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。     

复配表面活性剂溶液的表面吸附和胶束的形成

通过拉环法对十二烷基三甲基溴化铵（C12H25N（CH3）3Br阳离子表面活性剂，用C12N表示）和十二烷基硫酸钠（C12H25SO4Na阴离子表面活性剂，用C12S表示）从单一体系到复配体系的表面吸附进行了研究，用Gibbs吸附公式计算了总吸附量与分吸附量，探讨了它们的表面物理化学性质．     

工业用间二甲苯氨氧化催化剂的表面吸附特征研究

用低温N2吸附及H2O，C6H6和m-C6H4(CH3)2等探针分子静态吸附以及NH3－TPD等方法考察了工业用间二甲苯氨氧化生产间苯二甲腈催化剂VCB1，VCB2和VCM表面吸附特征。结果，VCB1，VCB2和VCM催化剂均具有中孔（15－40nm）结构，反应物分子在孔道中的扩散不构成吸附过程的控制步骤，催化剂对反应组分的吸附能力取决于催化剂表面亲合力。VCM对m-C6H4(CH3)2新合力较强，其表面对H2O和NH3的亲合力弱是该催化剂在使用过程中深度氧化产物较多的可能原因之一，结果为催化剂改性提供了理论依据。     

用光电子能谱研究金属锰、镁表面与甲醇、乙醇反应

用XPS和UPS法研究金属Mn、Mg表面与CH_3OH、C_2H_5OH的反应,室温下,ROH(R=CH_3,C_2H_5)以RO~-的形态吸附在Mg表面,Mn表面有较高的活性,ROH除以RO~-的形态被吸附外,部分还分解为O~(2-)和脱附的碳氢化合物,加热至600K时,Mn表面RO~-完全分解为O~(2-)和R,后者与表面氢结合后脱附,部分C_2H_5O~-中的碳成无定形碳并在～675K加氢脱附,ROH在氧化锰表面除以RO~-的形态被吸附外,在高于650K时还产生CH_2O_(a)、C_2H_4O_(a)等,这些物种在700K依然存在,氧化使锰表面断裂R—O和C—C键的活性降低而其脱氢活性仍然存在。     

C原子在Cu(200)表面吸附的第一原理研究

采用第一原理密度泛函理论研究了C原子在Cu(200)表面吸附后的几何结构和电子结构,计算了C原子在Cu(200)表面的吸附能、Cu(200)表面的局部结构变化、表面电荷分布以及C原子吸附后的差分电荷密度。研究结果表明Cu(200)表面的Hollow位是C原子的最优吸附位,C原子与Cu原子之间形成化学键,在C原子和Cu表面之间存在电荷转移。     

甲烷氧化偶联催化剂和部分氧化反应机理的原位及非原位谱学表征

采用原痊红外和原位显微Raman光谱技术及XPS、吡啶（Py)吸附的漫反射UV谱、Py-TPD、CO2-TPD等方法对含氟稀土基催化剂上甲烷氧化偶联（OCM）反应活性氧物种、催化剂表面酸碱性进行了考察。在O2预处理和/或工作条件下的SrF2/La2O3,SrF2/Nd2O3,LaOF,BaF2/LaOF和BaF2/CeO2等催化剂上原位观测到超氧物种（O2^-),并在其中前4种催化剂上检测到O2^-物种与CH4反应生成的气相C2H4,CO2和表面碳酸盐等OCM反应主、副产物。这些结果为O2^-是相应催化剂上OCM反应的活性氧物种首次提供了直接的光谱证据。研究结果表明,催化剂的OCM反应性能与其表面酸碱性的强弱并无简单的对应关系。采用原拉时间分辨红外光谱和原位显微Raman光谱技术对SiO2和γ-Al2O3负载的Rh、Ru催化剂上甲烷部分氧化（POM）制合成气反应的研究表明,由CH4直接氧化生成CO和H2是Rh/SiO2上POM反应的主要途径,而燃烧-重整机理是Ru/γ-Al2O3和Ru/SiO2上CO和H2生成的主要途径,反应条件下催化剂表面氧（O^2-)物种浓度的差异很可能是导致这两种催化剂体系上POM反应机理不同的主要原因,其本质可能源于Rh和Ru对氧的亲合力的不同。     

Ru(0001)和(1010)表面上NH_3吸附结构研究

利用密度泛函理论,在slab模型下,研究NH3在Ru表面的吸附行为.结果表明,NH3在Ru(0001)和Ru(1010)面上的优势吸附位皆为顶位.NH3的吸附是化学吸附且具有表面结构敏感性,与密堆积表面(0001)相比,NH3在开放的(1010)面上的吸附更加稳定,吸附能达到1.08 eV.电子结构计算结果表明,NH3通过其3a1轨道与表面Ru原子的4dz2和5s态混合吸附于表面.     

沸石对于亚硝胺的选择性吸附及其在卷烟中的应用

沸石能选择性地强吸附亚硝胺。气相中的吡咯烷亚硝胺（NPYR）和二甲基亚硝胺（NDMA）被沸石吸附后，523K以上才脱附－分解。实验表明沸石添加剂并未影响卷烟的物质性质和燃烧，烟气中的烟草特有亚硝胺（TSNA）明显减少，有益于保护环境和吸烟者的身体健康。     

钾助剂对Co(311)面上碳吸附影响的理论研究

采用密度泛函理论计算了碳原子在Co(311)表面的吸附和沉积,并对钾(K)助剂的影响进行了研究.发现低覆盖度时,碳原子以分散吸附的构型稳定存在,随着碳覆盖度的增加,表面形成二聚体C2.表面碳原子的最大饱和覆盖度为0.875 ML.二聚体C2是最关键的基本单元.在K助剂掺杂后,表面碳物种的吸附均比在纯净钴表面的吸附更稳定...     

X152树脂对铅（Ⅱ）吸附性能的研究

研究了X152树脂对铅（Ⅱ）的吸附性能,测得在HAc-NaAc缓冲体系中pH=5.2时为最佳吸附条件。在298K的温度下,pH=5.2的HAc-NaAc缓冲体系中树脂对铅（Ⅱ）的静态饱和吸附容量为417.74mg/g。在298K时,吸附速率常数k298=9.95×10^-3;吸附活化能为Ea=14.37kJ/mol;热力学函数△H=14.41kJ/mol,△S=25.94J/mol.K,△G298=6.68kJ/mol。用浓度为2mol/L的盐酸溶液洗脱,一次洗脱率达87.62%。等温吸附曲线能很好地遵循Freundlich曲线和Langmuir曲线。     

热扩散管反应器中甲烷转化反应的研究

为了实现甲烷的有效转化,使用热扩散管反应器进行了甲烷的脱氢偶联反应. 结果表明,C2至油状产物被生成. 实验表明,由于热扩散作用的存在,当甲烷由上向下通入垂直设置的反应管时,C2烃的选择性较高. 在碳棒温度1470K下甲烷转化率约为36%,C2选择性可达40%,其中乙炔和乙烯的摩尔分数在95%以上. 在添加氢气的(摩尔比:n(H2)/n(CH4)=1/2)情况下,C2选择性上升至68.3%,甲烷气体的转化率约为23%. 在碳棒温度1470K、甲烷由上向下通入反应器,反应器出口气体产物中氢气的摩尔分数在40%以上.     

二氟锗烯与乙烯环加成反应的DFT计算研究

用密度泛函理论的B3LYP方法,以6-311 G**为基组,研究了F2Ge(1A1)与C2H4环加成反应的机理,并用经典过渡态理论计算了该反应在不同温度下的反应速率常数和平衡常数,讨论了取代基对该反应的影响.     

C3H7/NH2/Fe+体系反应活性的密度泛函研究

采用B3LYP密度泛函理论对C3H7/NH2／Fe^＋体系生成乙烯和丙烯的反应路径进行了研究。在B3LYP／6-31＋G＊＊水平上，优化了4重态势能面上的极小值和过渡态的几何构型，计算了它们的能量和频率等参数，得到了该反应的势能面以及反应基元过程的详细信息。     

应用Hildebrand参数法计算C_3、C_4炔、烯烃的溶解度及其选择性考查

本文在简要介绍溶解度参数(Hildebrand参数)的基础上应用Hildebrand参数及其相关经验公式,计算了乙炔(A—C_2H_2),甲基乙炔(M—C_3H_4),丙二烯(P—C_3H_4),乙烯基乙炔(V—C_4H_4),在二甲苯(Xylene)中的溶解度,并将乙炔的溶解度同后三者进行了比较,其比值定义为选择性。讨论了用选择性作判据,判断能否用二甲苯作为分离浓乙炔中C_3、C_4炔,烯烃的吸收溶剂。以上四种气体在二甲苯中的溶解度,本文还提供了两种不同测定方法的实测值。     

A designed core-shell structural composite of lithium terephthalate coating on Li4Ti5O12 as anode for lithium ion batteries

A core-shell structural composite was synthesized with lithium terephthalate（Li₂C₈H₄O₄） coated on spinel Li₄Ti₅O₁₂（LTO）. The composite displays a capacity of about 200 mA h g^-1 and a good rate capability with two charge/discharge platforms at 1.55 and 0.8 V. The excellent cycling performance of the composite is attributed to the successful combination of high cycling stability of LTO and high specific capacity of Li₂C₈H₄O₄. In addition, an interesting phenomena is observed for the first time for this composite which is that lithium ions transfer between LTO and Li₂C₈H₄O₄ at a fast speed. This is investigated in details via the asymmetric charge/discharge measurement and cyclic voltammogram（CV）.The LTO/Li₂C₈H₄O₄ composite may have potential applications to be used as an anode material for the electric vehicle batteries, which is shallowly charged/discharged at ordinary times using the charge/discharge platform of LTO and fully charged/discharged at emergency to release the extra high capacity from Li₂C₈H₄O₄.     

钴(Ⅱ)离子、汞(Ⅱ)离子与硫氰酸根反应之研究

Co2 离子,Hg2 离子与硫氰酸根SCN-反应,其反应产物为蓝紫色的四硫氰合汞(Ⅱ)酸钴Co[Hg(SCN)4]沉淀,而不是Hg[Co(SCN)4].本文从配合物的稳定常数Kf及设计的3个小实验,对反应产物为蓝紫色沉淀Co[Hg(SCN)4]进行了研究.     

La(ClO_4)_3·3H_2O与18C6在乙醇中配合行为的研究

采用改进的半微量相平衡方法研究了La(ClO_4)_3·3H_2o—18c6—C_2H_5OH三元体系在25℃时的溶解度,测定了各饱和液相的检光率,结果表明有了三种化学计量的配合物(4La(ClO_4)_3·3(18C6)·12H_2O·9C_2H_5OH;La(ClO_4)_3·18C6·3H_2O·2C_2H_sOH和La(ClO_4)_3·2(18C6)·3H_2O·C_2H_5OH)生成。分离制备了两种配合物,经化学分析测定,确定了配合物的组成为La(ClO_4)_3·18C6·3H_2O与La(ClO_4)_3·2(18C6)·3H_2O;用IR,TG,DTG及电导对配合物进行了研究。     

(C_3H_5N_2)_2Na_8[{Co(H_2O)}_2WO(H_2O)(AsW_9O_(33))_2]·33H_2O的合成及晶体结构

在pH=5.5和80℃下,Na_2WO_4.2H_2O,NaAsO_2.6H_2O,Co(NO_3)_2.6H_2O和咪唑的水溶液反应,得到了高产率的夹层型杂多酸盐(C_3H_5N_2)_2Na_8[{Co(H_2O)}_2WO(H_2O)(AsW_9O_(33))_2].33H_2O单晶,用X射线单晶衍射法及元素分析确定了其结构.结果表明:该晶体属四方晶系,空间群P-421m,a=1.7191(10),c=1.6376(13)nm,V=4.840(5)nm3,Z=2,R1=0.0484,wR2=0.0714(I>2σ),杂多阴离子[{Co(H_2O)}_2WO(H_2O)(AsW_9O_(33))2]10-具有C2ν对称性,Co2+的配位数均为5.讨论了(CHN)Na[{Co(HO)}WO(HO)(AsWO)].33HO的形成条件.     

钼配合物MoO_2Cl_2(C_4H_3OCOOH)_2的合成和性质

使MoCl_5与C_4H_3OCOOH在氯苯溶剂中反应,合成了新的过渡金属钼配合物MoO_2Cl_2(C_4H_3OCOOH)_2。研究了该化合物的红外光谱、紫外-可见光谱、光电子能谱和电氧化还原性质,还用DTA和TG技术研究了它的热分解过程;同时讨论了上述性质与该配合物的结构之间的关系。     

吡咯和吡啶火焰中含氮燃烧中间体的探测

利用同步辐射(SR)和分子束质谱(MBMS)研究了两种含氮燃料(吡咯和吡啶)分别在贫燃和富燃条件下的4个低压预混火焰.通过测量光电离质谱和扫描光电离效率谱(PIE),鉴别了火焰中的燃烧中间体的化学结构.结果表明在富燃火焰中容易产生乙炔(C2H2),而在贫燃火焰中则更容易形成一氧化氮(NO)/甲醛(HCHO).在4个火焰中同时观察到了HCN、C2H4、C3H4、C2H2O、HNCO、C3HN、C3H3N、C3H5N、C4H3N和C6H6等稳定中间体以及CH3、C3H3和C2H2N等自由基.