纳米碳催化研究取得新进展

纳米碳材料具有较好的化学相容性,经表面活化处理后可在烷烃活化、生物质转化、电催化氧还原等反应中表现出优异活性。然而,功能化纳米碳材料表面物种繁多,为单一官能团定量分析带来了较大难度,多个碳催化反应过程的结构-性能基本关联仍未明晰。近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源所张建课题组与张亚杰课题组合作开展的纳米碳催化机理研究取得新进展,揭示了     

渗铝涂层对耐热钢T91的高温防护研究

采用粉末包埋法在耐热钢T91表面制备渗铝涂层,并研究了其在800和850℃空气中的等温氧化行为,结果显示,耐热钢T91合金和渗铝涂层在这2种温度下的氧化动力学均近似服从抛物线规律,T91无论在800和850℃空气中的等温氧化时其表面均生成了具有尖晶石结构的不具有保护性的FeCr混合氧化物层;当合金表面采用粉末包埋法渗铝后能显著降低在这2种温度下的氧化增重,原因是高温氧化后在涂层表面生成了一层连续、致密、与涂层结合良好的保护性氧化膜Al2O3,因而对基体合金起到了良好的防护作用。     

FePt@Au纳米颗粒的可控制备

磁性纳米颗粒在生物医药方面的许多应用都要求在小尺度下仍具有高的磁性能。FePt纳米颗粒具有高的饱和磁化强度和高的磁晶各向异性,用有良好生物相容性的Au作表面包覆,形成核壳结构的FePt@Au纳米颗粒成为生物医药领域的首选研究对象。介绍用化学热分解法,制备尺寸均匀的、立方形貌的FePt纳米颗粒作籽晶,之后分散到溶液中再热分解乙酸金制备FePt@Au核壳结构颗粒。通过透射电镜(TEM)观测到包覆Au后颗粒尺寸长大,并且对单个颗粒进行了能谱分析(EDS),结果表明,制备出来颗粒同时包含Fe、Pt、Au元素,证明所制备的颗粒具有FePt@Au的结构。对所制备的FePt@Au纳米颗粒的结构研究表明,Au原子在方形颗粒表面的不均匀形核是形成复合结构的主要生长机制。     

铝合金在3.5%NaCl中电化学腐蚀行为研究

铝是一种广泛应用于工业生产的金属元素,因此铝及其合金的耐蚀性能的研究对工业生产有着重要的意义。在制备阶段采用阳极氧化法对铝合金表面进行预处理,于是在合金表面获得了一层较致密的氧化膜。在电化学测试阶段利用PARM273A和M5210电化学综合测试系统,通过测定电化学极化曲线和交流阻抗谱研究了基体铝合金和阳极氧化处理后的铝合金在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。电化学测试结果表明:与基体合金相比,在3.5%NaCl溶液中,经过阳极氧化预处理后的铝合金的腐蚀电流明显下降,并且电荷传递电阻明显升高,说明经阳极氧化预处理后铝合金的耐腐蚀性能加强,腐蚀速度下降;阳极氧化后,铝合金在3.5%NaCl溶液中的阻抗图谱呈单容抗弧,因此腐蚀过程受电化学控制。     

三维多孔结构氧化石墨烯-二茂铁的合成及其过氧化氢化学传感

利用一步法制备了三维多孔结构的氧化石墨烯-二茂铁纳米复合材料,并利用其构建了过氧化氢电化学传感器。实验结果表明,该纳米复合材料具有三维多孔的结构,因而具有更大的比表面积,提供了更多的电化学活性位点,有利于电子的传输,并对过氧化氢具有良好的电催化活性。其对过氧化氢浓度响应的线性范围为25.0μmol/L~3.0 mmol/L,检测限约为3.5μmol/L。此材料合成方法简单,构建的过氧化氢传感器具有响应快、稳定性好、灵敏度高、重现性好等特点。     

纳米TiO_2对沉积物吸附氨氮的影响及其机制探讨

纳米TiO2在生产使用过程中不可避免地大量进入水环境,并影响到其他传统污染物质(如氨氮)的迁移转化.氨氮在沉积物上的吸附和解吸附是水环境中氮素循环的关键过程之一.本研究测定了受纳米TiO2污染沉积物、常规TiO2污染沉积物和未受TiO2污染沉积物的零电荷点,并通过氨氮吸附热力学和吸附动力学实验,研究了纳米TiO2对沉积物吸附氨氮的影响.得出如下结论:(1)研究中的三组沉积物与NH4+-N之间没有静电吸引力;(2)修改后的Freundlich和修改后的Langmuir模型对氨氮吸附的拟合效果都比较好,且后者拟合度更高;(3)纳米TiO2的添加降低了氨氮的吸附—解吸平衡浓度,减小了沉积物向上覆水中释放氨氮的趋势;(4)抛物线扩散模型能较好地拟合三组沉积物吸附氨氮的动力学过程,结果显示纳米TiO2对沉积物吸附氨氮的动力学特征(快慢)没有影响,但增强了沉积物吸附氨氮的强度.     

低雷诺数下五圆柱绕流的数值模拟研究

基于四叉树自适应网格,采用有限体积法求解二维不可压粘性N-S方程,对X型排列和十字型排列的五圆柱绕流进行了模拟,计算均在Re=100的条件下进行.在文中给出了升力系数及阻力系数随圆柱间距比和排列方式变化的规律,并结合不同间距比下的流动特征进行了分析.计算结果表明,在不同的间距比下,五圆柱绕流存在三种不同的流动形式;在同一间距比下,十字型布置和X型布置的流动形式则既有类似之处又有各自的特点.在不同排列方式下,升阻力系数随圆柱间距比的变化规律有较大不同.     

Eu~(3+)掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能的研究

通过溶液法制备了不同铕(Eu3+)掺杂量Ti O2纳米颗粒(Eu3+/Ti O2),利用XRD、TEM、XPS对其进行了表征.在可见光照射下,以光催化降解常用的工业染料为目标反应,探讨了Eu3+掺杂量、催化剂用量、溶液p H值和催化剂重复利用对催化活性的影响,以优化光催化条件.结果表明:煅烧温度为500℃,Eu3+/Ti O2光催化剂晶型为锐钛矿型,其晶粒尺寸为14 nm;Eu3+离子的最佳掺杂摩尔比r(Eu3+︰Ti O2)=3%,样品加入量为1.25 mg/m L,p H=10.75时样品光催件性能最佳;其3次循环降解甲基紫,60 min内降解率仍保持在约96%,说明Eu3+/Ti O2光催化剂具有良好的稳定性.     

碘化钾催化CO_2与氧化苯乙烯合成苯乙烯环状碳酸酯条件的优化

用碘化钾催化CO2与氧化苯乙烯(SO)合成苯乙烯环状碳酸酯,分别从溶剂、催化剂用量、温度、CO2压力和反应时间进行探讨,得出了最佳条件.结果表明:以无水乙醇为溶剂,催化剂用量r(KI∶SO)=1∶250,在170℃,CO2压力5 MPa,反应时间5 h,苯乙烯环状碳酸酯的产率和选择性均达到100%.     

硼酸钙/氧化石墨烯复合微粒的制备及摩擦学性能研究

以硼砂、硝酸钙和氧化石墨烯为原料利用水热技术制备硼酸钙/氧化石墨烯复合微粒.利用透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)和能谱(EDS)对硼酸钙/氧化石墨烯复合微粒形貌、结构及磨痕表面进行表征.将复合微粒用油酸修饰并添加到液体石蜡中,利用四球摩擦试验机分析其摩擦学性能,结果表明:复合微粒添加剂具有良好的减摩抗磨性能.