N-亚硝基苯胲铵在钛铁矿表面的吸附特性研究

以N-亚硝基苯胲铵在钛铁矿表面的吸附特性为研究对象,考察药剂pH值、药剂浓度、矿浆温度对吸附动力学及热力学的影响.动力学研究结果表明,N-亚硝基苯胲离子在钛铁矿表面的吸附动力学符合准一级动力学方程,矿物表面活性质点在矿物表膜中的扩散是吸附过程的控制性步骤.吸附热力学研究结果表明,药剂吸附符合Langmuir单分子层吸附模型,吸附过程的ΔG~θ随温度上升而降低,但随药剂浓度的增加而增加.平均吸附能结果表明,在所研究的条件下药剂在钛铁矿表面的吸附属于离子交换吸附模式.     

金红石型TiO_2(110)表面甲醇氧化机制的理论模拟

基于第一性原理计算,详细研究了完美的金红石型Ti O2(110)面上CH3OH转化为HCOOCH3的氧化机制。计算所得的基元反应的能垒证实了CH3OH在Ti O2(110)表面上经过脱氢和耦合反应生成了中间物CH3OC(=O)H2,然后经过脱氢生成了最终的产物HCOOCH3。     

金红石相TiO_2的制备及价电子结构研究

以钛酸丁酯、乙醇、硝酸、冰醋酸和去离子水为原料,采用溶胶—凝胶法合成TiO2干凝胶前驱体,将前驱体在空气氛围下在800℃进行退火处理,得到TiO2纳米粉末样品.X射线衍射和拉曼光谱表明样品的结构为金红石相TiO2.用固体与分子经验电子理论对金红石相TiO2的价电子结构进行了分析,结果表明Ti原子的杂化状态为甲种杂化的18杂阶,O原子的杂化状态为第3杂阶.金红石相TiO2的最强键在(1 10)晶面上,是由晶胞中心的Ti原子和相邻的O原子结合而成.     

微细矿粒在水溶液中的疏水絮凝

本文着重讨论细微矿物颗粒的疏水絮凝行为及机理。对石英、菱锰矿、赤铁矿及金红石的实验研究表明,矿物润湿性的变化对矿粒悬浮液的分散稳定性有巨大影响。矿粒表面疏水化常与显著的絮凝现象伴生,这种絮凝现象无法用经典的DLVO理论解释。通过对石英-胺及菱锰矿-油酸体系疏水絮凝的理论探讨及势能计算,可以看出表面活性剂吸附而诱发的粒间疏水作用势能远远大干双电层作用或范德华作用势能,因此,疏水作用对此种絮凝行为具有支配地位。     

金红石与石榴石浮选分离及调整剂作用机理

为了实现金红石与主要脉石矿物石榴石在无污染条件下的有效分离,采用浮选方法研究了金红石和石榴石的分离,并采用红外光谱和X光电子能谱分析等手段研究了分离过程中调整剂六偏磷酸钠的作用机理。结果表明,以烷胺双甲基磷酸(ATF1024)为捕收剂,六偏磷酸钠[(NaPO3)6]为调整剂,可以实现金红石与石榴石之间的浮选分离。(NaPO3)6对石榴石的抑制作用存在两种机理:其一,(NaPO3)6与石榴石表面Fe2 发生化学键合导致其牢固吸附而使石榴石表面强烈亲水;其二,(NaPO3)6选择性溶解石榴石表面Ca2 导致石榴石与捕收剂作用的表面活性质点减少。     

Ru改性碳纳米管催化甲醇分解的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论,运用VASP软件计算了甲醇在Ru改性单壁碳纳米管(Ru/CNTs)表面分解的全部基元反应所涉及的吸附能、活化能和部分反应速率常数,探究了甲醇在该催化剂表面的分解机理。根据吸附能确定了各物种的最优吸附位;其中,COH、CH和C最优吸附位是bridge~(Ru-C)(br1)位,其余物种的最优吸附位均为Top~(Ru)(T1)位。甲醇分解的第一步基元反应存在三条反应路径,即CH_3OH→CH_3+OH、CH_3OH→CH_2OH+H和CH_3OH→CH_3O+H;由活化能及反应速率常数分析可知,主反应路径为CH_3OH→CH_2OH→CHOH→COH→CO,即甲醇分解时其C—H键最易发生断裂,生成的CH_2OH分子经连续脱氢最终生成CO.因此,Ru/CNTs催化甲醇分解的主产物是CO和H,且不易积碳。     

TiO_2/PTFE改性氟碳防污闪涂层材料的研究

采用表面改性后的金红石型纳米Ti O2与PTFE作为复合填料,将其与氟碳树脂(FEVE)结合,制备具有防污闪性能的纳米复合氟碳杂化材料,用压缩空气喷涂法将其涂覆在玻璃绝缘子基底表面形成氟碳防污闪涂层。采用红外光谱对改性后的纳米Ti O2进行表征分析,用扫描电镜、X线光电子能谱、接触角测量仪等观察和测试氟碳杂化涂层材料表面的微观结构及疏水性。研究结果表明:在Ti O2/PTFE改性复合氟碳防污闪涂层材料近表面区域上,Ti O2和PTFE之间通过化学键合作用形成具有类似乳突状的微/纳二元粗糙结构,对水静态接触角高达120°以上。涂层材料具有优良的耐水、耐化学试剂性、耐盐雾、耐漏电起痕及电蚀损性能,体积电阻率为2.5×1010?·m,击穿场强为21.1 k V/mm,耐漏电起痕级数为2.5级,最大电蚀深度为1.20~2.74 mm。     

Cu（II）、Ni（II）离子在蛇纹石表面的吸附及对其浮选的影响

通过吸附量测试、纯矿物浮选和红外光谱分析,研究Cu2+和Ni2+离子在蛇纹石表面的吸附过程及对蛇纹石浮选的活化机理。 Cu2+和Ni2+离子在蛇纹石表面的吸附符合二级动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附能够自发进行,为物理吸附和化学吸附的共同作用,Cu2+和Ni2+离子在蛇纹石表面的吸附量随pН值升高而增大。 Cu2+和Ni2+离子在弱碱性条件下对蛇纹石具有活化作用,活化机理为铜镍的氢氧化物沉淀和羟基络合物作用于蛇纹石表面,形成活性位点,黄药在活性位点上吸附生成黄原酸铜或黄原酸镍,从而使蛇纹石表面疏水性增大,浮选受到活化。     

2024航空铝合金表面硅烷膜的制备与性能

采用浸渍法,在2024航空铝合金表面制备了乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)膜。以硫酸铜点滴时间作为评价依据,通过单因素实验,研究了硅烷浓度、醇水比、溶液pH与水解温度对VTES膜的耐蚀性能的影响,并确定了铝合金表面制备VTES膜的工艺条件。FT-IR、接触角、极化曲线及5%NaCl溶液浸泡测试表明,铝合金表面生成了一层含Si—O—Si键和Si—O—Al键的VTES膜;其疏水性能及耐蚀性能均有所提高。     

离子对纳米TiO_2粉体晶型转化的影响

以水解钛酸丁酯沉淀制备纳米 Ti O2 粉体 ,通过对比实验发现 :在同样的处理和煅烧条件下 ,反应系统中 PO4 3-,SO32 -,Si O32 -,Al3+ ,Ca2 +和 K+等离子有利于锐钛矿型 Ti O2 稳定 ,并可保持到较高温区 ;而 CO32 -,NH4 + 等离子是 Ti O2 的金红石晶型促进剂 ,在 70 0℃煅烧 2 h,可使金红石晶型的质量分数由 2 5 %分别提高到 6 6 %和 82 % ,且以 NH4 +为晶型转化促进剂产品中无固溶体为好     

TiO2的晶型对其可见光催化性能的影响

以锐钛矿、金红石及混晶TiO2作光催化剂,以活性艳红X-3B及苯酚作模型污染物,研究了TiO2的晶型对其可见光催化性能的影响.结果表明:在Vis/O2条件下,以锐钛矿或混晶TiO2作光催化剂,反应80 min对活性艳红X-3B的降解率近100%,金红石型TiO2的则不到15%;在Vis/H2O2条件下,三种光催化剂均能降解苯酚,且金红石型TiO2显示更高的催化活性,反应180 min对苯酚的降解率达54%.通过对反应体系的荧光光谱分析显示,反应过程涉及.OH自由基的产生和参与;在TiO2可见光催化反应过程中,由锐钛矿型TiO2经一系列复杂反应产生H2O2,生成的H2O2在TiO2表面形成活性位吸附,从而拓宽TiO2的光吸收范围至可见光区,再在可见光激发下产生.OH自由基等活性物种而对污染物起降解作用.     

污水中痕量铬(Ⅵ、Ⅲ)的极谱测定法

本文介绍了污水中痕量铬(Ⅵ、Ⅲ)的极谱测定及水样处理方法,在NH_3·H_2O、NH_4Cl及N-亚硝基苯胲胺体系(pH=8—9)内,用JP—1A示波极谱仪对铬的导数波进行了测定,其峰形清晰稳定,适用于河、泥塘、电解等污水中铬的测定,检出限3.4×10~(-9)M。     

蛇绿岩中的一种超高压矿物---硅金红石

在西藏雅鲁藏布江沿岸的蛇绿岩的铬铁矿石中,查明了60～70种矿物,硅金红石是其中一个新类型矿物.该矿物X射线衍射数据表明其为金红石结构,与国际标准JCPDS卡片的21-1276号相吻合.但其晶胞参数和晶胞体积a,c和v略小于JCPDS中金红石的数据,认为与Si占据金红石中Ti的位置有关.化学成分确定其分子式为(Ti 0.82 Si 0.18 )O 2 .该矿物中的硅呈 [Ⅵ] Si(六配位),属超高压环境下形成的矿物,是金红石的一个新变种.新发现的硅金红石与已报道过的八面体硅酸盐晶体、Fex Siy系列矿物、硅镁尖晶石(Si为Ⅵ配位)、金刚石、MgO、FeO和SiO 2 相伴生,据此推断这些物质可能来自过渡带或下地幔.     

密度泛函理论研究CO、CO+H在Ni(111)表面的吸附

采用密度泛函理论(DFT)研究了CO以及CO+H体系在金属Ni(111)表面的吸附行为.采用二维平板周期性结构模型来模拟金属Ni(111)表面,消除了团簇结构模型不能考虑体系边界效应的影响,更接近于真实金属表面.对CO在Ni(111)表面的吸附过程进行探究,结果表明:CO在不同的表面活性位吸附后C—O键不同程度被削弱;通过对吸附能以及吸附后C—O键长和C—O伸缩振动频率分析,发现顶位(top)、桥位(bridge)、六方密堆积三重穴位(hcp)和面心立方三重穴位(fcc)都以C端靠近表面的垂直吸附为稳定状态,均为非解离吸附,其中fcc与hcp两空穴位吸附性质几乎相同,为CO的最佳活性位.研究CO与氢(H)在Ni(111)表面的吸附过程的结果表明:部分CO通过双基端加H生成中间物种—OCH和—COH,C—O键很大程度被削弱,较不加H吸附时的C—O键更容易在活性位断裂,因而以金属Ni(111)表面做催化剂的情况下H的加入有助于CO的解离.     

新型金(Ⅰ)络合物的合成及其在催化炔烃与苯胺的氢胺化反应中的应用

亚胺类化合物是十分重要的基础化工原料,通过开发高活性催化剂,催化苯炔与芳胺的氢胺化反应制备亚胺是一种有效的方法.论文利用二烷基烯锡与氯化金AuCl键的插入反应,合成了一类新型烯锡配位的一价金络合物3.该一价金络合物表现出较强的“嗜碳性”,可以活化碳碳不饱和碳,从而实现苯胺与苯炔的氢胺化反应,高产率合成了亚胺类化合物.     

苯在Ru-Zn/Ru（0001）合金表面上的吸附——密度泛函研究

为了理解苯在Ru-Zn合金催化剂上的部分加氢催化机理,采用密度泛函方法对苯在Ru-Zn/Ru（0001）面上的吸附进行理论研究。计算结果表明,当苯的碳原子或者共轭双键直接位于表面Zn原子的atop位时,其吸附热较Ru（0001）面上的类似吸附状态下降约60%.Zn原子与苯环C原子之间的排斥作用导致苯环的成键轨道与表面Ru原子的价层轨道之间的空间对称性下降,从而不利于苯与合金表面的键合。当吸附位离开Zn原子时,邻近Zn原子对于苯的吸附基本没有影响。     

矿浆中金属离子对蓝晶石矿物浮选行为的影响

通过蓝晶石、石英及黑云母的浮选实验,研究了金属离子对矿物浮选行为的影响.实验结果表明:Ca²⁺和Mg²⁺显著活化蓝晶石的浮选,Al³⁺及Fe³⁺对蓝晶石及石英表现很强的抑制作用.浮选溶液化学分析表明,Fe³⁺,Al³⁺可以在矿物表面生成Fe(OH)₃和Al(OH)₃,使矿物浮选受到强烈的抑制;Ca²⁺和Mg²⁺由于羟基络合物存在使蓝晶石的零电点向低pH方向发生漂移,使十二胺的静电吸附力增强,起到活化作用.根据波耳兹曼矢量场中的粒子分布理论,通过计算Fe³⁺对矿物作用前后在不同pH条件下液相内部胺离子(RNH⁺₃)浓度、界面层胺离子的浓度以及比例关系来分析金属离子的活化或抑制作用机理.     

分子间高缔合比例疏水聚合物研究(Ⅱ)

以进一步提高耐温抗盐性能和降低所引入疏水基团的负面影响为设计目标,设计了主链采用C—C键连接、刚性的苯环结构作为间隔基团、采用─O─键连接聚合物的主链和疏水基团的新型疏水缔合聚合物的分子结构;通过合理选择疏水基团、间隔基团和键接方式,设计出了满足分子间缔合比例要求的非离子型疏水单体ANPE（Allyl-(4-Nonyl) Phenyl Ether）;采用相转移催化法,且以低毒性的丙酮代替苯作为有机溶剂合成了疏水单体ANPE;对AM、AA和疏水单体ANPE进行三元胶束共聚合,获得了分子间高缔合比例疏水缔合聚合物（ANPE-HAWP）;红外和紫外表征谱图证明了疏水单体ANPE和疏水缔合聚合物（ANPE-HAWP）的分子结构。     

热镀锌板上γ-APT硅烷自组装膜的制备及相容性

采用交流阻抗谱和接触角的方法研究了γ-APT硅烷的单分子自组装膜在热镀锌钢板表面的成膜过程,以及γ-APT硅烷自组装膜和γ-GPT硅烷的相容性.实验成功制备硅烷单分子自组装膜.组装开始时硅烷分子水解生成硅醇键的一端快速吸附在锌的表面并形成了Si—O—Zn键,硅烷分子之间的硅醇键随即脱水形成Si—O—Si键,从而自组装成为有序、规律排布的单分子自组装膜,组装10 h后膜的完整性最好,随后形成连续性较差的混杂膜.经过10 h组装后的γ-APT硅烷自组装膜与γ-GPT硅烷具有良好的相容性.     

锑烯对O,OH,O2,OOH的吸附特性及氧还原反应的密度泛函理论研究

研究了锑烯对燃料电池阴极氧还原反应中间物O,OH,O_2,OOH的吸附特性,通过对吸附能、吸附距离、键长及能带、态密度、电荷转移的分析,比较了锑烯对各中间物的吸附作用,模拟了氧还原反应过程,给出了各步反应自由能变化的趋势图.结果表明:O,OH,O_2,OOH在锑烯上最稳定吸附位的吸附能分别为3.81,2.43,1.59,1.04 eV;锑烯上的氧还原反应过程存在四电子途径和二电子途径,且自由能逐渐降低,有自发进行的趋势;锑烯与OOH存在较强的相互作用,这对氧还原反应第一步OOH的吸附及第二步O—O键的断开是有利的,对OH适度的吸附作用也不会限制OH与H结合生成H_2O分子进而脱附的过程.以上结果表明,锑烯具有催化燃料电池阴极氧还原反应的潜力,这为实验上进一步探索锑烯作为氧还原反应电催化材料提供了理论参考.