甲醇在欠电位沉积Ru修饰Pt电极上的催化氧化

采用欠电位沉积(upd)方法在Pt 表面沉积亚单层的Ru制备出upd-Ru/Pt 电极. 通过欠电位沉积前后电极在0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中循环伏安图-152 - 128 mV(vs Ag/AgCl)电位范围内对氢区的数值积分确定Pt表面Ru 的覆盖度. 用电化学方法测试了甲醇在upd-Ru/Pt电极上的催化氧化, 并讨论分析了欠电位沉积电位和Ru的表面覆盖度对甲醇氧化的影响. 结果表明, Ru能够欠电位沉积到Pt表面. Pt表面欠电位沉积少量的Ru 即能大大促进甲醇的氧化.只要控制upd-Ru的沉积量, upd-Ru原子就能大大促进甲醇氧化而与沉积电位无关. Ru原子对甲醇氧化的促进作用与Ru和Pt是否形成合金无关, 而取决于Ru 在Pt表面的百分含量.     

铂催化甲醇氧化开始步骤的研究

用ab initio和密度泛函(DFT)方法研究甲醇在铂低指数晶面的脱氢步骤. 在经典的Bagotzky模型计算的基础上提出了三种新的吸附脱氢模型, 并通过计算证明了三种模型的可行性, 计算证实了原位波谱法检测到的甲醇在铂上脱氢的三种中间体, CHOH, CH₂OH和CH₃O. 得出了甲醇脱氢的根本原因在于形成的强Pt—H键, 且在Pt不同的晶面上, 催化性能及反应历程、中间产物都不同.     

MnO2上氧气第一个电子转移步骤的从头计算研究

采用裸露簇和嵌入簇模型, 对β-MnO₂ (001), (110), (111)三个晶面以及O₂在(110)晶面的单址吸附模式(Pauling和Griffths模式), 进行从头计算. 从β-MnO₂ (001), (110), (111)三个晶面的电子结构差异以及O₂在(110)晶面吸附的吸附能、几何结构、集居数以及净电荷数分析得到: (001), (110), (111)三个晶面中(110)晶面的催化活性最高, 其活性顺序为(110)＞(111)＞(001). 氧气在(110)晶面的吸附, Pauling和Griffths两种吸附模式均存在, 属于化学吸附中的离子吸附. 氧气与MnO₂固体间发生了单电子转移, 氧气得到电子被还原成O₂^-, 转移电子属于整个体系, 具有离域性.     

两个2,4-二羟基苯甲醛缩甘氨酸配合物的合成、结构及其对醇的选择性氧化催化

合成和表征了2个2,4-二羟基苯甲醛缩甘氨酸(H₃L)席夫碱配合物[Cu(Py)₂(HL)] (1)和[Zn(Py)₃(HL)]·2Py(Py=吡啶) (2),并通过X射线单晶衍射分析确定了其结构.配合物1通过分子间的O-H…O氢键形成了一维链状结构,配合物2通过分子间的O-H…O和C-H…O氢键形成了二维网状结构.重要的是,配合物1在醇的选择性氧化反应中显示出了良好的催化效率(转化率高达94.8%,选择性高达98.3%).     

油纸复合介质中水分子扩散行为的分子动力学模拟

对不同温度下水分子在油纸复合介质中的扩散行为进行了分子动力学模拟研究. 通过分析水分子与纤维素形成的氢键发现, 油中的水分子在模拟过程中会逐渐扩散到纤维素内并与之形成氢键, 而纤维素内的水分子则与纤维素形成氢键后被束缚于纤维素中. 通过分析水分子的扩散系数发现, 由于油和纤维素的极性不同, 使得水分子在油和纤维素两种单介质中的扩散行为有较大差别, 而在复合介质中的扩散系数受水分子在油和纤维素中的比例影响较大, 两者表现出很强的相关性. 水分子和两介质的相互作用与两介质的极性也存在很大的关系, 且不同温度下水分子与两介质的相互作用能和水分子在油和纤维素中的比例也表现出了较强的相关性. 不同温度下水分子的不同分布弱化了温度对扩散系数的影响.     

First-Principles Study of Intrinsic Point Defects of Monolayer GeS

The properties of six kinds of intrinsic point defects in monolayer GeS are systematically investigated using the“transfer to real state”model,based on density functional theory.We find that Ge vacancy is the dominant intrinsic acceptor defect,due to its shallow acceptor transition energy level and lowest formation energy,which is primarily responsible for the intrinsic p-type conductivity of monolayer GeS,and effectively explains the native p-type conductivity of GeS observed in experiment.The shallow acceptor transition level derives from the local structural distortion induced by Coulomb repulsion between the charged vacancy center and its surrounding anions.Furthermore,with respect to growth conditions,Ge vacancies will be compensated by fewer n-type intrinsic defects under Ge-poor growth conditions.Our results have established the physical origin of the intrinsic p-type conductivity in monolayer GeS,as well as expanding the understanding of defect properties in lowdimensional semiconductor materials.     

纳米Fe3O4/PVDF磁性复合膜的原位制备及表征

通过膜相渗透原位化学沉积法制备了聚合物基Fe3O4/聚偏氟乙烯（PVDF）磁性纳米复合膜，研究了复合膜制备的适宜条件，采用红外光谱（FT-IR）、差热分析（DSC）、X射线衍射、扫描电镜（SEM）等手段对复合膜的组成、结构进行了表征和分析，通过气体渗透法测定了复合膜的孔径随制备条件的变化情况. FT-IR和XRD图谱结果表明，在基膜中原位生成Fe3O4后不影响基膜PVDF的分子结构；复合膜中的Fe3O4粒子尺寸为68 nm左右，复合膜的磁化率达0.044 cm3•g－1；复合膜的磁化率、平均孔径、最大孔径及孔径分布范围随反应条件的改变而有明显变化.     

调制脉冲电沉积法制备质子交换膜燃料电池铂催化电极

通过调制脉冲电流在质子交换树脂(Nafion)粘接的无催化多孔碳电极(UCE)上电沉积Pt 催化剂, 对所沉积Pt 催化电极性能及负载量用循环伏安法(CV)、X 射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)及分光光度法进行了表征. 结果表明, 通过调制电沉积过程的脉冲参数, 能够实现质子交换膜燃料电池(PEMFC)电极Pt催化剂的直接电化学沉积, 能够调控电沉积Pt粒径, 并能有效地缓解电沉积过程中析氢对沉积金属催化剂铂的干扰, 所沉积的Pt 催化剂利用率较传统Nafion 粘接Pt/C催化电极要高. 脉冲导通时间ton 为300 μs、断通时间toff 为1200 μs, 脉冲峰值电流密度jp 为100 mA·cm-2 时, 电沉积120 s制得的电极的Pt 晶粒约5-8 nm, Pt 表面利用率为43.14%, 沉积Pt的电流效率为45%.     

染污绝缘子沿面电场分布与局部电弧发展的关系

本文建立了在交流电压下出现局部电弧后和叠加冲击电压时沿面电场计算的数学模型;通过数值仿真和实测电场分布,提出了染污绝缘子沿面电场分布与局部电弧发展的关系。     

两个2,4-二羟基苯甲醛缩甘氨酸配合物的合成、结构及其对醇的选择性氧化催化

合成和表征了两个2,4-二羟基苯甲醛缩甘氨酸(H₃L)席夫碱配合物[Cu(Py)₂(HL)] (1)和[Zn(Py)₃(HL)]·2Py(Py=吡啶) (2),并通过X射线单晶衍射分析确定了其结构。配合物1通过分子间的O-H…O氢键形成了一维链状结构,配合物2通过分子间的O-H…O和C-H…O氢键形成了二维网状结构。重要的是,配合物1在醇的选择性氧化反应中显示出了良好的催化效率(转化率高达94.8%,选择性高达98.3%)。