锐钛矿型TiO_2羟基化表面与H_2O相互作用的分子动力学研究

利用经典分子动力学对锐钛矿型TiO_2(101)/(001)羟基化表面与水分子的相互作用进行模拟计算,分析得到表面羟基对TiO_2-H_2O界面性质的影响.首先,通过TiO_2表面钛、氧原子与水中氧、氢原子间的径向分布函数及键长验证得到,所建羟基化TiO_2(101)/(001)模型和力场能够很好地模拟TiO_2-水体系的结构和相关特性.由分子动力学快照图可知,TiO_2表面的O_(2c)吸附位在羟基化前后不发生改变,而完整表面原有的Ti_(5c)吸附位被表面羟基中的氢原子取代.羟基化表面的水分子以氢键作用吸附于TiO_2表面引起界面电荷转移,根据水分子密度分布可知TiO_2-H_2O界面形成内亥姆霍兹层、外亥姆霍兹层和体相3个分层结构.与完整表面比较,羟基使TiO_2(101)表面内、外亥姆霍兹层均变窄,而TiO_2(001)表面仅内亥姆霍兹层变窄.对水分子的扩散性质和平均速度分布进行分析,相对于TiO_2(101)羟基表面,TiO_2(001)羟基表面结构更有利于水分子沿表面法线方向移动.最后,由水的电荷密度分布函数得到,表面羟基使得TiO_2(101)和(001)表面的电荷波动加剧,正、负电荷密度分布极值的绝对值明显增加.     

TiO_2纳米管复合石墨烯催化剂的合成及其光催化性能

为提高TiO_2光催化剂的可见光利用率及光催化效率,以TiO_2粉体和氧化石墨为原料,氢氧化钠水溶液为溶剂,通过简单的水热法一步制备还原氧化石墨烯复合TiO_2纳米管(rGO/TiO_2NT)光催化材料.通过TEM、XRD及UV-vis等手段表征所得产物的形貌、结构和光学特性,通过紫外光下甲基橙水溶液的光降解率来评价其光催化活性,考察还原氧化石墨烯复合量及焙烧温度对合成催化剂光催化性能的影响.结果表明:TiO_2纳米管与还原氧化石墨烯之间复合紧密,当r GO质量分数为2.0%、样品经300℃焙烧后,rGO/TiO_2NT的光催化活性达到最佳,紫外光照射10 min时甲基橙100%完全降解.这是由于经还原氧化石墨烯复合后,TiO_2导带上的电子转移至石墨烯表面,实现了光生电子和空穴对的有效分离,进而提高了光催化效率.     

镍空位缺陷对Ni(OH)2表面活性的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了镍空位缺陷对Ni(OH)_2的表面活性的影响。通过理论模拟Ni(OH)_2最高活性表面和最易得到表面(实验最易得到表面),并以Ni(OH)_2(001)为例,讨论了表面缺陷和镍空位对表面性质的影响。研究表明:表面缺陷带来了更多的活性位点,使整个Ni(OH)_2表面体系电子变得更加活泼,电子传输性能增加,体系由半导体相向金属相转变。尿素在镍缺陷Ni(OH)_2(001)表面的吸附结果表明:Ni(OH)_2(001)与尿素存在较强的相互作用,有利于二者的进一步反应。理论研究可为实验合成高活性Ni(OH)_2催化剂提供理论依据。     

Ni2B(001)析氧反应性能的第一性原理

采用基于第一性原理计算方法探讨了Ni₂B(001)晶面的电子结构和析氧反应(OER)性能。研究发现：Ni₂B(001)有着优异的电导率和OER活性。同周期过渡金属掺杂可有效地调节Ni₂B(001)电子特性并提高其OER活性,Cr掺杂效果尤其明显。电荷密度和d带中心分析表明,掺杂原子M周围产生了更多的电子空穴,表面原子的d带中心更靠近费米能级,电子迁移率更高,OER催化活性更强。OER四电子反应过程中的第三步,即由中间体^*O至^*OOH的反应为电势决定步骤,当过电势为1.500 V时,OER反应自发进行。     

Pt-RGO-Cu_2O/TiO_2催化剂的制备及光催化制氢活性

采用化学沉积法和溶剂热法制备了RGO-Cu_2O/TiO_2复合光催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)表征复合催化剂的微观形貌、结构和光学特性。以H2Pt Cl6为无机前驱体对其进行Pt负载,研究了不同石墨烯含量对制氢活性的影响及不同光源下的制氢活性。结果表明:该复合催化剂表现出较好的光催化制氢活性,其中石墨烯的质量分数为0.5%,氢气的产生量最高。     

立方相WO_3电子结构及其(001)活性表面吸附性能

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法探讨了WO3的电子结构和表面性能,进行了能带结构、态密度和有效电子质量的模拟计算,对WO3吸附12种原子后的吸附体系进行了理论分析。结果表明,WO3价带顶主要是由O的2p态电子构成,导带底主要是由W的5d态电子构成。当价带顶上的O-2p电子吸收能量后可跃迁至导带底的W的5d轨道上,同时在O-2p上产生空穴。其电子迁移率为1.35,表明其电子-空穴的分离率较高,光催化活性较强。探讨了WO3的(001)洁净表面对12种非金属原子的吸附情况,WO3吸附F原子后表面能最小。     

高稳定单晶二氧化钛的制备及其光催化机理

以商品P25型TiO_2作为钛源,通过2次高温水热法制得单晶锐钛矿型TiO_2。结合X射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)表征可知,所得产物为单晶锐钛矿相TiO_2,呈现去掉顶端的八面体棱锥结构,表面暴露(101)和高能(001)晶面,粒径为50~100nm。当煅烧温度升至600℃时,样品的晶相组成、结晶度和晶粒尺寸与未煅烧样品相比均未发生明显变化,说明这是一种具有高温稳定性的单晶材料。活性艳红染料X3B的光催化降解实验被用来评价所得样品的光催化活性。氙灯光源为入射光源,不同煅烧温度处理的单晶二氧化钛对X3B均有不同程度的降解,且煅烧温度越高,降解速率越低,这是由于样品比表面积的减小使得对入射光子的吸收及染料的吸附减少所致。与商品P25型TiO_2相比,该单晶TiO_2光催化活性较低,说明表面暴露的高能(001)晶面并不利于光催化反应的进行。     

石墨烯/TiO_2纳米棒复合光阳极薄膜

本文基于TiO_2纳米棒具有较大的比表面积和定向传输电子的能力,可降低光生电子和空穴的复合几率,进而提高DSSC的光电转换效率。由于石墨烯超低的电阻率,良好的稳定性以及优异的透光性能,期望在光阳极薄膜中引入石墨烯,提高电子传输能力。利用水热法合成长度为200~300 nm,直径为20 nm左右TiO_2纳米棒。TiO_2纳米棒与不同石墨烯质量含量复合,利用电流体动力学技术制备了呈多孔状态的石墨烯/TiO_2纳米棒复合薄膜。其中石墨烯的质量分数为3%的光阳极薄膜的DSSC的光电转换效率达4.23%,相对于无石墨烯掺杂的TiO_2纳米棒光阳极薄膜提高了36%。     

有缺陷的层状MoS_2复合TiO_2的光催化机理

采用第一性原理方法研究与有缺陷的层状MoS_2(d-MoS_2)复合后TiO_2的光催化性能增强的机理。结果发现,复合后体系更趋稳定。对TiO_2/d-MoS_2两相界面处的态密度和电荷差分密度进行分析,结果表明:复合后最低未占据分子轨道(LUMO)均由Mo4d轨道组成,最高占据分子轨道(HOMO)主要由S3p、O_2p轨道组成,电子由HOMO向LUMO跃迁。在光照射时,电子由TiO_2迁移到d-MoS_2,在界面处的d-MoS_2侧累积了多余的电子。电子在TiO_2与d-MoS_2之间的转移导致在界面间形成一个内极化电场,d-MoS_2的高电子传输性能使载流子很容易迁移,导致了光生电子和空穴的有效分离,有利于光催化性能的提高。     

H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2复合分子印迹材料的制备及光催化性能

因TiO_2降解污染物不具有选择性,因此利用分子印迹技术加以改性,采用溶胶-凝胶法制备了H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2复合分子印迹催化剂。利用XRD、TEM、PC对其进行了表征,并探讨了其对DBP和竞争污染物PNP的光催化活性和选择性能。结果表明:改性后复合材料晶型没有改变,且分散性较好,光生电子和空穴分离效率较高。当DBP:H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2=1:7时催化剂的光催化活性最好,对目标分子DBP的降解率最高可达95%;且在竞争污染物PNP与目标分子DBP同时存在的情况下,对目标分子DBP有较高的选择性吸附和选择性降解。     

（Dy_（0．65）Tb_（0．25）Pr_（0．1））_2（Fe_（1－x）A

报道了（Ｄｙ０．６５Ｔｂ０．２５Ｐｒ０．１）２（Ｆｅ１－ｘＡｌｘ）１７赝二元化合物的结构及居里温度随合Ａｌ量变化的一些观测结果，并运用Ｘ射线衍射强度理论，计算了该种化合物的衍射强度，确定了Ａｌ原子在晶体中所占的晶位，由此，定性地说明了居里温度升高的原因。     

PES/PBA共混体系的相容性及其结晶行为

采用溶液浇铸法制备了聚丁二酸乙二醇酯/聚己二酸丁二醇酯(PES/PBA)共混物,并使用偏光显微镜(POM)和差示扫描量热仪(DSC)等手段研究了PES/PBA共混物两种组分的相容性及结晶动力学。相分离形貌和玻璃化转变温度结果表明,PES/PBA共混物为热力学不相容共混体系。利用Avrami方程分别研究了共混物中两种组分的等温结晶动力学,并计算了相关的结晶动力学参数。PES的结晶速率随着PBA的增加而减小,Avrami指数基本不变;PBA的结晶速率也随着PBA含量的降低而减小,但其结晶机理不受共混比例的影响。     

八苄硫基四氮杂卟啉金属配合物的合成与表征

合成了2,3,7,8,12,13,17,18-八苄硫基四氮杂卟啉的Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)配合物,对其进行了元素分析、紫外可见光谱和红外光谱表征,并考察了配体及配合物的循环伏安性质,初步讨论了三个化合物电氧化还原的机理.     

热处理对Gd_(0.6)Dy_(0.4)Co_2和Gd_(0.6)Dy_(0.4)Co_(1.9)Al_(0.1)合金磁热性能的影响

用真空电弧熔炼炉制备Gd0.6Dy0.4Co2和Gd0.6Dy0.4Co1.9Al0.1合金,在900℃下进行4天、7天的热处理后,对其铸态和热处理态的相结构、居里温度、绝热温变、磁熵变等进行了研究。结果表明:经过7天的热处理后合金晶体结构基本变为单相GdCo2结构。热处理的结果使合金的最大绝热温变值比铸态合金有所升高,磁熵变值比铸态合金提高53.2%和33.1%,居里温度略有降低,说明热处理能有效提高该系列合金的磁热性能。     

Zr_（65）Al_（7．5）Cu_（15）Co_（2．5）非晶合金的玻璃转变和结果

采用差示扫描量热计（ＤＳＣ－７）研究Ｚｒ（６５）Ａｌ（７．５）Ｃｕ（１５）Ｃｏ（２．５）非晶合金的玻璃转变和晶化。通过测定不同加热速度（最大与最小加热速度差２５００倍）时的玻璃转变温度和结晶温度，给出了非晶合金的连续加热转变图和临界冷却速度，并根据Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ方法计算了玻璃转变和晶化的转变激活能。     

Effects of Si and Ce on the microstructure and hydrogen storage property of Ti_(26.5)Cr_(20)V_(45)Fe_(8.5)Ce_(0.5) alloy

In this paper, the effects of Si and Ce on the microstructure and hydrogen storage property of Ti26.5 Cr20V45Fe8.5Ce0.5 alloy were studied, respectively. First of all, effects of Si on the microstructure and hydrogen storage properties of Ti26.5Cr20(V45Fe8.5)1?xSixCe0.5 (x = 0, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 at%) alloys were studied by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and P-C isotherm measurements. As the Si addition increases, the hydrogen absorption capacities of alloys decrease but the equilibrium pressure increases, due to the formation of Laves phase. Secondly, the effect of Ce on Ti26.5Cr20 (V45Fe8.5)0.98Si2 alloy was studied. It was found that Ce addition is an effective way to eliminate the effect of Si on the hydrogen storage properties of the alloy.     

Dy_（0．65）Tb_（0．25）Pr_（0．1）Fe_x合金的显微组织和磁致

采用金相、Ｘ射线衍射、电子探讨显微分析、交流初始磁化率和标准应变测试技术研究了Ｄｙ０．６５Ｔｂ０．２５Ｐｒ０．１Ｆｅｘ合金的显微组织、居里温度和磁致伸缩．结果表明：合金的基体为ＭｇＣｕ２型立方结构的（Ｄｙ，Ｔｂ，Ｐｒ）Ｆｅ２相，当Ｘ≤１．８０时，第二相为富稀土相，当Ｘ≥１．８５时，为（Ｄｙ，Ｔｂ，Ｐｒ）Ｆｅ３ｅ相，合金的居里温度在１．８０≤Ｘ≤１．８５区间略有增加，当Ｘ＞１．８５时，变化很小．合金的磁致伸缩约在ｘ＝１．８０时呈现出一个峰值．     

（Dy_（0．65）Tb_（0．25）Pr_（0．1））_2（Fe_（1－x）

采用金相，Ｘ射线衍射，电子探针微区分析和振动样品磁强计等诸技术对（Ｄｙ＿（０．６５）Ｔｂ＿（０．２５）Ｐｒ＿（０．１））＿２（Ｆｅ＿（１－ｘ）Ａｌ＿ｘ）＿（１７）赝二元化合物的结构、居里温度、磁化强度及磁致伸缩等进行了研究．结果表明，当ｘ＜０．１５时，（Ｄｙ＿（０．６５）Ｐｂ＿（０．２５）Ｐｒ＿（０．１））＿２（Ｆｅ＿（１－ｘ）Ａｌ＿ｘ）＿（１７）化合物具有Ｔｈ＿２Ｎｉ＿（１７）型六方结构；当ｘ＞０．２５时，转变为Ｔｈ＿２Ｚｎ＿（１７）型菱形结构；在０．１５≤ｘ≤０．２５区间，Ｔｈ＿２Ｎｉ＿（１７）型和Ｔｈ＿２Ｚｎ＿（１７）型结构并存．该化合物的居里温度在ｘ＝０．２４附近呈现出一极大值，而磁化强度却在ｘ＝０．２５时呈现出一极小值．磁致伸缩的测量表明，该化合物的磁致伸缩与磁场呈线性关系，添加少量的Ａｌ（ｘ＝０．１０）对其影响不大．     

Single-negative properties of Ba_2Co_（1.8）Cu_（0.2）Fe_（12）O_（22） and Ba_3Co_2Fe_（23.4）Zn_（0.6）O_（41） hexagonal ferrites

The electromagnetic properties of Ba2Co1.8Cu0.2Fe12O22 (Co2Y) and Ba3Co2Fe23.4Zn0.6O41 (Co2Z) were studied by measuring microwave scattering parameters.In the transmission spectra of Ba2Co1.8Cu0.2Fe12O22,a forbidden band emerges due to ferromagnetic resonance,and the permeability will turn to negative in the vicinity of the ferromagnetic resonance frequency.In the complex permittivity spectra of Ba3Co2Fe23.4Zn0.6O41,the negative permittivity can be obtained due to dielectric resonance.Therefore,Co2Y and Co2...     

（溴甲基）甲基及二（溴甲基）芳烃的水解反应

探讨了２，６－二甲基萘和４，４′－二甲基联苯的芳环侧链甲基溴化产物在几种条件下的水解反应。结果表明：２，６－二甲基萘和４，４′－二甲基联苯的芳环侧链上一个甲基被溴化的产物的水解较容易进行，两个甲基被溴化的产物的水解反应性很小；增大水溶液中碱的浓度和使用相转移催化剂可以促进两个甲基被溴化的产物的水解反应。