H_2在石墨(0001)面上解离吸附的ab initio势能面

一、引言 实验上发现,某些金属表面由于结炭生成石墨单原子层而使催化剂活性降低以致失效,但对其机理尚不清楚;另外,氢-石墨体系的反应在能源开发和利用方面占有重要地位。因此,对H_2-石墨体系反应动力学的研究引起了人们的兴趣。Demidovich等用EPR技术研究了H_2在石墨表面上解离吸附的过程,Balooch等用表面分子束技术对其逆过程即双氢原子在石墨表面上的复合反应进行了研究。对H_2在石墨表面上的解离吸附进行量子化学计算     

NiO-Li_2O系催化剂上氧的不同吸附态

在氧化物催化剂上,氧的不同的吸附态,曾为许多学者所假设与讨论。所有这些假设和讨论一直缺乏实验的验证。最近,等用顺磁共振法研究了在TiO_2上吸附氧的不同状态,得到了两种信号。他们认为这是由O_2~-及O~-所引起的,从而提供了在TiO_2催化剂表面上存在着两种带不同负电荷的直接实验证据。另外,Maxim及Braun在研究辐射对NiO上的化学吸附平衡的影响时,用不同的分析方法得到了表面氧有不同的含     

好氧颗粒污泥对Pb2+的吸附特性研究

研究了好氧颗粒污泥作为一种新型重金属吸附材料对溶液中Pb²⁺的吸附特性. 实验结果表明, 初始pH, Pb²⁺浓度(C0)和污泥浓度(X0)是影响吸附的重要因素. Pb²⁺吸附过程可以由Freundlich和Langmuir等温方程较好地拟合, 相关系数分别达到0.932与0.959. 好氧颗粒污泥吸附Pb²⁺的动力学过程表现出分阶段吸附的特征, Lagergren二级动力学方程能较好地描述第二阶段的动力学过程. 环境扫描电子显微镜(ESEM)与X射线能谱(EDX)分析结果表明, 吸附Pb²⁺后的好氧颗粒污泥表面发生了变化, 同时推断吸附过程为离子交换吸附和金属鳌合的共同作用.     

镁基储氢材料的研究进展

镁基储氢材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点,被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料.然而其吸放氢焓值高且氢在镁氢化物中扩散系数低,导致吸放氢温度过高、吸放氢速度缓慢,限制了其在氢能领域的应用.近年来,大量研究工作聚焦于镁基储氢材料的热/动力学改性,目前已经取得了大量的成果.本文针对国内外镁基储氢材料的研究现状,归纳了镁基储氢材料的改性方法,重点阐述了合金化、催化剂添加、纳米化、氢化物复合对镁基储氢材料吸放氢热/动力学性能、微观结构、物相变化、吸放氢机理的影响.最后,对该领域的研究成果进行了总结,并展望了未来的发展方向.     

γ-Al_2O_3系统的吸附热化学研究——H_2O/γ-Al_2O_3·H_2O吸附体系的热容及相变

测定固体表面上吸附层的有关热力学性质并探讨其结构,这在吸附现象的一些研究中是很有意义的。我们曾用精密自动绝热量热计测定了H_2O/γ-Al_2O_3和H_2O/Silica等吸附体系在200～320K温度范围内的热容,得到了一些颇有意义的结果。为研究γ-Al_2O_3的表面结构和组成对吸附层的影响,我们又测定了H_2O/γ-Al_2O_3·H_2O吸附体系在180～320 K范围内的热容,并对结果进行了讨论。     

吸附作用的非线性动力学和热动力学模型

本文将气体在固体上的吸附过程与生态动力系统中的 本增长动力学模型加以类比，提出了一种符合吸附－解吸作用机制的非线性动力学模型，并结合吸附过程的能量变经，建立了吸附过程的热动力学模型。     

流场中复杂液滴的变形运动与吸附

液滴动力学是多相流热物理学的重要基础研究方向.随着科学研究的逐步深入和工业技术的不断发展,人们发现液滴的界面可由多种物质分子组成且可出现复杂的结构,如石油工程中表面活性剂、固体颗粒等物质吸附于油水液滴界面,细胞等生物液滴由具有复杂分子组成和结构的膜包裹等.研究发现复杂的分子组成和结构使液滴界面具有剪切弹性、面积扩张弹性、抗弯特性等显著不同于普通液滴表面张力的力学性质,而复杂的界面力与流场黏性力、壁面物理化学吸附力等相互耦合导致液滴在流场中展现复杂的变形、运动、吸附等动力学行为.本文介绍了复杂液滴界面的力学性质及其模型描述,综述了近年来关于流场中复杂界面液滴的变形、运动、吸附行为的研究进展,并给出了后续研究的建议.     

含氢类金刚石膜沉积过程的分子动力学模拟

含氢类金刚石膜(diamond-like carbon, DLC)的超低摩擦特性与其沉积制备过程密切相关. 采用分子动力学模拟的方法, 计算了以CH₃基团为沉积物, 在多种不同入射能下制备含氢DLC膜的动力学过程. 通过沉积原子数统计分析、薄膜密度和sp杂化分析考察了含氢DLC膜的结构特性. 通过比较模拟结果, 发现随着入射轰击能量的增加, 含氢类金刚石膜中碳的含量总体上呈现增加的趋势; 在含氢DLC膜中所沉积的氢原子数存在峰值, 峰值前后变化趋势相反, 大于80 eV以后趋于饱和与稳定, 薄膜相对密度也随之增加, 达到50 eV时趋于稳定值; 膜中碳原子比氢原子具有更强的成键能力, 易与基底发生化学吸附; 沉积源基团的氢含量决定生长成膜以后的薄膜氢含量, 沉积源基团中的氢含量高, 则所生长薄膜的氢含量高.     

潮间带暗发酵产氢菌群富集和产氢过程分析

用热、酸、碱和硝酸盐等方法处理海洋潮间带污泥, 富集厌氧发酵产氢菌群; 以蔗糖为底物配制海水培养基, 进行暗发酵产氢研究. 通过对产氢菌群的产氢量、pH变化、产气延迟期和产氢速率变化的分析, 发现热、酸、碱和硝酸盐等方法处理菌组的产氢量均明显高于未处理组(P<0.05), 其中热处理污泥的产氢量最高, 是未处理污泥的14.6倍. 由此进一步研究起始pH对富集的产氢菌群的产氢影响; 发现当起始pH为8时产氢菌群的产氢率最高, 达79 mL/g蔗糖. 在发酵过程中发酵液的pH不断下降, 表明所富集的海洋产氢菌属于产酸菌, 且当H+浓度下降100倍时会反馈抑制其产氢.     

利用贮氢材料分离和纯化氢气

一、概述氢是重要的工业原料,随着工业生产和新技术的迅猛发展,对氢的需求也在成倍增长,据报导,1990年资本主义国家的氢产量将突破10000亿标米~3。氢的主要来源有:水电解制氢、分解氨和甲醇制氢、石油裂解和天然气中的氢以及各种工业含氢弛放气。七十年代以来,电子工业(半导体器件、集成电路等)及材料、冶金和化学工业中,对氢气的纯度提出更高要求(99.999～99.99999％),由此发展了一系列氢气分离和纯化技术,大致包括以下几种: (1)催化吸附法:常温条件下利用催化剂去除原料氢气中的杂质O_2和CO,并用各种吸附剂选择吸附     

(Me)_3CO·自由基和异-3-己烯反应机理的理论研究

对(Me)3CO·自由基和异-3-己烯在苯溶液中的反应机理进行了理论研究,在B3LYP/6-311 G(d,p)//B3LYP/6-31G(d) ZPVE水平下,得到了两条可能的反应通道:(1)夺氢-加成;(2)加成-加成-消除.势能面分析表明,该反应以夺氢-加成(1)为主,加成-加成-消除(2)为辅.计算结果能很好地解释近期Coseri等人实验测得的产物分布,而Coseri等人建议的加成-夺氢通道在动力学上是不可行的.     

■/γ-Al_2O_3吸附体系的热容

气体或蒸汽在固体表面上的物理吸附一直是一个很有意义的课题。通过这方面的研究,可了解固体的表面积、孔结构以及吸附层的形态、结构等。我们曾用自己建立的精密自动绝热量热计测定过水蒸汽吸附在不同的吸附剂上(不同结构的氧化铝、硅胶、分子筛等)所组成的吸附体系的热容,得到了一些有意义的结果。为考察不同吸附质在同一吸附剂吸附的影响,我们现又测定了苯吸附在氧化铝上的吸附体系的热容。     

微生物代谢特征热化学研究进展

对生物体系新陈代谢规律的研究和探讨是生命科学研究的重要内容之一.用热力学和动力学原理及微量热技术研究微生物的代谢特征,建立微生物体系在各种不同条件下的热动力学模型,寻求其生长代谢规律,已成为一项新兴的有发展前途的研究课题.本文着重介绍微生物代谢特征热化学的研究进展.     

金属氢的六角密堆积结构与能量的全量子力学计算

金属氢不仅是一种高效核聚变燃料和高效炸药,而且是一种高温超导材料.此外,对金属氢的研究有助于解决地球物理和天体物理中的一些重要问题,如了解各行星的电性质,磁场的强弱和演变过程等.因此研究金属氢具有重大的理论意义和现实意义.1935年Wignerand Huntington通过计算后指出:氢在足够高的压力下将转变为金属氢.从那以后的近60年来,许多研究人员对超高压合成金属氢进行了大量的实验研究,其中毛河光和Hemley小组的实验工作尤为出色.理论方面,人们已经用能带论或均匀电子气微扰论和类氢原子模型     

单分子层吸附机理对储氢材料研究的冲击

由于氢对可再生能源与解决温室效应问题的重要性, 储氢研究备受关注. 吸附是压缩气体的有效途径, 因此被用于开发储氢技术. 但在有工程意义的温度下氢是超临界温度气体, 其吸附机理与临界温度以下气体不同. 本文阐释了为什么在临界温度以上的吸附是单分子层的及其对储氢研究的影响. 尽管有赞成和反对的不同意见, 理解超临界温度吸附机理对于储氢材料研究是至关重要的, 因为该机理表明, 无论是何种新奇材料, 只要其储氢原理基于吸附, 一定不能满足车载储氢的实际需求.     

X+Br_2→XBr+Br(X=H,D)反应速率常数的理论计算

氢(或氘)原子与溴分子之间的化学反应是典型的轻-重-重(LHH)动力学体系之一,其理论和实验研究都很有趣.Jaffe和Clyne用激波管共振吸收(DFRA)技术测量了H+Br_2在295K下的反应速率常数.研究过渡态性质需要反应速率常数对温度的依赖关系,为此,Wada等利用脉冲辐射共振吸收(PRRA)技术测量了214—295K温度范围内H+Br_2     

表面吸附对掺硼金刚石电极电化学性能的影响

为了阐明氢吸附和氧吸附对掺硼金刚石薄膜电极电化学性能的影响, 考查了表面氢化和氧化处理后金刚石薄膜的微观形貌和组分, 并分别以氢吸附和氧吸附掺硼金刚石薄膜作为工作电极, 进行循环伏安特性和交流阻抗谱测试. 结果表明, 氧吸附金刚石薄膜比氢吸附薄膜电导率小, 表面粗糙度大, sp³/sp²值小. 氧吸附金刚石薄膜电极具有更宽的电化学窗口, 其空间电荷层电阻和电容更大, 极化电阻也比氢吸附金刚石薄膜电极要大. 另外, 探讨了表面吸附对金刚石薄膜电极电化学性能的影响机理, 不同吸附对薄膜电化学性能的影响主要在于吸附改变了表面能带结构.     

1,1-二氟乙烷热裂动力学及机理

氯代烷烃热裂脱氯化氢的动力学及反应机理随化合物的结构和反应条件而异。氟代烷烃热裂脱氟化氢的反应动力学及机理至今尚未见报导。在前文1,1-二氟乙烷热裂制氟乙烯工作的基础上,用流动法研究了这一反应的动力学及机理。使用了前文 CrCl_3/活性碳催化剂的最佳配方;在固定催化剂颗粒大小、管径和气体流速下进行反应。采用了固定气体进入量、改变催化剂用量,或固定催化剂用量、改变原料气起始浓度的实验方     

交流阻抗法研究溅射CoCrAlY涂层的熔盐热腐蚀

电化学交流阻抗测量技术现已广泛应用于有机涂层的水溶液腐蚀研究.近年来,用交流阻抗法研究熔盐热腐蚀日趋活跃,可望用于现场监测高温熔融盐引起的燃烧装置如发电站锅炉、燃油设备、流化床燃烧系统及其它设备的腐蚀.但由于熔融盐温度高,体系复杂,反应速度快等特点,给合金的熔盐热腐蚀的交流阻抗研究带来一定的困难,特别是在熔盐热腐蚀的交流阻抗模型的建立及其动力学参数的解析等方面.作者曾围绕这一问题开展了一些研     

NaAlCl_4和Na_2Al_2Cl_8的分子动力学模拟

近年来,用分子动力学方法研究液体、气体的热力学、动力学性质的工作十分活跃.我们用分子动力学方法对熔盐蒸汽中存在的NaAlCl_4和二聚分子Na_2Al_2Cl_8作了计算机模拟研究.采用Schonfield 公式