FeO薄膜担载的Pt纳米粒子

研究了FeO/Pt(111)体系中FeO薄膜及其担载的Pt纳米粒子的制备和热稳定性。在Pt(111)表面制备出完整的单层FeO薄膜,并作为载体制备2~3 nm粒径均一且分散均匀的纳米Pt粒子,形成 Pt/FeO/Pt(111)模型催化剂。氧气气氛(1.1×10-6 mbar)以及不同温度的退火处理并不能有效地促进Pt粒子在FeO薄膜表面的分散,也不利于形成全同有恅的Pt纳米粒子阵列。单层FeO表面担载的Pt纳米粒子已能够符合相关模型催化剂研究工作的总要,将成为下一步的工作基础。     

CO和CO2 在UO2 (111)表面吸附和解离的第一性原理和分子动力学研究

基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算,在计算中加入Hubbard项进行校正,探究了CO和CO₂分子在UO₂ (111)表面的吸附和解离,分析了不同构型下的静态和动态吸附机理,吸附位点包括顶位、空位、桥位。在静态计算中,探究了吸附过程中多种吸附参数的变化,如吸附构型、吸附能、电荷转移等。利用第一性原理分子动力学（AIMD）,探究了特定构型下CO₂分子的解离过程及差分电荷密度变化。结果表明,CO分子的吸附可分为2种类型：（1）自发吸附,包括化学和物理吸附;（2）非自发吸附。CO₂分子的吸附仅表现为自发吸附的化学吸附及非自发吸附,无物理吸附。CO和CO₂分子的最优吸附构型均为短桥位垂直（B-short-Ver）吸附。此外,0 K下CO₂分子在UO₂ (111)表面的B-short-Ver和长桥位垂直吸附构型吸附后会自发解离。AIMD模拟结果表明,这2种构型在300 K下均发生解离。     

焙烧气氛对Pt/Al_2O_3催化氧化CO和C_3H_6性能的影响（英文）

使用Pt(NH_3)_2(NO_2)_2作为前驱体,通过过量浸渍法制备Pt/Al_2O_3催化剂,并将其在4种不同的气氛(H_2、O_2、NO或NH_3)中进行焙烧。利用N_2吸脱附、X射线衍射、程序升温还原(H_2-TPR)、CO脉冲吸附、CO原位漫反射傅里叶变换红外光谱(CO in situ DRIFTS)等手段对催化剂的物化性质进行了表征。结果表明:由于还原性焙烧气氛导致了众多小尺寸和高分散的Pt纳米颗粒的生成,经1%(体积分数)H_2/N_2焙烧的Pt/Al_2O_3表现出最佳的CO和C_3H_6催化氧化性能。     

聚苯胺增强 Pt / C 催化剂活性和稳定性研究

目的制备一种具有高稳定性和高催化活性的Pt/C@PANI"核/壳"结构催化剂。方法利用原位化学氧化聚合法制备聚苯胺修饰Pt/C@PANI"核/壳"结构催化剂,采用循环伏安加速寿命实验,结合电化学活性表面积、氧还原活性、X-射线光电子能谱和透射电镜,考察所制备催化剂的活性和稳定性,通过密度泛函理论探究PANI增强Pt/C催化剂活性和稳定性的量子化学本质原因。结果电化学测试表明, Pt/C@PANI催化剂的催化活性与聚苯胺包覆层含量和厚度密切相关,Pt/C@PANI(30%)催化剂具有最好的催化活性,其质量比活性和比表面比活性分别为商业化Pt/C催化剂的1.6和1.8倍。加速寿命实验表明,Pt/C@PANI(30%)催化剂具有很好的稳定性,经过1500圈CV扫描后,其电化学活性表面积仅下降了30%,而商业化Pt/C催化剂降低了83%。理论计算表明,PANI将电子转移给载体C,导致自身空穴增加,PANI部分氧化,导电性增强;PANI的存在使Pt/C@PANI体系的HOMO能级升高,减小了与氧气分子LUMO能级的差异,有利于电子从催化剂HOMO转移到氧分子的LUMO轨道,使得氧容易得到电子;PANI吸附后,Pt原子d带中心显著降低,利于中间物种的脱附,催化活性更高。结论 PANI包覆层抑制了Pt纳米粒子在载体表面的迁移、团聚长大和溶解/再沉积,有效地解决了Pt/C催化剂的Ostwald肿大,催化剂的活性和稳定性得到显著提升。     

化学气相沉积钨中氘热脱附特性的定量分析

利用不同升温速率的热脱附谱法(TDS)研究了化学气相沉积钨(CVD-W)经70 eV/D、1.3×10~(25) D/m~2的氘离子辐照后,样品中氘的热脱附特性。结果表明:在该实验条件下,CVD-W中氘滞留总量在10~(19) D/m~2量级;氘的脱附温度区间为400～800 K;脱附总量与升温速率呈负相关,且脱附温度区间会随着升温速率提高而向高温区漂移;CVD-W中氘的主要俘获位为位错或晶界,氘的脱附活化能为0.88 eV,缺陷激活能为0.81 eV。     

改性铁基磁性材料的制备及其对水中Cd(Ⅱ)的吸附

本文通过氨性浸出方式处理吸附Cd(Ⅱ)之后的零价铁材料(Fe≡Cd),使表面吸附的Cd(Ⅱ)脱附同时对材料改性,获得了一种新的改性铁基磁性材料(MFe)。基于紫外光谱、溶液化学和量子化学分析,证实了Fe≡Cd上的Cd(Ⅱ)与游离NH₃结合形成Cd-NH₃配合物从而实现脱附的可行性。结果表明：(NH₄)₂SO₄和NH₃·H₂O浸出可以有效脱附Fe≡Cd表面的Cd(Ⅱ)。脱附改性后材料的结构性质发生了明显改变,生成了大量吸附活性强的铁(羟基)氧化物,且—NH₂基团成功修饰在材料表面,为Cd(Ⅱ)提供了更多的吸附位点。改性磁性材料(MFe)对Cd(Ⅱ)的吸附量较Fe⁰(Q_e=23.5 mg/g)明显提升,达47.0 mg/g,且循环再生性能良好,可高效循环6次以上。     

超声法制备纳米Pt/MWCNT催化剂及其在CO2传感器上的应用

采用超声合成法制备了纳米铂/多壁碳纳米管复合催化剂(Pt/MWCNT),通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射(XRD)及电化学技术表征了该催化剂的性质.结果表明:纳米Pt均匀地镶嵌在MWCNTs表面,粒径为40±20 nm.该催化剂对CO2的还原呈现良好的催化作用,可用作制备CO2电化学传感器,CO2在纳米铂/多壁碳纳米碳管修饰玻碳电极上的还原电流响应(Pt/MWCNTs/GCE),分别在1～10 ppm和10～100 ppm两个浓度范围内呈良好的线性关系,检测限为1 ppm.     

Fe掺杂对质子交换膜燃料电池Pt/C催化剂性能的影响

用铁作掺杂元素,通过液相均相沉淀-气/固高温还原两段反应方法制备了碳载Pt-Fe合金催化剂,比较了3种不同Fe含量催化剂的电催化性能.采用X射线衍射和X光电子能谱技术研究了Fe掺杂对Pt/C催化剂晶体结构及表面元素存在形态的影响.结果显示:Pt-Fe/C催化剂比单一Pt/C催化剂有更小的晶格参数,其中Fe元素可能的存在形态应为与铂结合的合金态,但不排除表面存在部分氧化态.单电池放电稳定性实验表明:在200 mA·cm-2电流密度下放电时电池电压基本稳定,其中Pt与Fe摩尔比为1∶1时电极催化效果相应较好,但大电流密度放电时电池电压下降比单一Pt/C催化剂电极的快,这说明Fe的加入能提高催化剂的电催化性能,但阴极表面氧原子浓度较大时,Fe可能发生氧化而使得电极稳定性受到影响.     

热处理对Pt纳米线电催化性能的影响

采用阳极氧化铝(AAO)模板法电化学沉积制备了Pt纳米线催化剂,并进行了热处理。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试对热处理前后Pt纳米线催化剂的晶体结构、形貌和电催化性能进行了表征,并与商业碳载铂(Pt/C)做对比。SEM照片表明制备了表面粗糙的Pt纳米线。循环伏安法(CV)和计时电流曲线表明,Pt纳米线较Pt/C催化活性高,退火后Pt纳米线更利于甲醇氧化,且稳定性更好。旋转圆盘电极(RDE)测试研究发现,未经热处理的Pt纳米线催化剂氧还原反应(ORR)极化曲线的半波电势相对Pt/C有正移,有更大的极限扩散电流,利于氧还原反应的发生。     

磁控溅射PtSi／p-Si纳米薄膜组织结构的研究

采用磁控溅射方法在p-Si(111)衬底上淀积5nmPt膜，分别在350℃-600℃退火。原子力显微镜(AFM)观察和x射线光电子谱(XPS)分析表明，随退火温度的增加，平坦的薄膜表面变得粗糙，其相分布由Pt-Pt2Si-Ptsi变为Pt Pt2Si PtSi-Ptsi。     

Thickness effect on interdiffusion of Fe/Pt multilayers

The effect of thickness on interdiffusion in Fe/Pt multilayer thin films was studied using rapid thermal annealing. [Fe(1 nm)/Pt(1 nm)]₂₀ and [Fe(3 nm)/Pt(3 nm)]₁₀ multilayers were prepared via DC magnetron sputtering and subsequently annealed at temperatures of 523 K to 603 K in an argon atmosphere in an infrared lamp furnace for a very short time. X-ray diffraction yielded the interdiffusion coefficients from the slopes of the satellite peak versus annealing time. The temperature dependence of interdiffusion in the range of 523 K to 603 K can be described by D(t)=3.42×10⁻¹⁵ exp(−0.83 eV/k_BT) (m²/s) for [Fe(1 nm)/Pt(1 nm)]₂₀ and D(t) =7.85×10⁻¹⁶ exp(−0.62 eV/k_BT) (m²/s) for [Fe(3 nm)/Pt(3 nm)]₁₀. The activation energy Q=0.83 eV for [Fe(1 nm)/Pt(1 nm)]₂₀ is higher than that of Q=0.62 eV for [Fe(3 nm)/Pt(3 nm)]₁₀. This phenomenon suggests that the atoms in the thicker film can move more easily in the interface and the lattice, which results in lower activation energy and higher diffusivity.     

电化学法制备Fe/Pt多层膜的工艺研究

通过电化学沉积法制备Fe/Pt多层膜。分别以FeSO4.7H2O和H2PtCl6.6H2O作为Fe2+源和Pt4+源,配置Fe/Pt摩尔浓度比为100:1混合溶液,调整其pH值为2.5。然后以铂片为阳极,以纯铜片为阴极,接通脉冲电源,调节电位、换向时间等参数实现Fe、Pt的反复沉积,获得Fe/Pt多层膜。结果表明,变换富Fe层沉积电位对多层膜的表面形貌有一定影响。在富铂层沉积电位为-2V,沉积6min和富铁层沉积电位为-5V,沉积3min,循环4个周期得到的多层膜的Fe/Pt原子比接近3:1。将此多层膜在550℃热处理30min之后,其矫顽力从5.12kA/m增大至42.18kA/m,饱和磁化强度从43.1kA/m增大至459.1kA/m。     

The effect of multilayer structure on magnetic properties of FePt thin films

The Fe/Pt multilayer films with different structures were deposited by RF magnetron sputtering on glass substrates, and the L1₀-FePt films were obtained after theas-deposited samples were subjected to vacuum annealing at various temperatures. Results show that the Fe/Pt multilayer structure can effectively reduce the ordering temperature of FePt film, and the in-plane coercivity of [Fe (5.2 nm)/Pt (5.2 nm)]₇ multilayers can reach 161.2 kA/m after annealed at 350 ℃ for 30 min. When Fe and Pt layer thickness is equal, the coercivity of the film is the largest. On the other hand, the different Fe-Pt crystalline phases such as Fe₃Pt and FePt₃ phases are formed after annealing when the thickness ratio of Fe/Pt deviates from 1 after annealing. When Fe and Pt have the same thickness, the thinner single layer gets the lower ordering temperature and the larger coercivity.     

Effect of Annealing on the Morphology,Structure and Photoelectric Properties of AZO/Pt/FTO Trilayer Films

Aluminum-doped zinc oxide/platinum/fluorine-doped tin oxide(AZO/Pt/FTO) trilayer films were prepared by sputtering 5-nm-thick Pt layers and 150-nm-thick AZO layers in sequence on commercial FTO glass.The effects of onestep annealing and layer-by-layer annealing on the morphology,structure and photoelectric properties of the AZO/Pt/FTO trilayer films were comparatively analyzed.It is found that the both annealing approaches increased the grain size and improved the crystallinity of the films,leading to enhancement in transmittance and conductivity.However,layer-by-layer annealing led to the formation of quasi-continuous or continuous AZO layers,different from the sparsely distributed AZO particles brought about by one-step annealing,resulting in excellent optical and electrical properties.Specifically,after layer-by-layer annealing at 400 ℃ for both Pt and AZO layers,the AZO/Pt/FTO trilayer film showed an increase in average transmittance from 71.3% to 85.3% and a decrease in sheet resistance from 7.5 to 5.6 Ω/□,leading to the highest figure of merit of 3.64 × 10~(-2) Ω~(-1).     

Co在Pt（111）面上电结晶的STM及REM研究

采用０．０５ｍｏｌ／Ｌ Ｈ３ＢＯ３＋０．０１ｍｏｌ／Ｌ ＣｏＳＯ４溶液,在Ｐｔ（１１１）面上获得了电结晶Ｃｏ利用电化学扫描隧道显微镜（ＥＣＳＴＭ）及反射电子显微镜（ＲＥＭ）,观察了不同过电位时Ｃｏ的成膜过程,证实了Ｃｏ在Ｐｔ（１１１）面上的电结晶均为三维岛状生长方式。     

不同退火工艺Pt电极上沉积溶胶凝胶Pb(Zr,Ti)O_3薄膜的织构演化(英文)

利用溶胶凝胶工艺在Pt电极上沉积了PZT薄膜,选用传统退火及其快速退火工艺制备两种Pt基底(CTA-Pt和RTA-Pt),并采用X射线衍射广角及其ù扫描技术分别研究了Pt电极退火工艺对溶胶凝胶PZT结构及其织构演化的影响.研究结果显示:在传统退火工艺制备Pt电极上沉积的薄膜为(111)择优取向,而在快速退火工艺制备Pt电极上沉积的薄膜表现为(100)织构;分析表明PZT薄膜的织构演化可能与Pt电极在不同退火工艺下的内应力差异有关.     

离子束溅射制备Co／Pt多层膜的结构

采用高角Ｘ射线衍射（ＨＸＲＤ）和ＴＥＭ研究用离子束溅射（ＩＢＳＤ）技术制备的Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的晶体结构和显微组织形貌，结果表明：Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的晶体结构与Ｃｏ、Ｐｔ层厚度ｔＣｏ、ｔＰｔ密切相关。当ｔＣｏ＜ｔＰｔ＜２１０时，Ｃｏ、Ｐｔ层为共格ｆｃｃ结构，随ｔＣｏ、ｔＰｔ增加，逐渐向非共格关系转变，同时，Ｐｔ、Ｃｏ层晶格发生了严重畸变。ＴＥＭ发现Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的组织形貌明显受基底影响，与沉积在Ｓｉ基底表面上的Ｃｏ／Ｐｔ多层膜相比，沉积在ＮａＣｌ上的Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的晶粒出现择优取向且呈条纹状分布，晶粒明显粗化     

不同工艺制备的铁电薄膜底电极Pt／Ti

采用高真空电子束蒸与直流溅射在ＳｉＯ２／Ｓｉ基底上制备Ｐｔ／Ｔｉ底电极,对Ｐｔ／Ｔｉ在不同热处理温度下的结构与形貌进行对比研究。结果表明;由于采用不同的制备工艺,Ｐｔ晶粒在成核与生长方式上有所不同,导致了Ｐｔ薄膜在结构与形貌的差异。     

磁性Fe3O4/Pt复合纳米粒子的超声制备与表征

超声条件下,在乙醇分散的3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)功能化的磁性Fe3O4纳米粒子和氯铂酸的混合溶液中,滴加水合肼成功地制备了磁性Fe3O4/Pt复合纳米粒子。采用紫外吸收可见光谱(UV-Vis),电子能谱仪(EDS),透射电子显微镜(TEM),光电子能谱(XPS),超导量子干涉仪(SQUID)等方法对复合粒子的形态、结构、组成以及磁学性质进行了表征。结果表明:在此条件下制得的复合粒子粒度在50nm左右,室温下磁化强度可达17.2(A·m2)/kg。