"小题大做"一例——研究性教学中习题环节的个案讨论

本文以一道题为例对研究性教学中的习题环节进行了实例研究.大致按照事件发生的顺序叙述以再现现场情景.     

Pt/TiO_2催化剂上的氢—氧作用 Ⅰ.氢、氧的吸咐—脱附行为以及相互促进作用

本文采用程序升温脱附(TPD)技术研究了光沉积方法制备的Pt/TiO_2催化剂经过氧化、还原后氧、氢的脱附行为.光沉积过程中,Pt/TiO_2表面上可以生成大量的吸咐氢,在TPD中脱附;同时Pt/TiO_2表面上化学吸附的水在TPD过程中也可以分解释氢.氧化处理的Pt/TiO_2在TPD过程中于550～750K温区出现氧脱附峰,随着氧化温度升高,脱附峰位向高温移动,经实验证明,这种可脱附活泼氧物种的生成是由样品前身中留存氢引起的.还原处理的Pt/TiO_2在TPD过程中分别在300～600和大于600K出现两个氢脱附峰,认为是由于表面羟基和钛—氢(Ti~(4+)—H~-)物种的分解释氢引起的Pt/TiO_2上活泼氧物种的存在,增加了样品在室温条件下的吸氢量;在中温(473～573K)这种活泼氧物种则和氢发生反应,减少了TPD过程中的脱氢量;Pt/TiO_2在大于673K温度还原,可以消除活泼氧物种的影响.     

~(13)C-NMR STUDY ON THE CHAIN TERMINAL STRUCTURE OF POLY-1,3-PENTADIENE POLYMERIZED WITH RARE EARTH CATALYST

The sequence distribution and the terminal structures of poly-1,3-pentadiene chains obtained by rare earth catalyst and effect of polymerization temperature on microstructure of the polymer have been investigated by ~(13)C-NMR method. According to experimental results it was supposed that terminal active growing chain of the polymer would be four types of anti- and syn-η~3-allyl structures. When polymerization temperature was reduced, the content of cis-1,4-poly-1,3-pcntadiene increases. It can be explained by isomerization between anti- and syn-η~3-allyl. The process forming trans-1,2 unit instead of 3,4-unit were also described.     

Theoretical Simulation of the Temporal Behavior of Bragg Diffraction Derived from Lattice Deformation

A theoretical study on the structural dynamics of the temporal behavior of Bragg diffraction is presented and compared with experimental results obtained via ultrafast electron crystallography.In order to describe the time-dependent lattices and calculate the Bragg diffraction intensity,we introduce the basic vector offset matrix,which can be used to quantify the shortening,lengthening and rotation of the three lattice vectors(i.e.,lattice deformation).Extensive simulations are performed to eval...     

热稳定单原子催化剂的理性构筑:从原子级结构到实际应用

80%以上的工业生产过程涉及催化,如化工生产、能源转换、制药和废物处理等等.催化剂的使用显著提高了生产效率,降低了生产成本,为国民经济、地球环境和人类文明的可持续发展做出了很大贡献.为了满足日益增长的生产需求和最大的经济效益,开发高效、稳定、低成本的新型催化剂已成为当务之急.金属中心负载在载体上的负载型金属催化剂因其较好的催化活性和相对较低的金属用量而受到广泛关注.研究发现,负载型结构可增强传热和传质并增加活性金属中心的分散度,从而影响催化性能.此外,负载金属的颗粒尺寸对催化剂的性能有很大影响.迄今为止,科学家们一直在通过减小金属颗粒尺寸和提高原子利用效率来提高催化剂的活性.原子级尺寸的颗粒通常表现出与大尺寸颗粒显着不同的物理和化学性质,而当活性位点的尺寸缩小到单个原子时,单原子催化剂的概念应运而生.对于单原子催化剂,金属原子中心通过配位被载体中的缺陷锚定,从而调整金属原子的电子云分布.这种配位调整使得单原子催化剂拥有与传统催化剂不同的性能.作为催化领域的新前沿,单原子催化剂已经在许多催化反应中表现出前所未有的活性和选择性.然而,许多报道的单原子催化剂在高温环境或长期催化应用中容易受到奥斯特瓦尔德熟化过程的影响,从而导致催化剂烧结和失活.而烧结的原因在于金属原子和载体之间较弱的相互作用.失活催化剂的再生和回收将大大增加工业生产的时间和经济成本.因此,开发具有优异热稳定性的单原子催化剂以满足工业需求是十分必要的.本综述首先总结了近年来关于热稳定型单原子催化剂合成方法的基础研究,并从原子尺度上分析了这些方法所构建的金属中心的结构形态和配位环境.此外,结合近些年的研究中新的表征技术与理论计算手段解释了热稳定性的来源.重点讨论了热稳定单原子催化剂的实际催化应用.分析了热稳定单原子催化剂在热催化应用中的独特作用机理、并尝试为确定催化过程中真正的活性中心以及通过原子级调控手段进行高活性热稳定单原子催化剂的合成提供理论指导.最后总结了热稳定单原子催化剂发展的主要问题,并简要分析了单原子催化领域的研究挑战和发展前景.     

Pt对Mo基催化剂还原-硫化过程的影响

采用脉冲硫化、连续硫化、程序升温还原、程序升温及程序降温电导及X射线衍射等方法研究了贵金属Pt对MoO3催化剂还原-流化过程的影响及Pt对MOS2配位不饱和活性中心形成的影响．结果表明，Pt担载或在MoO3上可以促进MoO3的还原-硫化，使MoO3的还原-硫化温度大大降低Pt担载在MoSw上可促进MoS2的部分还原形成配位不饱和的钼中心     

甲烷催化部分氧化制合成气的反应机理

借助脉冲反应、质谱-程序升温表面反应（MS-TPSR）等技术研究了Ni／α-Al2O3催化剂上甲烷催化部分氧化制合成气（POM）的反应机理．结果表明,NiO上CH4不能解离产生H2只有当NiO被CH4还原为Ni0后,CH4才能解高产生H2,Ni0是CH4活化和POM反应的活性相;POM反应机理遵循直接氧化机理,CH4和O2均在Ni0上活化,活化过程形成的Ni…C和Niδ…Oδ物种是反应历程中的关键物种,Niδ …Oδ物种高选择性地与CH4解离产生的碳物种Ni…C反应生成CO．     

丝网印刷电极及其在重金属快速检测中的应用

利用简单、快速、高灵敏的方法对食品中的重金属进行检测具有重要意义。丝网印刷电极（SPE）因具有小巧便携、样品用量少、成本低等优点,在电化学快速分析领域具有明显优势,可实现食品中重金属等污染物质的快速现场分析。该文主要介绍了丝网印刷电极的概念、制作工艺、制备材料和修饰材料,综述了丝网印刷电极在重金属快速检测方面的应用进展,并讨论了其目前形势及未来发展趋势。     

~(13)C核磁共振研究稀土催化剂聚合双烯的机理

用~(13)C-NMR 方法测定了稀土顺丁二烯和聚异戊二烯链端结构及序列结构,从链端结构推测的聚合活性链端结构与前文是一致的。在聚异戊二烯中存在着“头-头”和“尾-尾”结构,这种结构引起活性链端甲基位置的改变,从而解释了稀土异戊二烯中3,4-链节的形成。测定了不同聚合温度对聚合物中顺、反结构含量的影响,可用活性链端的 anti-syn异构化加以解释。     

表面活性剂对风化壳淋积型稀土矿渗透性的影响

风化壳淋积型稀土矿属黏质土,具有颗粒细腻、渗水速度慢等特点,导致其原地浸出开采困难,提高浸取剂溶液在矿体的渗流扩散是原地浸出高效回收稀土资源的关键。本文分别考察了(NH₄)₂SO₄,NH₄Cl,MgSO₄浸取体系下,CTAB,DTAB,SDS,油酸钠,油酸五种表面活性剂对于高岭土、蒙脱土、伊利石及风化壳淋积型稀土矿渗透性的影响,通过黏附功及黏附功降低因子分析表面张力与接触角对渗流的综合影响效果,揭示表面活性剂强化浸取剂溶液渗透性的作用机制。实验结果表明,三种浸取体系下,对于黏土矿物和风化壳淋积型稀土矿,5种表面活性剂均可强化溶液渗流速度,缩短形成稳定流场所需时间。表面活性剂渗透强化效应为：CTAB>DTAB>SDS>油酸钠>油酸。黏附功及黏附功降低因子结果表明黏附功、黏附功降低因子越小,渗透系数越大,渗流强化效应越明显。