基于SnO_2/Sn/CH_4两步法生产太阳能燃料的热力学研究

SnO_2/Sn甲烷还原及水分解的太阳能燃料转换方法,有还原温度低、燃料选择性高、操作范围广的特点。运用HSC化学热力学软件对SnO_2/Sn甲烷太阳能燃料化的循环进行了计算与分析,研究了还原温度、反应物配比、还原反应器中气体压力对生成物质组分、燃料能量升级因子和能量转换效率的影响。结果表明,CH_4的引入可降低SnO_2的还原温度,还原温度高有利于反应进行;高压力(p)使SnO_2还原温度提高并降低能量升级因子及太阳能燃料转换效率;温度低有利于水氧化反应的进行,过大的X(H_2O/Sn摩尔比)会降低太阳能燃料转化效率。在p=0.1 MPa,R=2,X=2,T_(red)=1 260℃,T_(oxi)=25℃时可获得最大的太阳能燃料转化效率0.50。     

磷灰石型富轻稀土铈族Lessingite的晶体结构

空间群为C_2~2-P2_1。α=9.6283A,b=9.6305A,c=7.0495A,γ=120.02°。用Patterson函数方法确定了全部重原子的坐标。并通过二维及三维电子密度的计算,测定了其它原子的坐标。T_R及Ca原子在赝P6_3/m的6h及4f等效点系位置作无序分布。由磷灰石的P6_3/m降低至Lessingite的P2_1群,主要是由于7角与9角多面体的畸变引起Si原子、O原子及F原子偏离6h、12i及2α等效点系所致,而一定量的T_R对磷灰石中Ca的置换,使T_R与Ca在6h及4f上作无序分布,又可能是7角与9角多面体畸变的原因。这对了解作为激光工作物质中一类重要晶体——磷灰石类的组成与结构的特征以及稀土元素的分布及其晶体化学规律是很有意义的。     

一维NiⅡ配合物的合成、结构及热稳定性

在甲醇-水溶剂中,用四溴代对苯二甲酸(H2TBTA)、1,3-二(4-吡啶基)丙烷(BPP)、硝酸镍为原料合成了一维链状配合物[Ni(BPP)2(TBTA)(H2O)2]n。该配合物晶体中NiII金属离子与两个BPP的两个N原子、两个H2TBTA中的两个羧基O原子及两个水分子中的O原子配位,形成六配位的变形八面体结构。晶胞参数:三斜晶系,P-1空间群,a=9.444(5),b=9.602(5),c=11.356(6),V=882.2(8)3,Z=1,Dcalc=1.828 mg/mm3,R1[I>2σ(I)]=0.0329,wR2(all data)=0.1058。对晶体进行热稳定性分析表明:配合物在122℃以下稳定性良好。     

新型镍配合物[Ni(C14H12N2)（H2O）（HCO2）2]·H2O合成及结构

溶解2,9’-二甲基邻菲咯啉的15ml乙醇水溶液中(v/v=2:1)加入新制备NiCO3沉淀,搅拌下再滴加入1.0mol/L的甲酸液,该溶液室温下静置缓慢蒸发5天,得到绿色块状的[Ni(C14H12N2)(H2O)(HCO2)2].H2O晶体。单晶X-射线衍射分析表明,该配合物晶体属三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数为:a=7.399(2),b=10.373(2),c=11.442(2),α=82.42(3)°,β=81.77(3)°,γ=76.10(3)°,V=839.3(3)3,Z=2,C16H18NiN2O6,Mr=393.01。最后残差因子R1=0.0353,wR2=0.0835。中心金属离子Ni与邻菲咯啉配体的2个N原子及一个甲酸根中的2个O原子螯合形成八面体赤道面,轴向与结晶H2O与另一个甲酸根中的2个O原子与形成NiN2O4畸变八面体配位结构。     

一种铜配位聚合物[Cu(C_6H_4NO_2)(μ-Cl)]_n的合成、晶体结构及热稳定性

以止血环酸和2-吡啶甲醛为反应底物,采用溶剂热法,合成了一种新颖的配位聚合物[Cu(C6H4NO2)(μ-Cl)]n(C6H4NO2H=2-吡啶甲酸)。利用红外光谱、X-射线单晶衍射、热重分析对配合物结构进行了表征。结果表明:配位聚合物为四方晶系,空间群为P 42/n,晶胞参数:a=9.774(4)?,b=9.774(4)?,c=15.029(6)?,V=1435.7(11)?3,Z=16。在配位聚合物中,每个Cu2+离子与来自两个2-吡啶甲酸的3个O原子和1个N原子及2个Cl原子配位形成畸变的八面体构型。此外,每2个Cu2+通过2个Cl原子桥联形成二维网格状结构,层与层之间又通过π-π堆积和氢键作用,把二维网格状结构进一步堆积成三维超分子结构,从而更加稳定了晶体结构。     

配合物[Co(C_9H_6NO)_3]·C_2H_5OH的醇热合成与表征

采用醇热合成法合成了标题化合物[Co(C9H6NO)3]·C2H5OH,测定了其晶体结构,晶体属于单斜晶系,P21/n空间群,晶体学参数为:a=1.1268(2)nm,b=1.3034(2)nm,c=1.6606nm(3),β=94.15(1)°,V=2.4325(8)nm3,Z=4,Dc=1.468Mg/m3,F(000)=1112。配合物中有三个N原子和三个O原子与中心离子Co(Ⅲ)配位,形成畸变的八面体配位环境。配合物通过分子间氢键作用与溶剂乙醇分子形成二维超分子的晶体结构。     

配合物[Co(C_9H_6NO)_3]·C_2H_5OH的醇热合成与表征

采用醇热合成法合成了标题化合物[Co(C9H6NO)3]·C2H5OH,测定了其晶体结构,晶体属于单斜晶系,P21/n空间群,晶体学参数为:a=1.1268(2)nm,b=1.3034(2)nm,c=1.6606nm(3),β=94.15(1)°,V=2.4325(8)nm3,Z=4,Dc=1.468Mg/m3,F(000)=1112。配合物中有三个N原子和三个O原子与中心离子Co(Ⅲ)配位,形成畸变的八面体配位环境。配合物通过分子间氢键作用与溶剂乙醇分子形成二维超分子的晶体结构。     

配合物[Co(C9H6NO)3]·C2H5OH的醇热合成与表征

采用醇热合成法合成了标题化合物[Co(C9H6NO)3]·C2H5OH,测定了其晶体结构,晶体属于单斜晶系,P21/n空间群,晶体学参数为:a=1.1268(2)nm,b=1.3034(2)nm,c=1.6606nm(3),β=94.15(1)°,ν=2.4325(8)nm3,Ζ=4,Dc=1.468Mg/m3,F(000)=1112.配合物中有三个N原子和三个O原子与中心离子Co(Ⅲ)配位,形成畸变的八面体配位环境.配合物通过分子间氢键作用与溶剂乙醇分子形成二维超分子的晶体结构.     

锌配合物{[Zn_(1.5)(tttmb)(Hbptc)]·H_2O}_n的合成和晶体结构

合成了新颖的配合物{[Zn_(1.5)(tttmb)(Hbptc)]·H_2O}_n,属于四方晶系,P4_32_12手性空间群,Flack常数0.000(11),晶胞参数:a=14.296(2)A,b=14.296(2)A,c=33.755(7)A,α=90.00,β=90.00,γ=90.00,V=6889.2A~3,Z=4,D_(calc)=1.607 g·cm~(-3),u=1.126 mm~(-1),F(000)=3424,R_1=0.0371,wR_2=0.0894.在其结构单元中,Zn原子与两个Hbptc~(3-)配体及两个tttmb配体配位,形成四配位的扭曲四面体,羧酸配体Hbptc~(3-)连接Zn原子形成小鸟状的二维结构,而tttmb沿c轴方向与Zn原子形成左手螺旋链并相互连接形成3D结构框架,最后,Zn~Ⅱ/Hbptc~(3-)嵌入到三维Zn~Ⅱ-tttmb框架中形成三维微孔的网络结构。     

SnO/SnO_2异质结光催化材料性能研究

SnO_2在常温下禁带宽度为3.6eV,是一种具有紫外光响应的N型半导体,在光催化领域具有良好的应用前景;而SnO是一种典型的P型半导体材料,具有很大的空穴迁移率,是一种极具研究前景的光催化材料。通过简单的水热法制备了不同比例复合SnO/SnO_2异质结材料。采用XRD、SEM、TEM和UV-Vis等对样品进行了系统表征,并考察了材料对甲基橙(MO)的光催化降解性能。XRD和TEM分析结果表明,复合材料是由约5nm的纳米晶粒组成。UV-Vis测试结果表明,SnO/SnO_2异质结复合材料禁带宽度变小。光催化实验表明,复合材料在可见光区仍具有良好的光催化性能。     

C_3A的结构及水化过程

该文综述了国内外学者对C3A结构和水化过程的研究结果。纯的C3A不表现为多晶相,它属于立方晶系,晶胞常数为a=1.5263nm,空间群为Pa3,配位数是24,晶胞结构是由Ca2+和呈环形连接的6个AlO4四面体(分子式为Al6O1818-)构成的,并且这些环形是高度折叠的,铝原子位于立方晶胞的六个顶角附近的位置。熟料中的C3A通常结晶细小,且与枝晶铁相紧密结合,当它形成大结晶颗粒时,趋向于为等轴晶。C3A的水化迅速,其水化产物的组成与结构受溶液中氧化钙、氧化铝离子浓度和温度的影响很大,水化过程主要分为3个连续的过程。     

配合物Ni(C_6H_6NO_3S)_2(H_2O)_4的合成、表征及热稳定性

用常温挥发法合成了一个新颖的单核配合物Ni(C6H6NO3S)2(H2O)4,并利用红外光谱、元素分析、热重分析及X-射线单晶衍射法对其结构进行了表征。结果表明,该配合物晶体属于单斜晶系,P121/n1空间群,晶胞参数为:a=1.191 2 nm,b=0.633 nm,c=1.224 nm,β=108.936°,Z=2,R1=0.027 1,wR2=0.100 7。在标题配合物中,每个Ni2+与4个H2O分子的氧原子及来自两个邻氨基苯磺酸的两个氮原子配位,形成一个畸变的八面体构型。在该配合物中,磺酸基的氧原子没有配位,这表明在该体系下,H2O的配位性能优于磺酸基氧原子。     

2-氧-1（4H）-吡啶氮乙酸钴配合物{[Co（2-OPA）2（4，4’-bipy）（H2O）2]·6H2O}n的合成和结构

合成了一个新的配位聚合物{[Co（2-OPA）2（4,4’-bipy）（H2O）2]·6H2O}n（2-OPA-为2-氧-1（4H）-吡啶氮乙酸钴,并对其进行了元素分析、IR光谱和单晶X射线的表征。该晶体属三斜晶系,空间群为PL晶胞参数为a=0．85666（17）nm,b=0．85958（17）nm,c=1．1422（2）nm,α=69．64（3）°.β=68．35（3）°,γ=74．88（3）°。V=0．7244（3）nm^3,Z=1,最终R=0．0644,wR=0．1598。每个钴原子位于反演中心具有六配位八面体的构型,分别与2个不同的2-OPA^-配体中的羧基氧原子和2个配位水分子中的氧原子,以及4,4’-bipy配体中的两个氮原子配位,形成了一维线性链结构,相邻的Co…Co原子之间的距离为1．1422（2）nm。     

以解热镇痛药酮洛芬为配体合成钴配合物的晶体结构及表征

以解热镇痛药酮洛芬为配体构筑了钴的配合物,并通过元素分析、红外、单晶X射线衍射仪对该配合物的结构进行了表征。配合物[Co（C16H13O3）2（H2O）4]·H2O属于三斜晶系,空间群为p-1,a=8．5966（17）A,b=8．8939（18）A,c=21．872（4）A,α=92．08（3）°,β=99．69（3）°,γ=108．92（3）°。两个分子中每个钻原子位于反演中心,分别与两个酮洛芬配体中的两个羧基氧原子以及四个水分子中的四个氧原子配位,具有正八面体配位构型,且由分子内氢键和分子间氢键形成了三维氢键超分子网络结构。     

表面引发AGET ATRP原位聚合法制备Fe_3O_4/PGMA复合纳米粒子

以多元醇还原法制备亲水性超顺磁四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子,并利用表面引发电子活化再生原子转移自由基聚合(SI-AGET ATRP)法,制备了Fe3O4/聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(Fe3O4/PGMA)磁性复合纳米粒子。研究了原位聚合过程中还原剂异辛酸亚锡(Sn(EH)2)用量对PGMA接枝量和复合纳米粒子磁性能的影响。结果表明:Sn(EH)2在0.005~0.03 mmol时,聚合物接枝量随着Sn(EH)2用量的增大而增加;当Sn(EH)2用量大于0.15 mmol时,PGMA接枝量先增大后减少。磁性能研究表明,复合纳米粒子在室温下具有超顺磁特性,其饱和磁化强度从改性前的Ms=73 emu?g?1降低到Ms=1 emu?g?1。     

有机锡化合物[(o-ClC6H4CH2)3Sn]2O的合成、表征及晶体结构

合成了有机锡化合物[(o-ClC_6H_4CH_2)_3Sn]_2O,通过元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征。用X-射线单晶衍射测定了该化合物的晶体和分子结构。化合物晶体为三斜晶系,空间群P墿,a=10.319(3),b=11.073(4),c=11.110(4),α=118.278(4)°,β=104.898(4)°,γ=99.573(4)°,V=1016.6(6)3,Z=1,Dc=1.644Mg/m3,μ=1.655mm-1,F(000)=498,R=0.0305,wR=0.0734。锡原子呈畸变四面体构型。     

旋涂热解结合快速退火制备SnS薄膜及表征

使用一种简单的旋涂热解法结合快速退火,在空气中以载玻片玻璃和FTO为衬底,在热解温度分别为280、320、360℃的条件下制备了一系列具有高化学计量比的硫化亚锡薄膜,并采用元素分析、X射线衍射分析、拉曼光谱分析、场发射扫描电镜分析、紫外可见近红外分析等表征方法,对以上温度所制备硫化亚锡薄膜的Sn/S原子比、薄膜晶相、表面和断面形貌、紫外光区至近红外光区的光吸收做了系统研究。结果表明,在320℃的热解温度和10 min的热解时间条件下,获得的硫化亚锡薄膜中Sn/S的原子比达到1/0.99,直接禁带宽度达到1.46 e V,与太阳能电池吸收层1.50 e V的最佳禁带宽度非常接近。使用该法制备的高化学计量比的硫化亚锡薄膜,在太阳能电池吸收层材料领域具有重要的潜在应用价值。     

钴(Ⅱ)配合物[Co(2,2′-bipy)2(NO3)]2SO4·(H2O)5的水热合成和晶体结构

以2,2′-联吡啶和硝酸根为混合配体,通过水热反应合成了一个新的钴(Ⅱ)配合物[Co(2,2′-bipy)2(NO3)]2SO4·(H2O)5,用元素分析、红外光谱、X-射线单晶衍射表征了配合物的结构.标题配合物晶体属单斜晶系,P2(1)/n空间群,晶体学参数:a=0.709 32(9) nm,b=1.952 8(2) nm,c=1.684 1(2) nm,β=96.835(2)°,V=2.316 1(5) nm3,Z=2,D=1.495 g/cm3.配合物中每个钴(Ⅱ)离子与两个2,2′-联吡啶分子中的4个N原子、1个硝酸根的两个O原子形成六配位的变形八面体结构.     

CH3Cl在ZnO(001)和ZnO(100)表面吸附的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理方法,建立ZnO(100)和ZnO(001)表面的吸附模型,计算了吸附能、电荷密度、态密度以及过渡态等参数,研究了CH3Cl在ZnO不同表面、不同位点、不同吸附方式的吸附情况。结果表明,CH3Cl在ZnO(100)和ZnO(001)表面的吸附过程均为化学吸附。当CH3Cl整体吸附时,CH3Cl分子中的Cl原子可以与ZnO表面的Zn(2a)原子生成Zn-Cl键,CH3Cl在ZnO(100)表面的吸附能比在ZnO(001)表面的吸附能更低(-0.57 eV vs. -0.42 eV),体系更稳定;并且CH3Cl在ZnO(100)面吸附后,Cl原子的3p轨道态密度峰向左移动,且靠近费米能级处的峰值降低,表明Cl原子在吸附过程中提供电子,与Zn形成更稳定的相互作用。当CH3Cl解离吸附时,甲基自由基中的C原子可以分别与ZnO(100)表面的O(2a)和O(3a)吸附,CH3Cl解离吸附在Zn(2a)和O(2a)原子处的吸附能为-1.09 eV,在费米能级左侧O 2p轨道和C 2p轨道存在3个共振峰,证明C原子和O原子有较强的相互作用,而在Zn(2a)和O(3a)原子处的吸附能为-1.02 eV,且费米能级右侧O 2p轨道和C 2p轨道存在1个共振峰,表明C和O原子存在反键作用。过渡态的计算结果表明,CH3Cl解离吸附在Zn(2a)和O(2a)位点的过渡态能垒比在Zn(2a)和O(3a)位点更低(1.69 eV vs. 2.06 eV),因此CH3Cl解离吸附反应倾向于在ZnO(100)表面上相邻的Zn和O原子之间发生。     

(锶)闪叶石的晶体结构

空间群为 C_(2h)~3—C2/m。晶胞参数:a=19.267(5)A;b=7.079(2)A;c=5.385(7)A;β=96.83(2)°。用Patterson法测定了晶体结构,对原子座标、各向同性及各向异性热参数进行了最小二乘方修正。R_(hkl)=0.0561。Ti在(锶)闪叶石中具有两种结晶学位置:与Na、Mn成置换型原子的Ti处于八面体内,而与Fe~(3 )、Mg置换的Ti原子则处于5-配位斜方角锥体内。Ti 原子的这种结晶化学位置,在硅酸盐矿物中极为少见。结构中Ti-O斜方角锥体与Si-O四面体组成络阴离子网层,Ti起着类似Si的作用。在同一结构中,Ti表现出这种结晶化学上的双重作用,(锶)闪叶石是比较典型的一个例子。(Sr,Ba)原子处于8-配位畸变立方体中,起到将阴离子结构基因{(Na,Ti)_6Na_2(TiO_2)_4[Si_2O_7]_4}_(∞∞∞)~(8-)连结的作用。