La(H2O)3+10在蒙脱石(001)表面吸附的密度泛函计算

为研究蒙脱石(001)面与水合稀土离子La(H₂O)³⁺₁₀的相互作用对La(H₂O)³⁺₁₀在蒙脱石表面吸附的影响,分别计算了蒙脱石Na-(001)面(存在钠离子的面)和None-(001)面(不存在钠离子的面)与La(H₂O)³⁺₁₀相互作用的吸附能,距离最近的各原子的分态密度、电子转移以及作用强度。结果表明,存在Na离子的Na-(001)面吸附能更大,La(H₂O)³⁺₁₀在Na-(001)表面能更稳定的吸附。La(H₂O)³⁺₁₀的O_w(水合水分子中的氧原子)和Na-(001)表面的Na、None-(001)表面O_f(表层暴露出来的氧原子)和La(H₂O)³⁺₁₀的H_w(水合水分子中的氢原子) 存在一定的相互作用,La 原子转移到Na-(001)表面的电荷(0.44 e)大于None-(001)表面(0.16 e)。Na—O_w作用强度大于O_f—H_w,La(H₂O)³⁺₁₀在蒙脱石Na-(001)面的吸附强度比在None-(001)面更强,可推断层间Na离子增强了La(H₂O)³⁺₁₀在蒙脱石(001)表面的吸附强度。     

CO在Cu(100)表面最佳吸附位研究

采用密度泛函理论(DFT)对CO分子在Cu(100)表面上的吸附行为进行了研究。计算结果表明：顶位吸附和桥位吸附这两种模型中CO分子都倾斜地吸附在Cu原子上，其中顶位吸附的C-0键长(0．1155nm)和Cu—C键长(0．1840nm)与实验值符合得很好，而且C-O键长均比自由CO分子的C-O键长要长。说明Cu原子活化了CO分子。另外，顶位吸附时的体系能量较低，且有较大的吸附能，说明顶位吸附模型更稳定，所以CO很可能采用顶位吸附模型。从Mulliken轨道分布数据可以看出Cu原子上的σ电子向Cu原子的4p轨道和O原子的2p轨道转移，从而CO分子上的电子云会发生重排，组成新的轨道，所以CuCO就会形成弯曲结构。     

氧化亚钴表面CO活化解离反应机理的DFT计算

本文使用密度泛函理论计算在原子尺度上研究了氧化亚钴表面合成气(H₂+CO)的吸附情况以及CO的H辅助活化解离过程。对氧化亚钴的表面几何结构及其表面CO活化的可能反应机理进行了系统研究。吸附计算结果表明相比于Co O的三个晶面,金属Co(10-11)有着对CO、H和表面CH_x物种更强的吸附;反应机理的计算结果表明当CO吸附在Co O(200)表面后可以通过H辅助路径进行活化解离,微观动力学结果揭示了CO解离过程中表面物种的覆盖度。本文为进一步研究钴基费托合成催化剂的催化性能提供了理论依据。     

低温燃烧法制备纳米La2O2CO3

采用低温燃烧合成法,以尿素为燃烧剂,以聚乙二醇为活化剂,加入少量的柠檬酸做引发剂,通过与硝酸镧反应制备碳酸氧镧,以XRD、TG-DTA、TEM等分析手段进行表征,系统考察焙烧时间、焙烧温度等工艺参数对最终产物的组成和粒径的影响,确定最佳的工艺条件.实验结果表明,以尿素为燃烧剂制备纳米碳酸氧镧是可行的,制备碳酸氧镧的最佳...     

NiM双金属和γ-Al2O3的相互作用及对CO2吸附的影响

用密度泛函理论(DFT)研究了单金属Ni2及NiMn,NiFe,NiCo和NiCu四种双金属与γ-Al2O3之间的相互作用及其对CO2吸附的影响.通过计算NiM在MgO上结合能、电子结构以及CO2在NiM/γ-Al2O3上的吸附能发现:NiM和γ-Al2O3之间的作用是电子的,NiM和γ-Al2O3之间电子的转移数以及NiM的d-带中心的变化能表现了NiM和γ-Al2O3之间相互作用的强弱;NiM和γ-Al2O3之间相互作用的强弱直接影响催化剂对CO2的吸附能力,相互作用越强,CO2的吸附越强;除了NiCu/γ-Al2O3,其他三种负载型双金属对CO2的吸附能力均强于负载的单金属Ni催化剂,其中,NiFe/γ-Al2O3对CO2的吸附能力最强.     

Na2CO3/γ-Al2O3吸附剂对SO2吸附性能的研究

用浸渍法制备了 Na2 CO3 /γ- Al2 O3 吸附剂 ,考察了 Na2 CO3 含量、焙烧温度和吸附温度对 Na2 CO3 /γ- Al2 O3 吸附剂 SO2 吸附性能的影响 .结果表明 :Na2 CO3 含量从 4%增加到 2 0 %时 ,穿透时间和硫容在 1 6%时出现峰值 .未经焙烧的吸附剂穿透时间和硫容都比较低 ,较理想的焙烧温度为 30 0℃～ 40 0℃ .吸附温度对 SO2 吸附性能的影响明显 ,在室温下吸附时 ,穿透时间和硫容都较小 ,适宜的吸附温度为 1 2 0℃～ 1 60℃ .     

N_2O在Rh(100)表面吸附机理的量子化学研究

在对三效催化剂(TWC)表面N2O的催化反应实验及理论研究的基础上,选用了在过渡金属催化体系量子化学理论研究中常用的密度泛函方法,采用CASTEP计算程序,交换相关函数采用PW91函数,计算了N2O在催化剂Rh(100)面上的化学吸附。计算结果显示:通过对N端吸附位和O端吸附位的N-N、N-O、Rh-N、Rh-O等键长和吸附能的比较,说明NO最有可能发生的是N端顶位吸附。     

CaSO4表面吸附CH2O2机理的密度泛函研究

基于密度泛函理论的第一性原理优化了CaSO4 (100),(010)和(110)晶面结构,计算了晶面与CH2O2反应吸附能,得出(010)晶面能量最低,吸附最为稳定,发生了化学吸附.通过对CH2O2吸附方式的假设和计算,发现最佳吸附方式为CH2O2分子C=O结构中的氧原子被晶面(010)上的钙原子的垂直吸附,且为化学吸附.吸附机理主要表现为CH2O2中羧基的O原子的2p轨道和H原子1s轨道中的电子向晶体表面(010)上Ca原子的3d轨道发生了转移,从而形成杂化轨道.     

La_2O_3对氧化铝陶瓷机电性能的影响

研究了La2O3添加对氧化铝基板性能的影响。结果表明,0.5%La2O3的引入,可使陶瓷基板抗折强度的分散性得到明显改善,并使抗折强度得到明显提高,但对电性能无明显影响。     

Molecular and dissociative adsorption of a single water molecule on a β‐dicalcium silicate (100) surface explored by a DFT approach

The adsorption of water on a C₂S surface initiates belite to hydrate. In the present work, the adsorption behavior of single water molecule on a β‐C₂S (100) surface is explored using density functional theory (DFT) due to the lack of alternative approaches for direct observation. Four possible calcium atom sites on the β‐C₂S (100) surface slab are considered in our calculations. The results show that water can adsorb on the 2 five‐coordinated calcium sites only via molecular adsorption with adsorption energies of 0.59 and 0.85 eV, respectively, but can dissociate on the other 2 six‐coordinated calcium sites with higher adsorption energies of 0.96 and 0.99 eV, respectively. The energy barriers to the dissociative adsorption of water at the Ca(III) site(0.10 eV) is much lower than that at the Ca(IV) site, indicating that water prefers to adsorb and dissociate on Ca(III) sites. The dissociative adsorption of water causes more obvious surface calcium shifts and Si–O bond length increases than molecular adsorption. The dissociative adsorption of a water molecule changes the electron distribution, and the overlap between Ca 2p and O 2s orbitals leads to new Ca–O bond formations.     

MgO/La2O2CO3催化剂上的低温甲烷氧化偶联

共沉淀法制备的MgO/La2O2CO3催化剂使甲烷氧化偶联(OCM)在炉温460℃时开始反应,且使反应在50℃炉温下至少24 h。助剂Ni的加入降低了起始和最低反应温度,使催化剂在380℃的炉温下开始反应,之后在无热源的情况下可使反应至少24 h。助剂Zn的加入提高了反应活性,使C2的选择性提高了6%,但同时对低温反应不利,反应在炉温100℃下6 h后自动停止。OCM体系中的强放热反应为OCM温和反应提供了热源。催化剂中的La2O2CO3是维持低温甲烷氧化偶联反应的关键H活性组分。     

IR transmission prediction,processing, and characterization of dense La2Ce2O7

High-throughput computation, based on density functional theory (HT-DFT), is used to predict the bounds for optical transparency, from the ultraviolet to the infrared, for materials in the pyrochlore family. The HT-DFT approach adopted here uses an initial screening from Materials-Project database, with millions of calculated properties. Band gaps and phonon spectra were calculated from selected pyrochlore crystal structures taken from the Materials Project database. Short and long wavelength bounds for optical transparency were calculated for chemistries with stable, cubic structures. The calculations predict that La₂Ce₂O₇ has one of the broadest range of transparency for the pyrochlore family. Based on these calculations, dense polycrystalline samples of La₂Ce₂O₇ were produced by sintering and hot-isostatic pressing. Transparency was characterized by methods that did not require large samples with high optical quality, obtaining 7.15 and 7.5 µm at 95% and 90% normalized transmittance, respectively. Bandgap calculations suggest a lower bound of UV transparency cut-off of 0.3 µm. The infrared wavelength cut-off is higher than that reported for other pyrochlores, and higher than for yttria, zirconia, or other common infrared transparent ceramics. We discuss our prediction and characterization methods as well as the suitability of pyrochlores for mid- and far-infrared optical applications.     

应用于低温共烧陶瓷元件的La2O3-B2O3-TiO2玻璃和BaNd2Ti5O14陶瓷基复合材料

由BaNd2Ti5O14陶瓷和无铅稀土硼玻璃(LBT)合成的玻璃陶瓷复合材料可以用于制备低温共烧陶瓷元器件(LTCC).本研究对这种玻璃陶瓷复合材料进行了检测,并分析探讨了它的相对密度、收缩率和微波介电特性(εr,Q×f0).低温烧结体呈现出可应用的特性,即相对密度高,超过85%,介电常数εr为13～20,Q×f0为2000～10000.结果显示,这种复合材料在制备高频低温共烧陶瓷元器件方面有很好的应用前景.     

SCR反应过程中NO/NH3在γ-Al2O3表面吸附特性

采用密度泛函理论（DFT）方法研究了NO和NH₃在完整和有缺陷的γ-Al₂O₃（110）表面吸附与SCR（选择催化还原）反应特性。研究表明,NO在完整的（110）表面的吸附作用较弱,而NH₃分子的吸附作用较强,NH₃分子在Al原子顶位可形成稳定吸附。反应路径研究结果表明完整的（110）表面上SCR反应的决速步为-NH₂NO基团的分解,反应的最大能垒为235.75 kJ·mol^-1。对于产生氧空穴的有缺陷（110）表面,NO和NH₃均可稳定吸附,NH₃在吸附过程中可直接裂解成NH₂和H。另外,SCR反应在有缺陷（110）表面的最大能垒明显较低,说明氧空穴的存在促进了SCR脱硝反应的进行。     

La2O3-ZnO-TiO2光催化降解活性艳红及其动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3（0．5％）-ZnO（20％）-TiO2光催化剂（LZT）,在自制的光催化反应器中,以20W紫外灯为光源,考察了通气量、pH、LZT投加量、溶液初始浓度等对光催化降解活性艳红K-2BP的影响规律。结果表明,当通气量为800mL·min^-1,pH为3．12,催化剂投加量为4．0g·L^-1,溶液初始浓度为65mg·L^-1,光照60min时,活性艳红K-2BP的降解率可达100％,反应速率常数较光致反应高一个数量级。在初始浓度低于100mg·L^-1时,降解过程显著表现为一级反应,并可用Langmuir—Hinshelwood动力学方程描述。     

不同水热条件下氧化镧的制备和表征

以硝酸镧溶液为原料,以聚乙二醇800为分散剂,用六次甲基四胺作沉淀剂,经水热反应制取前驱体,再经焙烧制得纳米氧化镧。考察了不同水热条件,如水热温度,反应时间,前驱物浓度和冷却方式对制备产品形貌的影响,采用XRD和TEM对粉体进行了表征。结果表明,氧化镧颗粒随着水热温度的提高,反应时间的增长以及前驱物浓度的提高而逐渐长大,团聚现象逐渐加剧;自然冷却方式较之骤冷的方式更加有利于形成小颗粒的氧化镧产品。     

稀土La2O3掺杂纳米TiO2复合光催化剂的制备与表征

以Ti（OBu）4、La2O3为原料,采用溶胶凝胶法,制备出稀土La2O3掺杂纳米TiO2复合光催化剂,并用SEM、XRO等手段对样品进行了表征。结果表明,所制的稀La2O3掺杂纳米TiO2复合光催化剂样品为球形颗料,TiO2为锐钛矿型,粒径在30nm左右。