电催化析氧反应过渡金属硫化物催化剂研究进展

析氧反应（oxygen evolution reaction, OER）、析氢反应（hydrogen evolution reaction, HER）和氧还原反应（oxygen reduction reaction, ORR）为电解水、金属-空气电池等能源器件的半反应。其中,OER由于涉及4e^-转移和O-O键的形成而导致反应动力学迟缓和过电势高,因此,开发优异的OER电催化剂能够有效提高能量转换效率。到目前为止,过渡金属硫化物催化剂（transition metal sulfide catalysts, TMSs）被研究人员大量研究和报道,并且取得飞跃发展。介绍在不同电解质中的OER机制,并通过对近几年相关文献的综合归纳,探究TMSs催化剂的组成、导电性、质子传输、缺陷程度、界面化学等多种因素对OER的影响。综述目前过渡金属硫化物电催化剂在OER领域所面临的挑战和研究进展,希望为TMSs的研究者提供借鉴。     

金属硫化物在酸溶液中溶解条件的讨论

分析了金属硫化物在非氧化性酸和氧化性酸中的溶解计算,探讨了各种平衡过程对溶解度的影响,可以使学生更易于理解金属硫化物在酸溶液中溶解问题.     

多元金属硫化物的溶剂热合成研究进展

介绍了多元金属硫化物的合成研究现状与发展历史,讨论了采用溶剂热法合成3个系列多元金属硫化物时,影响合成过程的一些因素,如模板剂、螯合剂和溶剂等,并提出今后用溶剂热法合成多元金属硫化物的设想.     

二维过渡金属硫化物中Rashba自旋轨道耦合效应的电场调控研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对6种二维过渡金属硫化物MX_2(M=Mo,W;X=S,Se,Te)中的Rashba自旋轨道耦合效应进行了系统研究.对6种MX_2材料施加垂直方向电场,发现阴离子X对于电场诱导的Rashba自旋轨道耦合效应起主要作用:X原子序数越大,电场诱导的Rashba劈裂也越大;阳离子M被阴离子X覆盖,对电场诱导的Rashba自旋劈裂影响较弱.因此,6种MX_2单层的Rashba自旋劈裂大小依次为:WTe_2>MoTe_2>WSe_2>MoSe_2>WS_2>MoS_2.施加电场后,从布里渊区中心Γ点到布里渊区边界K/K′点,自旋方向二维平面内转向垂直方向,并且随着电场的增加,面内自旋成分逐渐增加.     

对铜-锡组硫化物酸溶性的探讨

本文通过实验对铜—锡组硫化物在盐酸中的溶解性进行了探讨，并通过理论计算对实验现象进行了解释。     

金属硫化物在电催化二氧化碳还原反应中的应用

金属硫化物作为催化剂材料具有高稳定性、金属边缘活性和硫空位的协同效应等特点,特别是对二氧化碳(CO₂)电还原反应表现出良好的活性和选择性,有望成为高效的CO₂电还原催化剂.鉴于此,综述了金属硫化物在电催化CO₂还原反应中的研究进展,分别归纳了第四周期、第五周期及第六周期中主要的金属硫化物电催化CO₂还原反应的性能、还原产物特点及影响因素等;特别分析了金属硫化物中S组分调控对催化性能的影响规律,以期实现更高效的电催化CO₂还原转化过程.此外,总结分析了目前金属硫化物催化剂存在的主要问题和瓶颈,并展望未来的研究重点和发展方向.     

金属硫化物矿区环境污染的源头控制与修复技术

金属硫化物矿区尾矿的自然风化可产生大量含重金属和硫酸根离子的酸性矿山废水,造成矿区及下游水体和土壤的严重污染.文中介绍了笔者及其团队的相关研究工作:基于矿山尾矿的化学及微生物氧化机理,开发了缓释杀菌剂以抑制微生物氧化,并制备出以三乙烯四胺二硫代氨基甲酸钠为代表的尾矿钝化剂,隔断尾矿与空气、水和微生物的接触,抑制尾矿的氧化,实现从源头上控制重金属和硫酸根离子的释放;针对矿区重金属和硫酸根离子主要通过水体迁移造成周围环境污染的现状,开发了利用改性玉米秸秆、花生壳、稻草等吸附材料去除重金属和硫酸根离子的技术,并通过硫酸盐还原菌在改性吸附材料上的固定化构建了能同时去除重金属和硫酸根的生化功能材料.此外,还开发了利用经济作物玉米来修复污染土壤的"边生产-边修复"技术,实现了农业生产与土壤修复的同时进行.     

海底多金属硫化物开采的环境影响分析及应对策略

为确保海底多金属硫化物商业开采在采矿过程中对环境不造成影响,结合现有的海底采矿技术,提出有必要开展海底多金属硫化物绿色采矿技术研究和环境评价研究,分析了在海底多金属硫化物开采中对海洋环境可能造成的影响.采矿过程对海底潜在的影响包括沉积物和生物栖息地移动、羽状流、光照、噪声、振动等,对海洋上部的潜在影响包括光照、噪声、废水排放等.为了实现海底多金属硫化物的商业开采,须弱化海底采矿作业对海底环境的影响,以确保海底采矿符合相关国际海洋法规.     

现代海底多金属硫化物矿床

海底多金属硫化物矿床是热液活动的产物 ,主要分布在东太平洋海隆、西太平洋构造活动带、西南太平洋以及大西洋中脊 ,其产出构造背景为洋中脊、弧后扩张中心及地幔热点处。该文系统地总结了现代海底多金属硫化物矿床产出的地质背景特点 ,对各地质环境中矿化的规律进行了对比 ,并对其形成机制等热点问题作了概述 ,详细介绍了矿床成因方面的新进展 ,着重阐述了海底多金属矿床的双扩散对流模式。     

对称二元硫醚酸合铜配合物的室温固相合成

本文报道了醋酸铜与一些对称二元硫醚酸在室温下的固－固相配位反应，采用元素分析、ＸＲＤ、ＩＲ、ＥＳＲ、ＭＳ、磁化率、ＴＧ－ＤＴＡ等手段研究了室温下固相合成配合物的组成和性质．     

金属无机化合物颜色变化规律

成千上万的物质都有千变万化的颜色.对物质颜色变化规律的研究,将有助于人们对物质世界的进一步认识.本文对众多金属无机物的颜色进行比较研究,得出了18个变化规律,并从理论上论证了这些规律的成立.     

金属配合物的反应机理

本文对近几十年来金属配合物取代反应机理及溶剂效应的研究进行了综述.     

重金属在土壤──农作物系统中的迁移转化规律研究

该文在查阅大量文献资料的基础上,综合论述了重金属在土壤－农作物系统中的迁移转化规律及其影响因素。     

金属硫化矿物交代反应的电位序

本文根据金属硫化矿物-水系热力学平衡原理,探讨了金属硫化矿床氧化带中所发生的电化学作用,提出了金属硫化矿物交代反应的电位序:HgS→Ag_2S→Cu_2S→CuS→Cu_5FeS_4→CuFeS_2→FeS_2→CdS→PbS→Bi_2S_3→ZnS→NiS→CoS→FeS→MnS。硫化矿床氧化带所揭露的大量实际地质资料可用该电位序得到圆满解释。     

硫化氢替代硫磺生产二硫化碳的热力学分析

为了扩大CS2的生产方法,提出用H2S替代硫磺生产CS2的设想.计算了反应的热力学和最低的反应温度,说明了反应的可行性.基于Gibbs自由能最小原理,利用Aspen Plus分析了CH4流量、H2S流量、反应压力和温度的变化对反应结果的影响.结果表明,在H2S与CH4的摩尔流量比为2∶1时,转化率随着温度的升高而增加,压力的升高而减小.温度为1 000℃,压力为101.325 k Pa时,CH4的转化率为58.6%.当CH4与H2S的摩尔流量比为5∶1时,H2S的转化率为90%.     

余辉末期金属卤化物蒸汽激光卤素原子密度

本文由动态平衡时金属卤化物分子与卤素原子的热力学配分函数,得到了金属卤化物蒸汽激光余辉末期随温度变化的卤素原子密度。当温度T～1300 k时,溴原子密度n～1×14~(14)cm~(-3),它比溴化亚铜分子密度小～1个量级.     

吉布斯自由能图在水溶液体系中的扩展

本文提出了一种用于水溶液热力学计算的图解法,并详细阐述了这种图解法的作图原理、用途和使用方法.这种图解法是对吉布斯图的一种发展.     

量子数亏损对碱金属原子能级的影响

考虑到极化电偶极子对价电子的作用，在原子核的中心力场中，建立价电子的径向薛定谔方程，得到了碱金属原子光谱的能级公式，并讨论了量子数亏损对碱金属原子能级的影响。     

重金属环境背景值研究

该文分别讨论了土壤、水体、生物体的重金属环境背景值的各种影响因素,总结了我国重金属环境背景值的分布规律。