化能、能量差和核独立化学位移. 在2,8(或4,6)-二取代半瞬烯体系里, π电子基均使得Cope重排向2进行, 这与Hoffmann早年对此的定性预测相反. 它们的过渡态是离域双同芳香性的. 本文重点讨论了π电子基与BCO共同取代的2,8:4,6-四取代半瞬烯体系, 由于BCO的稳定效应和π电子基共轭效应, π电子基均使得结构4具有优先稳定性, 其Cope重排活化能也大大降低甚至消除. 随着卤素主量子数的变化, 它们的取代半瞬烯Cope重排相关参数也有相应的规律性变化.     

新型无机太阳能电池

UC Berkeley化学教授A.Paul Alivisato的小组使得一度仅局限于理论范畴的一种完全由无机纳晶组成的新型太阳能电池成为现实。虽然这种无机电池目前的效率只有2.9%,而市售太阳能电池的效率已达到15%左右,但是这一进展可能致使一类较传统硅基太阳能电池价廉而且稳定的能量转化器件的问世。Alivisato等的做法是将两层柱状无机纳晶分别旋涂在覆有铝的氧化锡铟玻璃上,第一层为CeTe,第二层为CdSe。当这种电池放置在日光下时,CeTe和CdSe层间将发生电荷转移。这种无机器件还有超越由有机材料制成的太阳能电池之处,即吸收光的频区较宽。(Scien…     

Sr2YRuO6有序双钙钛矿结构及其Mott绝缘体的研究

运用第一性原理方法对双钙钛矿Sr2YRuO6各种可能的无序结构和有序结构的能量进行计算,计算结果显示有序结构双钙钛矿具有最低能量,说明该结构最稳定,这一结果也与实验中样品的多晶样品X射线衍射图(XRD)中出现超晶格有序峰相符合。通过计算给出该材料的能带,显示该材料是Mott绝缘体,这一结论也与实验结果相一致。