In/Au(111)和Ir/Au(111)面上巴豆醛选择加氢的机理研究及比较

基于巴豆醛在M/Au（111）合金表面（M=In,Ir）垂直吸附的最稳定吸附结构,采用密度泛函理论对其不完全加氢的反应机理进行探究。从不同加氢机理下各基元反应的活化能、反应热计算以及构型变化分析中可知,巴豆醛在M/Au（111）面上均优先对距离合金表面较近的C＝O进行加氢,且以C为活性中心优先进行加氢为最优机理,其中第1步加氢反应的活化能较高,是该机理的控速步骤。反应物巴豆醛的O原子与合金的掺杂原子M形成较强的化学吸附,提高了M/Au（111）面对C＝O加氢的选择性。巴豆醛按最优机理加氢的基元反应中在In/Au（111）面上最高反应能垒为0.969 eV,比在Ir/Au（111）面的最高反应能垒1.332 eV低,因此认为In/Au合金对其不完全加氢有更好的催化活性。     

头孢吡肟插层水滑石的缓释性能

用共沉淀法将头孢吡肟(Cefepime)插层到含NO3–的Zn–Al水滑石(layered double hydroxides,LDHs)层间,组装得到杂化材料Cefepime-LDHs。X射线衍射结果表明:Cefepime-LDHs晶型良好,为典型的水滑石类层状材料,其层间距为2.18 nm。通过对Cefepime三维尺寸的理论模拟,推测该杂化材料中的Cefepime以沿长轴方向与层板呈一定角度倾斜的方式排布于水滑石层间。此外,与Cefepime相比,该杂化材料中层间药物的释放具有一定的缓释效果,缓释过程符合一级动力学及Higuchi扩散模型。     

含Sn水滑石可见光催化降解对氯苯酚的研究

利用水滑石的优良结构特性, 将具有光催化活性的Sn引入水滑石中得到光催化性能较高的含Sn水滑石材料, 通过X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见漫反射图谱 (UV-Vis DRS)和比表面积测量(BET)技术对样品的晶相、分子结构、光学性能和比表面积进行分析表征。以可见光催化降解对氯苯酚(4-CP)为模型, 研究所合成样品的光催化活性。结果表明: 在可见光照射下, 水滑石骨架结构中含Sn的锌锡水滑石表现出更高的光催化活性, 对4-CP的降解率达到92.4%(去除量34.6 mg/g)。并利用气相色谱(GC)和密度泛函理论(DFT)对4-CP的降解中间产物和反应路径进行了推测, 发现光催化过程中的主要中间产物为对苯二酚和4-氯邻苯二酚。     

席夫碱钴改性CoCr-LDHs材料光催化降解亚甲基蓝研究

采用共沉淀法合成席夫碱钴(SBCo)插层钴铬水滑石(CoCr-LDHs)材料。通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM-EDX)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积(BET)分析表征CoCr-LDHs以及CoCr/SBCo-LDHs材料的结构和性质。以H₂O₂作光催化助剂, 考察了不同插层量、催化剂用量以及亚甲基蓝溶液的初始浓度对光催化活性的影响, 并探究了光催化降解过程的动力学和主要的活性基团。实验结果表明: H₂O₂有助于提高水滑石材料的光催化性能, 以氙灯模拟太阳光, 20 mg CoCr/SBCo_0.5-LDHs和H₂O₂的协同作用对初始浓度为25 mg/L的亚甲基蓝降解率高达99%。亚甲基蓝的光降解过程符合准一级动力学模型, 且起主要作用的活性基团为h ⁺和·OH。     

Al（OH）3@Zn（OH）2双层包覆氧化铁黄合成及其耐热性能研究

采用共沉淀法对铁黄颜料进行Al（OH）₃/Zn（OH）₂双层异相包覆,提升其耐热性能,并通过XRD、TG-DTA、FT-IR、SEM&EDS等手段对包覆前后铁黄颜料的微观结构进行表征。研究结果表明,包覆质量分数为40%的Al（OH）₃时铁黄颜料的耐热性能较好;第二层包覆Zn（OH）₂,最优包覆质量分数为30%,样品在240 ℃时色差值为1.84。XRD测试结果表明,Al（OH）₃和Zn（OH）₂包覆并没有改变氧化铁黄的特征峰,两者可能以无定形态包覆在铁黄粒子表面。SEM、EDS、FT-IR测试表明,Al（OH）₃/Zn（OH）₂已成功对铁黄颜料进行了包覆;此外,还出现了片状结构对应Al（OH）₃自身成核现象,包锌后出现了团聚现象。TG-DTA表征显示,包覆后样品升温脱水分两步,低温吸热峰对应包覆层物质的脱水,高温吸热峰偏向更高温度,对应包覆颜料耐热性能的提升。     

Cu/Co/Mg/Al四元类水滑石的合成、表征及热稳定性研究

采用共沉淀法合成了具有不同Cu/Co/Mg比例的Cu/Co/Mg/Al四元类水滑石(HTlcs).对合成样品的结构用XRD,IR,ICP,TG-DTA进行表征分析,并与先期合成的二元类Mg/Al-HTlcs及三元类Co/Mg/Al-HTlcs进行结构差异的比较分析.XRD和IR结果表明,合成的样品均具有完整的水滑石结构且结晶度良好晶像单一,层间距由二元类(Mg/Al-HTlcs)的0.750 nm扩大到四元类(Cu/Co/Mg/Al-HTlcs)的0.785 nm.TG-DTA分析表明,合成样品的热分解过程均可分为2个阶段,其热分解温度由二元类(Mg/Al-HTlcs为250～390℃)到四元类(Cu/Co/Mg/Al-HTIcs的180～300℃)依次递减.     

AuCo/水滑石复合氧化物的制备及其光催化性能

采用浸渍-还原方法将不同比例的金钴(Au、Co)负载到锌铝水滑石(AuCo/ZnAl-LDHs)表面,经焙烧得到具有较高光催化性能的复合氧化物(AuCo/ZnAl-LDO),借助X射线粉末衍射、透射电子显微镜和紫外-可见漫反射光谱技术对样品的晶体结构、表面形貌和光吸收特性进行表征,并考察了材料对邻苯二酚光催化降解性能。实验表明:Au、Co总负载量为2%时,n(Au)/n(Co)摩尔比为5:1,焙烧温度为400℃的光催化剂对邻苯二酚的降解表现出的最佳的性能,5 h对邻苯二酚的降解率达到了94.7%。     

Co/Mg/Al类水滑石对废水中Cr(VI)的吸附性能研究

采用共沉淀法合成CoMgAl-LDHs，并用XRD与IR表征其结构．测试了CoMgAl—LDHs的焙烧产物（CoMgAl-LDO）在模拟与实际含Cr（VI）废水中的吸附性能，并对影响其吸附性能的各因素（pH值、温度、吸附时间、初始浓度）进行探讨．研究结果表明，吸附的最佳实验条件为pH=6，温度为40℃，初始浓度为100mg／L，吸附时间为60min．在最佳实验条件下，CoMgAl—LDO对实际制革废水中Cr（VI）的饱和吸附量达15．7mg／g，废水中残留Cr（VI）浓度为0．2mg／L，低于工业废水排放的国家标准（0．5mg／L）．     

Mg/Al双金属氧化物吸附Cr(Ⅵ)的动力学和热力学机理

通过静态吸附实验,研究了Cr(Ⅵ).Mg/Al水滑石焙烧产物层状双金属氧化物(layered double oxides,LDO)的吸附性能.考察了温度对其吸 附性能的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律.研究表明:吸附动力学符合准二级动力学模型,LDO的吸附活化能为21.42kJ/mol,表现为扩散控 制过程.在293~333 K温度范围内,吸附自由能(△Go)变小是Cr(Ⅵ)ELDO上的吸附推动力;吸附热(吸附焓变H)为5.12 kJ/mol,是自发的物理吸附过程;LDO吸附Cr(Ⅵ)为熵增过程.其熵变为49.12 J/(mol·K).结合XRD表征结果探讨了吸附机理:LDO吸附Cr(Ⅵ)无配位摹交换、化学键等强的作用力,Mg/Al金属氧化物在吸附Cr(Ⅵ)后恢复为LDH层状结构,因此,LDO对Cr(Ⅵ)的强吸附能力是冈为其具有较强的结构"记忆效应".     

In/Au(111)和Ir/Au(111)面上巴豆醛选择加氢的机理研究及比较

基于巴豆醛在M/Au(111)合金表面(M=In,Ir)垂直吸附的最稳定吸附结构,采用密度泛函理论对其不完全加氢的反应机理进行探究。从不同加氢机理下各基元反应的活化能、反应热计算以及构型变化分析中可知,巴豆醛在M/Au(111)面上均优先对距离合金表面较近的CO进行加氢,且以C为活性中心优先进行加氢为最优机理,其中第1步加氢反应的活化能较高,是该机理的控速步骤。反应物巴豆醛的O原子与合金的掺杂原子M形成较强的化学吸附,提高了M/Au(111)面对CO加氢的选择性。巴豆醛按最优机理加氢的基元反应中在In/Au(111)面上最高反应能垒为0.969 e V,比在Ir/Au(111)面的最高反应能垒1.332 e V低,因此认为In/Au合金对其不完全加氢有更好的催化活性。