Soft‐Chemical Exfoliation Route to Layered Cobalt Oxide Monolayers and Its Application for Film Deposition and Nanoparticle Synthesis

A colloidal suspension of exfoliated, layered cobalt oxide nanosheets has been synthesized through the intercalation of quaternary tetramethylammonium ions into protonated lithium cobalt oxide. According to atomic force microscopy, exfoliated nanosheets of layered cobalt oxide show a plateau‐like height profile with nanometer‐level height, underscoring the formation of unilamellar 2D nanosheets. The exfoliation of layered cobalt oxide was cross‐confirmed by X‐ray diffraction, UV/Vis spectroscopy, and transmission electron microscopy. The maintenance of the hexagonal in‐plane structure of the cobalt oxide lattice after the exfoliation process was evidenced by selected‐area electron diffraction and Co K‐edge X‐ray absorption near‐edge structure analysis. The zeta‐potential measurements clearly demonstrated the negative surface charge of cobalt oxide nanosheets. Adopting the nanosheets of layered cobalt oxide as a precursor, we were able to prepare the monodisperse CoO nanocrystals with a particle size of ≈10 nm as well as the heterolayered film composed of cobalt oxide monolayer and polycation.     

Pt(111) 表面上表层 Fe (FeO) 结构和次表层 Fe 结构的可控转变

 利用扫描隧道显微镜 (STM) 和 X 射线光电子能谱 (XPS) 对 Pt(111) 表面制备的 Fe 单层薄膜及其在不同环境气氛条件下的多种结构进行了研究. 在温度为 487 K 的 Pt(111) 表面制备出了完整的 Fe 单层薄膜Fe/Pt(111). 对 Fe/Pt(111) 依次升高温度进行超高真空退火, STM 和 XPS 结果表明退火温度高于 800 K 时, 表面 Fe 原子扩散到次表层区域, 形成次表层 Fe 结构Pt/Fe/Pt(111). Pt/Fe/Pt(111) 在 O2 氧化气氛中经 850 K 退火可转变成表面 FeO 薄膜FeO/Pt(111). FeO/Pt(111) 结构在温和的 H2 还原气氛中 (600 K) 转变成表面 Fe 结构, 进一步的还原处理 (800 K) 则可以重新生成 Pt/Fe/Pt(111). 控制样品的环境气氛在 O2 和 H2 之间切换, 使得表面 Fe (FeO) 和次表面 Fe 可以重复地转变. 本研究实现了多种 Fe-Pt 表面结构的可控制备, 可为合理地设计高效、价廉的催化剂提供借鉴.     

Co0.2/Ce1-xZrxO2催化剂的制备、表征及其催化碳烟燃烧反应性能

 采用微孔扩散-共沉淀法制备了不同 Ce/Zr 摩尔比的 Ce1-xZrxO2 (x = 0, 0.2, 0.4, 0.5) 固溶体, 并以此为载体用超声波助分散等体积浸渍法制备了 Co0.2/Ce1-xZrxO2 催化剂, 考察了催化剂中 Ce/Zr 比对其催化柴油车尾气碳烟颗粒物燃烧反应性能的影响. 结果表明, 在催化剂与碳烟颗粒松散接触条件下, Co0.2/Ce1-xZrxO2 催化剂催化碳烟颗粒物燃烧的活性非常高. 其中 Co0.2/Ce0.8Zr0.2O2 催化剂活性最高, T10, T50, T90 和 SmCO2 分别为 316 oC, 385 oC, 413 oC 和 99.9%. 这与目前文献报道的松散接触条件下活性最高的担载 Pt 催化剂相近. 应用 X 射线衍射、透射电镜、扫描电镜、紫外-可见漫反射和傅里叶变换红外光谱技术对 Ce1-xZrxO2 固溶体及 Co0.2/Ce1-xZrxO2 催化剂进行了表征. 结果表明, Ce1-xZrxO2 固溶体由纳米级小颗粒组成 (平均粒径在 10 nm 左右). 适量的 Ce/Zr 比有利于改善立方尖晶石型 Co3O4 在 Ce1-xZrxO2 固溶体表面的分散, 从而提高催化剂活性. 程序升温还原结果表明, Co0.2/Ce0.8Zr0.2O2 催化剂具有最优的低温还原特性, 与它具有最高的催化活性相一致.     

Metal-to-Oxide Charge Transfer Observed by a Kelvin Probe Force Microscope

The charge transfer from a nanometer-sized transition metal particle to a catalyst support is thought to affect reactions over the metal surface. We propose the application of Kelvin probe force microscope, which is an extension of the atomic force microscope, to observe the charge transfer particle-by-particle. Our recent results on Na adatoms, Cl adatoms, Pt adatoms and particles, and Ni particles evaporated on TiO₂(110) are reviewed.     

不同形貌Co3O4的水热-微乳液法制备及其电化学性能

以四元微乳液(水/十六烷基三甲基溴化铵/环己烷/正戊醇)为介质, 在100 ℃水热环境下成功地合成了具有蒲公英状、剑麻状以及捆绑式结构的前驱化合物, 经300 ℃焙烧可得结构保持的Co3O4. X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试表明, 所得样品为立方尖晶石结构, 同时水热反应时间对材料的形貌有很大的影响. 循环伏安和恒电流充放电等电化学测试均表明, 水热反应6 h、经热处理后得到Co3O4具有较好的电化学电容行为, 单电极比电容可达340 F·g-1.     

Nitric acid oxidation on carbon dispersion and suspension stability

In this study, we have investigated the effect of nitric acid oxidation on the dispersion and suspension stability of activated carbon powder. We treated activated carbon powder with nitric acid at different concentrations. We measured the content of functional groups, the zeta potential and the powder particle size of the activated carbon powder with the Boehm titration, Fourier transform infrared spectroscopy, a zeta potential analyzer, and scanning electron microscopy. The results show that with the increase of nitric acid molar concentration, the content of acid functional groups increased, whereas the content of alkali functional groups decreased. At a nitric acid concentration of 10 mol/l, the surface‐modified activated carbon powder displays features such as the highest functional group content and zeta potential value, the smallest particle size, and the best dispersion and suspension stability in the solution. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

以水热法合成的水合氧化锆为载体的Pt／WO3-ZrO2上的正己烷异构化

通过水热法合成了一系列水合氧化锆,以之为载体采用浸渍法制备了Pt/WO3-ZrO2催化剂,考察了氢氧化锆的水热温度对Pt/WO3-ZrO2异构化活性的影响.通过X射线衍射、NH3程序升温脱附及H2程序升温还原表征了样品的晶相结构、酸性及还原性能.结果表明,水合氧化锆及以此为载体的催化剂的晶相结构均随着氢氧化锆水热温度的变化而变化,水热温度升高,四方相氧化锆比例下降.具有一定晶相结构的水合氧化锆为载体的催化剂具有较无定形氢氧化锆为载体的催化剂更多的强酸中心和更高的异构化催化活性.高的异构化活性可能与催化剂上更多的强酸中心有关。     

液相色谱-电喷雾质谱法分析脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠

采用电喷雾质谱(ESI/MS)技术建立了脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)的烷基碳链分布、乙氧基分布及平均EO数、平均相对分子质量的测定方法;采用液相色谱-电喷雾质谱(LC-ESI/MS)测定了AES中的游离十二烷基硫酸钠(SDS)的含量。将本方法应用于实际样品的测定,并与核磁共振法测得的平均EO数进行比较,二者的测定结果相当吻合,从而验证了本法的可靠性。     

聚乙撑二氧噻吩/二氧化锰纳米复合物的界面聚合制备及其电化学性能

采用界面聚合法制备聚3,4-乙撑二氧噻吩/二氧化锰(PEDOT/MnO2)纳米复合物. 通过红外(IR)光谱、X射线衍射(XRD)、BET比表面积、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征. 结果表明, 产物是具有丰富的多孔孔道结构的无定型纳米材料, 孔径主要分布在5-25 nm范围内, 比表面积可达98 m2·g-1. 同时用循环伏安(CV)、恒流充放电和交流阻抗(EIS)等电化学测试表明, 在0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液中, -0.2 - 0.8 V(vs SCE)的电化学窗口下, PEDOT/MnO2纳米复合物显示出良好的电化学性能, 当电流密度为0.5 A·g-1时, 所制备的PEDOT/MnO2单电极比容量达196.3 F·g-1, 500次循环后样品放电比容量保持90%左右.     

一步阳极氧化法制备超亲水氧化铝

本文应用一步阳极氧化法在铝表面制作纳米粗糙结构的超亲水表面.考察控槽压、控电流及氧化时间对氧化铝表面超亲水性的影响.测试表明,控电流法更有利于制作超亲水表面,增大电流密度可缩短氧化时间,该法可制作稳定性好、机械强度高的超亲水氧化铝表面,富有潜在的应用价值.