淮北石台煤矿接触变质煤速热碳化的微组构解译

作为岩浆吞噬煤层的信息记录者和物质承载者,接触变质煤是揭示煤层速热碳化过程和机理的重要研究对象。为此,本研究采集了淮北石台煤矿不同热变质程度的接触变质煤样品,利用镜质组反射率测试、元素分析、工业分析、偏光显微镜(PLM)和扫描电镜(SEM)等实验手段,表征其微组构特征,以期揭示煤层速热碳化的机理和过程。结果显示,从未受影响煤、浅热变质煤到天然焦,样品最大镜质组反射率、灰分产率升高,氢、氮元素以及挥发分含量降低。未受影响煤显微组分以胶质结构体为主,局部发育丝质体;浅热变质煤中裂隙发育、少见脱挥发孔;靠近岩体的块状天然焦中镶嵌结构炭和脱挥发孔发育,孔径多介于20~150μm;岩体内的细脉状天然焦,主要由多孔炭和炭微球组成,富含圆形—椭圆形气孔,孔径多介于1~3μm。分析表明,趋近岩体,接触变质煤热变质程度连续增加:浅热变质煤是煤层受较弱热变质而脆性断裂的结果;天然焦是浅热变质煤热解脱挥发分和中间相化的产物;至岩体附近,天然焦被液化成多孔炭和炭微球,后二者最终被氧化为气态碳氧化物而消失。我们认为,岩浆接触变质煤速热碳化的实质就是固态煤岩被岩浆热解而中间相化、液化和氧化气化的过程。

不同尺寸锐钛矿结构TiO_2纳米晶的高压相变研究

本文利用溶胶-凝胶法合成出5.6 nm、8.6 nm和19.4 nm三种尺寸的锐钛矿结构TiO2纳米晶,并利用金刚石对顶砧压机结合Raman光谱技术研究了尺寸效应对其在23 GPa高压下结构相变的影响。结果发现,对于5.6 nm和8.6 nm的样品,加压到23.2 GPa和22.5 GPa的压力时没有发生结构相变,而是转变为无定型结构,卸除压力后,依然保持为无定型;而19.4 nm的样品在约11.3 GPa时逐渐转变为单斜斜锆石结构,在卸压后转变为α-PbO2结构。相对于块材,尺寸越小,相变压力越大。基于吉布斯自由能理论,尺寸减小引起的表面能增大被认为是相变压力变大的主要原因。

Selective Oxidation of Aldehyde over Hydroxymethyl Group Catalyzed by Gold Nanoparticles in Aqueous Phase

A protocol for selectively oxidizing aldehyde over hydroxymethyl group is developed, using biomass starch protected gold nanoparticles (NPs) as catalyst. The Au NPs show high selectivity that aldehyde is oxidized into carboxylic acid while alcoholic hydroxyl group stays intact in selective oxidation of 4-(hydroxymethyl)-benzaldehyde. The heterogeneous catalysis system is composed of soluble catalysts and insoluble substrate. The gold catalyst is prepared, preserved and applied for catalytic oxidation all in water. After reaction conditions are optimized, H2O2 is found to be the best oxidizing agent with complete conversion.Besides, the gold catalyst displays good versitility for aldehyde derivatives. After reaction completes, organic components are extracted by organic solvent and gold NPs in water are separated and recycled.

选择性控制的配体工程在金团簇催化中的作用（英文）

金团簇表面的硫醇配体影响着团簇的催化性质,尤其是选择性.我们采用在真空条件下通过程序升温的方法逐渐剥除金团簇表面的硫醇配体来制备催化剂,利用透射电镜,红外光谱对催化剂结构进行表征,以硝基化合物催化还原反应为模型反应,详细研究了配体对催化活性和选择性的影响.研究发现因配体被剥离导致底物更容易接近团簇表面,最终使得反应转换率大幅升高.实验结果还表明金团簇催化剂催化不同官能团取代的底物显示了良好的官能团兼容性,有吸电子效应的硫配体使团簇表面带正电荷,进而避免苯胺衍生物的产生.