离子在固体吸附剂上的表面扩散研究

无机固体吸附剂由于吸附速率快,加之本身有良好的化学稳定性,被广泛用于水体中重金属离子的去除.已有的大量研究工作侧重于吸附质在吸附剂表面吸附热力学的研究.而对液固体系中的离子在固体吸附剂的表面扩散行为研究报道较少,特别是在进行动力学研究时常假定表面扩散系数为常数,这样处理不能正确地描述表面扩散的真正行为.对于水体中有害离子的处理,工业上多采用固定床吸附剂(fixed-bed adsorber),它能更有效地利用吸附剂的吸附容量,因此开展溶液离子在吸附剂表面扩散行为的研究在理论及实际中均具有重要的意义.本文根据吸附剂表面非均匀的特点,即在不同的吸附中心其吸附能不同,引入吸附能分布函数,导出描述固体表面的表面扩散系数模型,根据建立的模型对离子在吸附剂表面的扩散行为进行了计算分析,并将其用于计算纯电解质水溶液中铅离子在两种新型吸附剂表面上的扩散系数.     

氢分子在金属锂表面台阶附近解离吸附的ab initio研究

一、引言 实验发现,固体表面上的缺陷,如台阶面或台阶边棱原子处的化学吸附特性和反应活性具有某些特殊性。很多情形下,金属表面缺陷不仅控制着气体分子的吸附速率,而且对催化反应的产物品种也有重要影响。Wu等研究银表面上C_2H_4的催化氧化表明,弱吸附在平坦银表面上的氧使乙烯氧化为环氧乙烷,而强束缚在台阶边棱或顶角位置的氧则导致CO_2的生成。     

Li/Li(100)体系的吸附与表面扩散的对势研究

原子、分子同固体表面的相互作用是多相催化,气体腐蚀,分离以及晶体生长等领域研究中的一个重要课题,从分子水平上进行理论研究,不仅有助于认识吸附质和表面相互作用机理,而且可以获得吸附、表面扩散等动力学信息。尤其是台阶缺陷表面对吸附、扩散扰动的研究,使我们对气固吸附本质有进一步的认识。     

蛋白质在纳米拓扑结构材料表面的吸附

蛋白质在生物医用材料表面的吸附行为与材料的生物相容性密切相关. 长期以来, 大量的研究报道基本上都集中在生物医用材料表面化学组成对蛋白质吸附行为的影响, 而单独考察材料表面拓扑结构对蛋白质吸附行为影响的研究近年来才刚刚开始. 本文介绍了材料表面纳米拓扑结构对蛋白质吸附行为影响的研究进展. 所涉及的材料表面纳米尺度拓扑变量包括粗糙度、曲面曲率和特定几何形状 等, 而蛋白质的吸附行为则包括蛋白质吸附量、吸附后蛋白质的活性和吸附蛋白层的形貌等.     

二氧化碳、甲醇及氮在几种硅胶上的吸附

多孔质固体的表面在吸附质临界点以下的温度吸附气体时,由等温吸附线可说明蒸气在固体表面上的吸附状态,最初是单分子层、多分子层,当孔隙中有一定分子层厚度时,发生毛细管凝缩作用,最后表面上所有的孔隙都为液体所充满。我们用五种表面孔隙     

金钯不对称纳米结构合成及其表面增强拉曼光谱

金钯双金属纳米结构由于独特的光学-催化协同耦合性质而受到广泛关注,在太阳能转化存储、多相催化、光电器件、生物成像、医学诊疗等领域展现出重要的应用价值.但具有协同性质的金钯纳米材料的合成制备仍然面临巨大挑战.本研究发展了溶液和固体表面上制备金钯纳米结构的两种方式.在金纳米棒种子溶液中,通过调控铜离子的浓度,制备了具有不对称钯分布的金钯凹角长方体和哑铃型纳米结构.研究揭示铜离子可以竞争吸附到金纳米棒表面,调控钯沉积到金棒表面的界面能,诱导钯在金棒表面的成核生长逐渐由外延生长向不连续分散生长模型转换,最终实现了金钯不对称纳米结构的制备.在固体表面介导的合成中,以固体表面支持的自组装金八面体单层为种子,通过控制生长溶液中的钯含量,制备了一系列不同钯负载量的金钯纳米结构.实验揭示由于固体表面的位阻效应,钯优先在背离固体基底的金八面体表面上成核生长,因此制备的金钯纳米结构具有不对称性.通过不同钯负载量下金钯纳米结构表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)的研究,获得了具有最优SERS性能的金钯异质组装基底结构,并实现了该基底催化对硝基苯硫酚加氢反应过程的原位SERS监测.预期本研究发展的金钯不对称纳米结构合成方法将在多相催化等领域发挥重要作用.     

改性MCM-41吸附等温线、IR以及29Si MAS NMR的研究

近年来Mobil公司合成了一族中孔材料M41S,MCM-41是其中成员之一.它有六方规则排列的单维孔道,与其他中孔材料相比,具有孔径均匀、热稳定性和水热稳定性好以及吸附无滞后的特性.它的高比表面积(>1000m~2·g~1)和大吸附容量(>0.7mL·g~(-1))使之具有广泛应用前景.MCM-41分子筛的孔径大小可以在制备时通过选择模板剂(表面改性剂)的碳链长度、添加辅助有机分子(如1,3,5-三甲基苯)以及改变反应条件来调变,范围一般从1.6～10nm,其孔壁厚度可在0.3～1.3nm范围内变化.由于它具有大而均匀的孔道以及表面存在着硅羟基缺陷,很容易被改性.如经三甲基氯硅烷化后孔径减小0.9nm.目前除了用三甲基氯硅烷来改性外,尚未见用其他方法改性MCM-41的报道.本文采用水热处理以及二甲基二氯硅烷对高硅MCM-41进行改性.水以及环己烷吸附等温线、固体魔角核磁共振谱(~(29)Si MAS NMR)以及红外光谱(IR)证实了改性使MCM-41硅羟基缺陷减少,表面吸附性质因而发生根本变化.     

阴离子表面剂与重金属离子在高岭矿物表面协同吸附效应

十二烷基苯磺酸离子与铜离子在高岭石表面协同吸附实验表明,前者可提高后者在高岭石表面键合常数,后者则降低前者在高岭石表面键合常数,同时它们相互抑制高岭石表面吸附过程的质子吸收或释放。     

若干溶解、腐蚀后固体表面的分数维研究

固体表面溶解、腐蚀时粗糙度变化的研究,对于矿石溶出、金属腐蚀、材料表面处理和化学加工等都有参考价值。近年来,用分数维(fractal)方法研究固体表面沉积时粗糙度的变化已有大量研究工作,而固体表面溶解、腐蚀时粗糙度变化的研究则很少见。本文报道用典型实验和计算机模拟探讨这一问题的初步结果。 1 单晶硅抛光面用NaOH溶液的腐蚀结果     

H_2O/γ-Al_2O_3吸附体系的热容及相变

当固体表面发生了吸附现象后,该吸附体系的热力学性质将有所改变。热容是一个重要的热力学函数。精确测定吸附体系在不同温度时不同吸附量的热容,可以研究固体表面与吸附质之间的相互作用、表征吸附质的形态及推断吸附层的结构。有关这方面工作的文献报道     

壳聚糖及其衍生物修饰的聚乳酸表面的蛋白吸附性能

通过表面截留技术在PLLA表面引入壳聚糖(CS), 羧甲基壳聚糖(CMC), 亚磷酸化壳聚糖(PCS)得到不同修饰的PLLA表面, 采用放射性同位素125I 标记技术, 研究了纤黏连蛋白(Fn)在修饰的聚乳酸表面的单一蛋白的等温吸附和吸附动力学, 二元蛋白体系的竞争吸附和多元蛋白的竞争吸附以及在牛血清白蛋白(BSA)中的解吸附行为. 结果表明, 在等温吸附中, 较低的浓度下, Fn在CS修饰的表面具有较大的吸附量, 但是在较高浓度时, Fn在CMC修饰的表面具有较高的吸附量; 吸附动力学中, Fn在CS表面吸附平衡最快, 平衡吸附量最高, 在PCS修饰的表面则相反; BSA的加入, 对于Fn在PCS修饰的表面吸附的影响最大; 血清的加入, 对于Fn在PCS修饰的表面的吸附的影响最大; Fn蛋白在6 h后在修饰的表面都达到解吸附平衡, 修饰表面对Fn的解吸附速率以及平衡蛋白存留百分比有不同的影响.     

试论de Boer-Zwikker公式在溶液吸附中的应用

一、引言 固体自溶液中的吸附有许多应用,而且已有很长的历史,伹人们对其认识则长期停留在经验阶段。这主要是因为问题太复杂;除了固体表面本身的性质多样化以外,还涉及到溶液本身的理论问题。因此并不夸张地可以这么说:在固体表面的结构和溶液理论比较满意地解决之     

分子束研究Cl_2在Si(111)面化学吸附的平动能效应

气相小分子在金属单晶表面上解离化学吸附的机理研究十分活跃.目前描述化学吸附过程有两种不同的机理,即直接解离和前驱态(Precursor)机理.前者认为气相分子与固相表面碰撞能直接解离成碎片吸附于表面上;后者则假设分子入射表面先经中间前驱态再发生解离化学吸附.要深入研究上述不同的吸附机理,分子束技术是一种有效的实验手段,通过测定入射分子束的平动能以及入射角对解离吸附的影响,可以获得有关化学吸附的重要信息.在半导体表面气相化学蚀刻反应中Si-Cl_2体系占有十分重要的地位.我们在文献[4,5]中曾指出Cl_2分子在Si表面上解离吸附是蚀刻反应关键的一步,但是对其吸附机理的深入研究尚未见报道.本文将首次采用超声分子束、角分辨的飞行时间质谱和激光诱导吸附技术,研究Cl_2在Si(111)表面上吸附的平动能效应,并探讨其解离化学吸附的机理.     

各种孔结构活性炭吸附极性有机分子的~1H和~(13)C NMR研究

用高分辨核磁共振研究被吸附在固体表面的分子表明其共振频率与自由分子不同。这种变化表示在吸附过程中,分子中电子分布受到干扰,特别是当分子对固体表面有优先取向的情况下,各种关能团中核磁共振的频率变化更明显。对被吸附在各种孔结构活性炭中的汽油和烃口的NMR研究揭示出被吸附分子以两种状态存在。根据被吸附的链状烷烃中化学环     

在液-固界面上变性蛋白折叠自由能的测定

依据液_固界面上溶质计量置换保留模型 ,以及固体表面吸附自由能变可分成吸附及解吸附自由能变 2个独立分量 ,提出了变性蛋白在高效疏水色谱 (HPHIC)固定相表面折叠自由能的测定原理、折叠自由能计算公式和实验测定方法 ,分别对胍变溶菌酶和α_淀粉酶的折叠自由能进行了测定 ,发现变性蛋白在HPHIC固定相表面的折叠自由能远较在溶液中的高 ,且随变性剂浓度的增大而增大 .其相对平均标准偏差溶菌酶为± 4.7%,α_淀粉酶为± 3.0 %,表明该方法有好的重现性     

电导法用于催化研究

由电导的变化提供固体表面和它们表面吸附分子之间电子传递的信息,已成为人们进行催化研究的“电子化学探针”之一.在多相催化和光催化的研究中,人们使用这种“电子化学探针”进行固体催化剂表面相结构的分析,研究气体在催化剂表面的化学吸附,讨论催化反应机理,揭示金属和载体之间的相互作用或影响催化反应的电子因素,等等.     

纳米薄层Pt-Ru及Pt-Pd表面合金电极上CO吸附的原位FTIR研究

以玻碳为基底,通过电化学共沉积的方法制备纳米级厚度的表面剑金电极,运用电化学原位红我反射光谱研究ＣＯ的吸附,结果表明,所制备的Ｐｔ－Ｒｕ和Ｐｔ－Ｐｄ纳米级厚度的表面合金电极均具有异常红外效应,即吸附在不同表面位上的ＣＯ给出了红我谱峰强度增强,其方向与相应金属电极表面获得的谱峰方向相反,研究还显示Ｐｔ－Ｒｕ和Ｐｔ－Ｐｄ表面合金在电催化和表面研究中的重要意义。     

NH_3在Ir{110}(1×2)表面吸附与解离的理论

采用密度泛函理论研究了0.25覆盖度时NH3在Ir{110}(1×2)表面上的吸附和解离,得到了NH3,NH2和H的最稳定吸附位置以及相应的能量和结构,确定了NH3在Ir{110}(1×2)的解离过渡态.计算结果表明,NH3最稳定的吸附位是脊上的顶位,而NH2和H是在脊上的桥位.NH3在Ir{110}(1×2)解离的活化能为78.4kJ·mol-1,与NH3在该表面的吸附能90.0kJ·mol-1很接近,这意味着NH3在Ir{110}(1×2)表面的解离和脱附是竞争的,这与实验得到的结果是一致的.     

SmOx/Rh(100)模型表面的制备与性质

应用Auger电子能谱（AES），X射线光电子能谱（XPS）和程序升温热脱附谱（TDS）研究了SmOx/Rh(100)模型表面的制备及CO在该表面的吸附。Sm和氧的强亲合作用经起了Sm在表面的强烈偏析。氧化表面的高温热处理，导致SmOx在Rh（100）表面的进一步聚集，与120K吸附在清洁Rm(100)表面的CO的热脱附谱相比较，吸附在SmOx/Rh(100)表面的CO的热脱附谱中在176，331和600K出现了新的脱附峰，其中位于176K的脱附峰可归属于吸附在SmOx岛上的CO的脱附，而位于331，600K的脱附峰的出现与表面Sm原子的氧化程度有关，可分别归属为吸附在富氧和贫氧SmOx岛周界面Rh原子上的CO的脱附。     

表面具有非交联结构糖蛋白识别位点的分子印迹聚合物微球的可控制备

将原子转移自由基沉淀聚合技术、表面锚定糖蛋白策略及表面引发的可控自由基聚合方法相结合,发展了一种简便高效地制备表面具有(由亲水性聚合物刷形成的)非交联结构糖蛋白(卵清蛋白(OVA))识别位点的分子印迹聚合物(MIP)微球的新方法.对所得具有不同非交联印迹壳层厚度的MIP微球的形貌、化学结构、表面亲水性及模板吸附性能进行了系统研究.结果表明,该方法可高效制备在水溶液中对OVA具有优异识别性能的MIPs.随着MIP微球表面亲水性聚合物刷的引入,其表面亲水性与水相分散稳定性明显提高;同时亲水性聚合物刷的长度亦对MIPs的模板吸附性能有显著影响:只有当亲水性聚合物刷长度与OVA粒径加上微球表面修饰的苯硼酸基的总长度相近时, MIP微球对OVA的吸附容量与专一性吸附方能达到最优;此外,该MIP还具有良好的OVA选择性.