Cu掺杂对FePt合金磁性和结构的影响

利用溶胶—凝胶法制备了(Fe Pt)100Cu0,(Fe Pt)95Cu5,(Fe Pt)90Cu10纳米颗粒.通过XRD、TEM、VSM等测试方法对样品的磁性及形貌结构进行了表征,并阐释了掺杂Cu元素对Fe Pt合金的影响.研究发现,Cu原子取代了Fe Pt合金中Fe或Pt原子的位置,但Cu掺杂并没有破坏有序相Fe Pt合金的结构.随着Cu掺杂浓度的提高,样品的矫顽力增大但是磁化强度减小.和未掺杂Cu的纯Fe Pt纳米颗粒相比,Cu的掺杂降低了Fe Pt的有序化温度,增加了样品的有序化程度.(Fe Pt)90Cu10纳米颗粒的矫顽力为7 050 Oe,而(Fe Pt)100Cu0纳米颗粒的矫顽力提高到了9 746 Oe.     

表面合金化对NiPt金属栅电极功函数的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Ni1-xPtx(111)和Ni1-xPtx(001)表面合金的功函数.计算结果表明,Pt原子掺杂在表面层时对功函数影响较大,而且表面层Pt原子掺杂后的合金结构最为稳定;对于Ni1-xPtx(001),当表面层Pt原子的覆盖度从0增加到100%时,功函数近线性增加了0.6eV;而对于Ni1-xPtx(111),当表面层Pt原子的覆盖度从0增加到25%时,功函数增加了0.22eV,覆盖度从25%增加到100%时,功函数却几乎不再变化.上述结果表明,表面层合金化对功函数有重要影响,而金属功函数又强烈依赖于表面取向.     

Cu(111)面上原子扩散势垒的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)结合平板周期模型方法,对Cu在Cu(111)表面fcc洞位、hcp洞位的吸附模型进行了几何优化,并用从fcc洞位到hcp洞位过渡态计算的方法,研究了Cu在Cu(111)表面的扩散势垒.通过对不同基底层数、不同表面弛豫层数、不同覆盖率的比较,得到基底层数为4层、表面弛豫1层、覆盖率为1/4ML(monolayer)时,Cu在Cu(111)表面的扩散势垒和实验结果吻合得较好.在此基础上,计算了Fe、Ni、Co等磁性原子在Cu(111)表面的扩散势垒.     

Ni、Cu、Pt掺杂改性锐钛矿相TiO2原理的全势线性缀加平面波法分析

利用基于密度泛函理论(DFT)的全势线性缀加平面波(FP-LAPW)法,计算并比较Ni、Cu、Pt掺杂前后锐钛矿相TiO2晶体的能隙和电子态密度.计算结果表明,Ni、Cu、Pt掺杂后TiO2 的带隙分别为1 33、1 87和1 17 eV,相对于未掺杂的锐钛矿相TiO2(带隙为2 30 eV)都有明显的变窄,因而使吸收光谱红移.对于相同剂量的掺杂,同周期的Ni比Cu的掺杂效果更明显,同副族的Pt比Ni的掺杂效果更明显.     

Fe(2/3)xNi1-xSO4-P2O5/γ-Al2O3的催化性能研究

通过Fe(2 / 3)xNi1-xSO4-P2 O5 /γ -Al2 O3催化剂对 1 -丁烯齐聚反应的催化性能研究 ,考察了催化剂Fe对 (Fe +Ni)的原子分率、焙烧温度、活性组分担载量等催化性能的影响 .结果表明 :Fe0 .5 3Ni0 .2 1SO4复合盐以P2 O5 为助剂的Fe/(Fe+Ni)值为 0 72 ,其担载量为 2 .36mmol/gγ -Al2 O3时催化剂活性最高 .催化剂的最佳活化条件为 4 50℃下非还原气流中活化 4h .     

H和B原子在有序态Ni3Fe表面的吸附

采用基于密度泛函理论(density functional theory,DFT)的第一性原理方法,对H和B原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面的吸附进行研究.结果表明,B原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面的吸附能远低于H原子,从而更容易被有序态Ni3Fe合金(111)表面吸附,形成稳定结构.这导致H原子在有序态Ni3Fe合金表面的吸附机会大大减少,降低了有序态Ni3Fe合金在氢气中的环境氢脆.进一步的电子结构分析表明,H原子的表面吸附能高于B原子是由于H原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面吸附时,H原子的反键态被推到了费米面以上所引起的.     

基于高负载量铂单原子/缺陷Ni(OH)2纳米带/N掺杂石墨烯的电化学无酶葡萄糖传感器

通过水热法和浸渍法合成了铂单原子质量分数高达3.00%的铂单原子/缺陷Ni(OH)₂纳米带/氮掺杂石墨烯(PtSAs/D-Ni(OH)₂/NG)催化剂.通过像差校正高角度环形暗场扫描透射电镜(AC-HAADF-STEM)和X线吸收光谱(XAS)对Pt单原子进行了表征.采用循环伏安法和计时电流法研究了PtSAs/D-Ni(OH)₂/NG对葡萄糖的电化学性能.基于PtSAs/D-Ni(OH)₂/NG的电化学传感器表现出高灵敏度(439.47μA·mmol^-1·L·cm^-2)、优异的选择性、低检测限(2.00μmol·L^-1)和良好的稳定性.PtSAs/D-Ni(OH)₂/NG对葡萄糖的高催化活性可归因于Pt原子和Ni原子之间的协同催化作用.     

过渡金属原位掺杂Pt/TiO_2的喷雾燃烧制备及其CO氧化性能

CO催化氧化不仅是一种典型的多相催化反应模型,而且在气体净化方面也有许多实际用途。用喷雾燃烧一步法制备了TiO2负载Pt的催化反应体系,通过原位掺杂Fe、Mn元素来提高Pt/TiO2体系在CO催化氧化应用中的活性。系统考察了Fe、Mn掺杂后对产物的晶相、负载颗粒的大小和价态、载体表面氧种类以及体系表面还原性能的影响规律,研究了Fe、Mn等元素在催化反应过程的作用机理。结果表明,Fe、Mn掺杂于Pt/TiO2体系后,CO被完全氧化的温度降低了40℃,而且在通过Mn掺杂后,催化剂在30℃下的TOF值(单位时间内1mol催化剂上转化的反应底物的物质的量)提升了一个数量级,比增加相同质量比例的贵金属Pt表现出更高的催化活性,为低成本、高活性催化剂的设计和制备提供了新思路。     

Fe、Co、Ni掺杂磷烯的第一性原理研究

本文基于第一性原理研究了Fe、Co、Ni在P位吸附和掺杂磷烯的稳定性、能带结构、态密度以及差分电荷密度分布.结果表明:在吸附体系中,Co在P位的吸附的稳定性强于Fe、Ni吸附体系;在掺杂体系中,Fe、Co、Ni在P位掺杂的的稳定性较强的是Ni掺杂体系.Fe、Co、Ni在P位吸附磷烯,可以较好的调控能带结构,从而得到可控性能的半导体材料.在P位掺杂Fe、Co、Ni原子的带隙值分别为0.52、0.56和0.4eV.在Fe、Co、Ni掺杂位点上,近邻的两个磷原子周围出现了电子聚集的现象;原因在于Fe、Co、Ni的4s轨道上都有两电子,而非金属的磷原子较容易得到电子.     

Fe（2／3）xNi1—xSO4—P2O5／γ—Al2O3

通过Fe(2/3)xNi1-xSO4-P2O5/γ－Al2O3催化剂对1－丁齐聚反应的催化性能研究,考察了催化剂Fe对（Fe Ni)的原子分率,焙烧温度,活性组分担载量等催化性能的影响,结果表明：Fe0.53Ni0.21SO4复合盐以P2O5为助剂的Fe(Fe Ni)值为0．72,其担载量为2．36mmol/gγ-Al2O3时催化剂活性最高,催化剂的最佳活化条件为450度下非还原气流中活化4h。     

TM-Zn金属间化合物结构稳定性的第一性原理研究

基于能带结构,提出Jahn-Teller效应的诱发条件.基于声子色散曲线,揭示晶格动态稳定性和简并振动模式产生劈裂的物理特征.基于电子局域化函数和束缚能,揭示原子成键特性.结果表明,TM-Zn(TM=Ni,Pd,Pt,Cu,Ag,Au)金属间化合物发生立方到四方的相变变形过程中,结构保持稳定.     

LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料对盐酸四环素的光催化性能研究

采用液相还原法在制备Cu2O的前驱体中加入LDH/Fe3O4制备出LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料,将其对盐酸四环素废水进行光催化降解,研究了催化剂的投加量、光照强度、pH值和共存离子对LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料光催化性能的影响,分析了光催化过程中起主要作用的活性基团.结果表明,制备出的LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料具有较好的光催化性能,与单纯Cu2O相比,复合材料能够提高光催化降解的速率和效果.光催化降解盐酸四环素的最佳条件：催化剂的投加量为0.1 g·L－1、光照强度为500 W、pH值为10,对50 mg·L－1盐酸四环素的降解效率达到95.2%.溶液中存在阴离子Cl－和HCO时会降低光催化效率,自由基抑制实验证实光催化过程中·O起主要作用.     

Cu掺杂的NiO的制备及其超级电容器性能

采用低热固相反应法合成掺杂Cu的Ni(OH)2,将其在300℃下热处理得到相应的NiO.电化学测试表明:掺杂量为n(Ni):n(Cu)=100:0.25时,NiO电极的比容量最高,为99～120 F/g,具有良好的充放电性能,而不掺杂的只有83～111 F/g,因此掺杂Cu有利于提高NiO的电化学性能.     

Ge_(12) TM团簇的几何结构和电子特性的研究

基于全电子的密度泛函理论对Ge_(12)TM(TM=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn)团簇基态结构和电子性质进行了系统地研究,分析和讨论了基态结构的稳定性、电子特性及磁特性。研究结果表明:随着3d过渡金属原子序数的增加,过渡金属原子趋于占据Ge_(12)笼的中心位置;计算得到了Ge_(12)Mn团簇的新的稳态构型;Ge_(12)Ni相对于其他原子掺杂的团簇具有较强的结构稳定性;在磁性方面,Ti,Cr,Fe,Ni,Zn发生了自旋磁矩的淬灭,自旋磁矩变为零,Sc,V,Mn,Co,Cu原子仍具有磁性,其中Mn原子的磁性最强,约为2μB,这些原子相对应的团簇的自旋磁矩都相同皆为1μB。     

H2在催化剂上的吸附行为

研究了氢气在金属体Ni(111)表面的top,bridge,hcp,fcc这4个不同位置吸附能以及4个吸附位中H原子距离下层Ni原子层的垂直距离,可知hcp和fcc这2种空洞位的吸附要稳定些,bridge吸附位是非常不稳定的,容易走向hcp位吸附.各吸附位的吸附能分别是E_ad-top=－11.622 kJ·mol^-1,E_ad-bridge=－12.036 kJ·mol^-1,E_ad-hcp=－12.047 kJ·mol^-1,E_ad-fcc=－12.078 kJ·mol^-1,表明H₂在表面Ni(111)的4种吸附属于化学吸附.表面Pt(111),Rh(111),Ru(111)对具有H₂相似的吸附行为有待进一步的研究.     

水热法合成Ni掺杂纳米Cd0.1 Zn0.9 S固溶体及其产氢性能

以水热法合成了Ni掺杂的纳米Cd0.1Zn0.9S固溶体光催化剂,采用分光光度计、X射线衍射仪和比表面及孔径分析仪对光催化剂结构进行表征,考察了Ni掺杂量(质量分数)对固溶体晶型结构及光催化性能的影响,发现Ni掺杂可以使催化剂吸收边红移、晶体粒径减小、比表面积增大.可见光产氢实验研究表明,最佳的Ni掺杂量为0.1%,此时光催化剂产氢活性达到最大.对该光催化剂负载Pt可以进一步提高其活性,当w(Pt)为0.6%时,产氢速率能够达到117 ìmol/h.     

γ′-（Fe1-xNix)4N薄膜结构及其磁学性能

采用直流磁控溅射方法, 在Si(100)单晶衬底上制备不同质量分数Ni掺杂的γ′-（Fe_1-xNi_x)₄N纳米晶薄膜样品,  并利用能谱分析、 X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)测试分析样品中Fe与Ni的原子比、 结构、 形貌及磁学性能. 结果表明, 在样品中掺杂Ni可提高材料的结构稳定性, 优化材料的软铁磁性能.     

活性炭负载Fe_2O_3催化臭氧降解丁香酚

应用制备的活性炭(AC)负载活性组分催化剂催化臭氧处理丁香酚模拟废水,通过扫描电镜、X-射线衍射仪和比表面积分析仪对制备的催化剂特性进行表征,考察了AC负载活性组分的种类和初始pH值、负载量、催化剂加入量对催化臭氧氧化降解丁香酚模拟废水过程中COD_(Cr)(重铬酸盐指数)去除效果的影响,并对降解过程中COD_(Cr)的去除反应动力学进行研究.结果表明:AC表面成功负载了活性组分Fe_2O_3、CuO/Cu_2O、CeO_2、NiO,制备的催化剂(Fe/AC、Cu/AC、Ce/AC、Ni/AC)具有明显的催化活性,显著提高了臭氧氧化降解丁香酚模拟废水过程中COD_(Cr)的去除效果,催化活性从大到小依次为Fe/ACCe/AC Cu/AC Ni/AC;制备的Fe/AC具有最高的催化活性,在pH值为11、负载量为3%、Fe/AC加入量为0.3g/L条件下,反应60 min后COD_(Cr)去除率达到88. 90%,分别比AC催化臭氧处理和单独臭氧处理提高了21. 13%和29. 95%.动力学分析表明,臭氧氧化、AC、Fe/AC、Ce/AC、Cu/AC、Ni/AC催化臭氧氧化处理丁香酚模拟废水过程中COD_(Cr)的降解符合表观二级动力学规律,活性炭负载的活性组分有效提高了反应的动力学速率.     

不同反应气氛下尖晶石型Cu0.7Ni0.3Fe2O4 催化剂的柴油车氮氧化物净化性能

为考察溶胶-凝胶法制备的尖晶石型Cu0.7Ni0.3Fe2O4催化剂在不同反应条件下的稳定性和适应性,通过在自制的固定床反应器上模拟柴油车尾气,研究在不同反应气氛下催化剂的NH3选择性催化还原NOx性能,并利用XRD、SEM、N2吸附、FT-IR等技术对催化剂进行表征分析。结果表明：Cu0.7Ni0.3Fe2O4催化剂在不同反应气氛下的催化性能和抗硫性能各异。300~400℃为高效温度区间,其中350℃为最佳活性温度点,而自280℃起,随着温度的提高,催化剂抗硫性能也随之提高。在10000~30000h-1空速范围内,催化剂具有较好的适应性,催化性能和抗硫性能随着空速的增加而逐渐降低。当氧含量≥5%时,催化剂具有良好的催化活性和抗硫性能。一定的氨氮比（≥1.2）可使NO去除率达到最大。反应过程中催化剂的失活程度与SO2浓度呈正相关,催化剂在低硫浓度（≤0.035%）下具有良好的抗硫性能。     

甲醇在Pt-Cr-Cu(111)表面吸附的量子化学研究

采用密度泛函理论和周期平板模型相结合的方法,对CH_3OH分子在Pt-Cr-Cu(111)表面top-Pt、top-Cr、top-Cu、bridge-Pt_2、bridge-PtCr、bridge-PtCu、bridge-Cr Cu、hcp-Pt_2Cr、hcp-Pt_2Cu、hcp-PtCrCu、fcc-Pt_2Cr、fcc-Pt_2Cu和fcc-PtCrCu的13个吸附模型进行构型优化和能量计算,得到CH_3OH较有利的吸附位;同时考察中毒性发现,最优吸附模型Pt_2Cr-fcc的抗CO中毒能力非常强;掺杂Cr、Cu后,能带变宽,Pt原子的d轨道上靠近费米能级处原有的峰消失,很好地解释了该三元合金电催化剂催化氧化甲醇的活性增强这一现象.