用于烯烃复分解反应的钌茚基催化剂的合成研究进展

基于钌金属的烯烃复分解反应现今已成为一种至关重要且快速有效的催化反应类型,在聚合领域以及现代有机合成的应用方面起着改革性的推进作用。作为烯烃复分解反应催化剂的一种,钌茚基催化剂在该领域得到成功应用。结合近年来钌茚基催化剂在烯烃复分解反应中的合成研究进展,简述了其发展过程,介绍了该领域创新性的研究成果,重点论述了一些新型钌茚基催化剂的合成方法,并且探讨了辅助配体的结构对催化剂稳定性和活性的影响,最后对其发展方向以及应用前景进行了展望。     

熔盐电解制备Zr基低价金属氧化物担载铂催化剂催化氧化甲醇和CO

通过在700℃下的CaCl_2和NaCl混合熔盐中电化学还原ZrO_2制备得到了Zr的低价金属氧化物ZrO0.35,该低价金属氧化物作为铂催化剂载体催化甲醇显示了很高的催化活性和稳定性。分析了该催化剂的组成结构和电化学行为。结果显示,在酸性介质中该载体能够有效地提高铂纳米颗粒对甲醇和CO的催化活性。有两种机制可以解释其表现:一是电子协同效应,即Zr原子的电子转移到Pt原子,Pt与CO的相互作用力减弱,从而抑制了Pt中毒;另外一方面是Pt和金属载体的协同效应,它可以有效地移除和氧化CO的中间体。     

高纯ZnAl_2O_4纳米颗粒的制备及其微结构分析

将机械力化学与超声波化学相结合制备出高纯度、结晶性良好的尖晶石型ZnAl_2O_4纳米颗粒。分析了样品的表面形貌、晶体结构及微观结构。研究结果表明:当焙烧温度为600~900℃时,ZnO与γ-Al_2O_3固相反应制备出高纯度、结晶性良好的尖晶石型ZnAl_2O_4纳米颗粒。随着焙烧温度的升高,材料的致密度增大,结晶度提高,平均孔径依次增大,比表面积明显下降,孔隙率降低。     

杂多酸掺杂质子交换膜的制备、结构及性能

作为含有多金属氧酸Keggin分子构型的固体强酸,杂多酸(HPAs)具有优异的吸水性、质子传导性(cp)、机械、热及化学稳定性。HPA掺杂陶瓷或聚合物质子交换膜(PEMs)可以有效提高复合PEMs的亲水性、cp、燃料阻隔性、机械、热及化学稳定性,同时显著降低其cp及燃料阻隔性的温度与湿度依赖性。当HPA掺杂陶瓷时,两者之间的氢键作用导致HPA在基体中的流失率低、分散性强且掺杂量高,此时复合PEMs的cp(10~(-1) S/cm数量级)较基体PEMs(10~(-3)~10~(-2) S/cm)大幅升高;而当HPA掺杂磺化聚合物时,两者之间的静电排斥力造成HPA在基体中的流失率高、分散性差且掺杂量低,此时复合PEMs的cp(10~(-1) S/cm数量级)较基体PEMs(10~(-2)~10~(-1) S/cm)仅小幅升高。为了有效降低HPA在聚合物基体中的流失率,可以采用聚合物膜"三明治"状包覆复合PEMs、盐化HPA、改性基体或通过第三组分负载HPA以分别在HPA与基体或负载之间形成氢键或静电引力等手段;对于HPA的负载改性,由于陶瓷或聚合物负载在基体中易团簇,相应地HPA在基体中的分散性与掺杂量并未提高。有时采用HPA与吸水性较强的磷酸共掺杂陶瓷基体或负载,以协同提高复合PEMs的cp,然而效果并不显著。以上各种结构的HPA掺杂PEMs通常由溶液浇铸法、自组装法、溶胶-凝胶法及浸润法等制备;不同方法往往相互关联,即制备过程可能涉及两种或3种方法的耦合使用。改性HPA或其负载以显著提高HPA在磺化聚合物基体中的分散性与掺杂量,借此构建全新、高效的质子传输通道形态以实现复合PEMs的超高cp(100S/cm数量级),是今后PEMs技术的重点发展方向之一。     

预歧化处理的高性能锂离子电池SiO/C负极材料

以SiO和蔗糖为原料,SiO经高温歧化反应处理后,通过机械球磨、喷雾干燥、高温热解工艺制备出具有优异电化学性能的锂离子电池SiO/C负极材料。经XRD、FTIR、XPS、SEM、TEM结构分析表明,歧化反应处理的片状SiO包含非晶态SiO和纳米晶相Si、SiO_2,蔗糖热解形成的无定形碳包覆在细片状SiO的表面,组成球形SiO/C颗粒。电化学测试结果表明,预歧化处理的SiO/C复合材料的首次放电容量为1 314.6mAh/g,首次库伦效率达到71%;100周循环后的放电容量为851.2mAh/g,容量保持率达到78.5%,循环稳定性远高于未经歧化处理的SiO/C复合材料。电化学性能的提高归因于SiO预歧化反应及热解碳包覆。     

水泥回转窑一维数学模型研究进展及趋势

全面系统地综述了国内外水泥回转窑一维数学模型,重点介绍了传热模型、料床运动模型、煤粉燃烧模型和熟料矿物形成模型。应用MATLAB编程、求解,展示并分析了不同模型及关键参数对模拟结果的影响。在此基础上,展望了回转窑一维数学模型的发展趋势。     

自支撑氮掺杂石墨烯纸柔性电极的制备及其储锂性能的研究

以氧化石墨烯(GO)为原料,尿素为氮掺杂剂,采用固/气界面水热反应的方式,即在反应釜内将GO抽滤得到的氧化石墨烯纸(GOP)与尿素分解产生的氨蒸气相互作用,成功制备出自支撑氮掺杂石墨烯纸(NGP)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(RS)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试对样品进行形貌结构及电化学性能的表征。测试结果表明:水热条件下尿素能有效地实现氧化石墨烯纸的氮掺杂,氮掺杂量为7.89%;氮掺杂石墨烯纸在100mA/g和500mA/g的电流密度下,充放电循环100周之后,放电比容量可分别保持在288mAh/g和190mAh/g。采用改进的固/气界面水热反应法制备的氮掺杂石墨烯纸较未掺杂石墨烯纸可逆比容量提高了近2.5倍,具有良好的循环稳定性,可为制备高性能的柔性锂离子电池负极材料提供新方法。     

Er对原位ZrB2/A356.2复合材料组织与性能的影响

采用原位合成法制备ZrB_2/A356.2复合材料,研究了引入ZrB_2对A356.2铸态微观组织的影响以及不同Er含量对复合材料铸态微观组织及力学性能的影响。结果表明,引入ZrB_2后α-Al晶粒和粗大共晶Si发生略微细化,添加Er后α-Al晶粒细化明显,并且Er对共晶Si有很好的变质效果,α-Al由粗大树枝晶变为蔷薇状、球状,共晶Si从粗大的针片状变为细小的短棒状、球状,有效提高了复合材料的力学性能。当Er添加量为0.10%(质量分数)时,其细化变质效果最为明显,复合材料力学性能提高最为显著。     

单晶PZT-CFO铁电-铁磁复合纳米纤维的制备与磁学性能研究

以不同锆掺杂量的前钙钛矿结构钛酸铅和铁酸钴为原料,采用原位固相烧结法合成了一系列单晶锆钛酸铅-铁酸钴(PZT-CFO)复合纳米纤维。X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱分析结果表明,一维单晶PZT-CFO复合纳米纤维同时存在钙钛矿相的锆钛酸铅和尖晶石相的铁酸钴。高分辨透射电子显微镜研究证实锆钛酸铅和铁酸钴之间存在外延生长关系。采用振动样品磁强计对PZT-CFO复合纳米纤维的磁学性能进行测试,发现该复合纳米纤维具有明显的铁磁性能,其剩余磁化强度和矫顽力随着锆掺杂量的增加而增加。     

Diversity in Addressing Reaction Mechanisms of Nano‐Thermite Composites with a Layer by Layer Structure

The reaction mechanisms and microstructures of various layered nano‐thermite composites are investigated through characterization of their energetic properties. Migration of reactive components across the reaction zone is analyzed, which plays an important role in determining the process initiation, reaction propagation, and chemical stability at low temperatures. Distinct types of nanoparticles are deposited onto filter paper in a sequence, using the vacuum filtration method, which promotes intimate contact between neighboring reactive layers. Scanning Electron Microscopy (SEM) images demonstrate a well‐defined contact region between the two layers in the Al/CuO or Al/NiO composites. Differential Scanning Calorimetry (DSC) data shows that the thermite reaction occurs below the melting temperature of Al, resulting in rapid heat release, and improves reaction initiation. Elemental mapping results reveal the migration of Al, Ni/Cu, and oxygen before and after the thermite reaction, which is arranged during thermogravimetric analysis (TGA). This analysis indicates the dominant pathway of the thermite reaction in each composite, through either decomposition of the CuO nanoparticles in the Al/CuO composite or through direct migration of reactive components across the conducting surface within the Al/NiO composite.