Pt掺杂石墨烯吸附HCN的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了本征石墨烯、Pt掺杂石墨烯在不同吸附位点和方向上对氰化氢(HCN)的吸附作用。计算、分析了本征石墨烯和Pt掺杂石墨烯的几何结构,以及吸附单个HCN分子后的吸附能、吸附高度和态密度的变化。研究发现,本征石墨烯吸附时,C—C键长由1.42变为1.416~1.430;垂直吸附相较于平行吸附,吸附能提高。Pt掺杂后,石墨烯的几何结构改变明显,C—Pt键长由1.42增加至1.838~1.839,对HCN的吸附性能显著提高,吸附能增大,吸附距离减小,最佳吸附位点为H位。Pt掺杂石墨烯与本征石墨烯相比,掺杂后的石墨烯与HCN分子之间的电子态密度杂化效果增强,表明Pt掺杂石墨烯提高了对HCN分子的吸附作用。

Pt掺杂对Ti/SnO_(2)-Sb-Nd纳米球状电极性能的影响

采用一步水热法成功制备出不同Pt掺杂量下Ti/SnO_(2)-Sb-Nd-Pt纳米球状电极,通过SEM、XRD和XPS表征电极表面的形貌、结构和化学组成,LSV、CV和加速寿命(ALT)测试电极的电化学性能和稳定性,并通过降解硝基苯(NB)能力验证电极催化活性。结果表明,Pt掺杂不会改变电极的SnO_(2)晶型结构,适量Pt掺杂可以使电极表面涂层更加均匀致密,提高电极稳定性,但降低了涂层中吸附氧含量,使得电极催化活性降低。掺杂1.5%Pt后,电极ALT由28.0 min延长至78.2 h,虽然NB去除率由96.53%降至80.61%,但在电极实际使用寿命内,NB理论降解总量由62.6 mg/cm^(2)增至8 754.1 mg/cm^(2)。显示了该电极具有良好的应用潜力,为开发高效、稳定的电极材料提供了参考。

Pt掺杂MoSe_(2)吸附CF_(3)I分解组分的第一性原理研究

CF_(3)I作为SF_(6)最具潜力的新型环保绝缘气体,在电气设备出现局部放电、过热等缺陷故障时,会产生C_(2)F_(6)和C_(2)F_(4)等强温室气体,为确保电力设备稳定运行,有必要对CF_(3)I典型分解组分吸附去除.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,通过吸附能、吸附距离、电荷转移和态密度等吸附指标,分别探究了不同数量Pt掺杂MoSe_(2)对C_(2)F_(6)和C_(2)F_(4)气体分子的吸附性能.研究结果表明:不同数量Pt掺杂在MoSe_(2)表面均存在稳定的掺杂结构,且相较本征MoSe_(2),Pt掺杂后的MoSe_(2)导电性均得到了有效增强;Pt掺杂MoSe_(2)对CF_(3)I分解组分的吸附效果:Pt_(2)-MoSe_(2)>Pt-MoSe_(2)>Pt_(3)-MoSe_(2)>Pt_(4)-MoSe_(2),且Pt_(2)-MoSe_(2)对C_(2)F_(4)表现出强烈的化学吸附作用,而对C_(2)F_(6)为弱物理吸附;Pt_(2)-MoSe_(2)对CF_(3)I分解组分具有选择吸附性,有望用作CF_(3)I典型分解组分C_(2)F_(4)的吸附去除材料.

Pt掺杂Pd/C催化剂催化间苯二酚合成1,3-环己二酮的研究

1,3-环己二酮分子中含有活泼的β-二羰基结构,常作为药物分子的关键中间体,从而在有机合成领域有着广泛的应用。催化加氢法以其收率高、反应易控、易分离、品质稳定、环境友好等特点而受到人们的重视,是目前生产1,3-环己二酮的主流方法。工业生产中主要是以Pd/C为催化剂进行选择性加氢,相比于价格相对较高的贵金属Pd,价格低廉的Pt更具优势。因此,研究Pt掺杂Pd/C催化剂具有重要的现实意义。本文以Pt掺杂Pd/C为催化剂,催化间苯二酚合成1,3-环己二酮,着重考察了反应压力、温度、催化剂组分、金属Pd含量对选择性加氢反应的影响,对未来工业化生产有一定的借鉴意义。

Pt掺杂SnO_2花状纳米结构的合成及其气敏性能的研究

用原位掺杂法制备了Pt/SnO2花状纳米结构。通过控制反应源物中n(Pt4+)/n(Sn4+)比率,可以获得不同Pt掺杂量的复合纳米结构。采用SEM、XRD、TEM和Raman光谱对样品的形貌、结构等进行了分析,并测试了材料的NH3气体敏感性能。结果表明,Pt掺杂的SnO2纳米花大小约为2μm,由平均直径为180nm,长度约为500nm的纳米棒组成;掺杂后SnO2的拉曼振动峰有了较大的偏移,并出现了新峰148cm-1,这可能与Pt掺杂造成的晶格畸变有关;由Pt/SnO2纳米材料制得的气敏元件在300℃时对2.00×10-4的NH3的灵敏度可达80。

Pt掺杂对Cu-Mn-Ce复合氧化物催化燃烧性能的影响

为提高复合氧化物催化剂的催化燃烧性能和热稳定性,采用溶胶-凝胶法制备一系列贵金属Pt改性的Cu-Mn-Ce催化剂,采用XRD、BET、H2-TPR、Raman对催化剂进行了表征,并以甲苯催化燃烧为模型反应考察了催化活性。结果表明,Pt掺杂会导致Cu-Mn-Ce晶相结构中出现较多的缺陷位,并使比表面积和表面氧数量增加,增强了催化剂的氧化-还原能力。活性测试表明,Pt掺杂可以提高催化剂对甲苯的催化燃烧活性和热稳定性。

Pt掺杂锐钛矿相TiO_2光催化剂的微观机理研究

采用第一性原理平面波超软赝势方法研究了Pt掺杂锐钛矿相TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质,结果表明,Pt掺杂后锐钛矿相TiO2晶格产生畸变,晶胞体积增大晶胞内部八面体偶极矩增加;Pt5d轨道与O2p轨道、Ti3d轨道杂化,分别在价带顶和导带底产生杂质能级,禁带宽度变小,光吸收带边红移至可见光区。理论计算结果与文献报道的实验结果基本一致,较好地阐明了Pt掺杂提高锐钛矿相TiO2光催化性能的机理。

水热沉淀法制备Pt掺杂TiO_2空心球及其对罗丹明B的降解

以硫酸钛、尿素为原料,碳球为模板,采用水热沉淀法制备了TiO2空心球,用水合肼还原氯铂酸的方法得到Pt掺杂的TiO2空心球.利用X线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X线光电子能谱仪(XPS)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等测试手段对所得的样品进行了表征,并以高质量浓度的罗丹明B为降解物考察了其在紫外光下的光催化活性.实验结果表明,掺杂少量的Pt不会影响TiO2空心球的晶型.光催化降解实验表明,水热沉淀法制备的Pt-TiO2空心球在紫外光下具有比商品二氧化钛P25(Degussa)更高的光催化活性,特别是Pt掺杂量2.0%的TiO2空心球的光催化活性最高,当光催化反应2 h后对罗丹明B的脱色率可达100%.

Pt掺杂CdS光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法分析了Cd S和Pt掺杂Cd S的几何、电子结构和光学性质,计算结果表明Pt掺杂的Cd S结构引入了由Pt贡献的导电载流子,增强了Cd S的电导率,另外,费米能级下移进入价带。研究表明,Pt掺杂的Cd S结构在费米能级附近出现了杂质能级,这是由Pt的5d态电子所形成;在光学性质上,Pt掺杂的Cd S在可见光区的吸收系数比理想Cd S高,能量损失峰出现红移现象,可见,Pt掺杂的Cd S晶体具有更高的光催化活性。

Pt掺杂CaTiO_3体系相平衡的理论研究

已有实验表明贵金属Pt能够随外界氧化还原条件的改变,自发地在钙钛矿Ca Ti O3内部和表面之间迁移,有效抑制贵金属颗粒的烧结,使得贵金属长期保持高效的催化活性,因此该体系被称为汽车尾气"智能催化剂"。但当前对该体系中贵金属与载体之间的相互作用,以及贵金属迁移特性发生的条件以及程度的研究很少。采用第一性原理计算方法与集团展开法以及蒙特卡洛方法相结合构建Pt Ox-Ca O-Ti Ox三元相图,对可再生汽车尾气催化剂Pt掺杂Ca Ti O3体系进行了理论研究。第一性原理相图分析表明,Pt能够以不同浓度取代Ca Ti O3中的Ti原子;而热力学相图分析表明,Pt掺杂到Ca Ti O3中将形成固溶体,更重要的是Pt能够在氧化还原条件下与Ca Ti O3形成固溶体或者析出,与"智能催化剂"的概念相一致。此外,相图分析还预测了其它一些氧化物以及合金结构的存在,并得到了这些物质之间的相变规律。这些结果将为实验工作提供有益的帮助,有利于开发高效的汽车尾气催化剂。

Pt掺杂对Sb：SnO_2薄膜酒敏性能的影响

采用非醇盐溶胶-凝胶工艺在Al_2O_3基片上旋转涂敷制得掺Sb的SnO_2薄膜。再经直流溅射制得掺Pt的Sb:SnO_2薄膜,探讨了不同Pt添加量对气敏性能的影响。结果表明,对Pt的溅射时间为90s时,元件对50ppm浓度乙醇气体的灵敏度高达43。经选择性研究表明,该元件有较好的选择性和优异的酒敏特性。

可见光响应Pt掺杂纳米TiO_2的光催化氧化NO_x性能

采用溶胶-凝胶法制备不同Pt掺杂比例的Pt-TiO2光催化剂。通过XRD、XPS、UV-vis表征光催化剂结构,在紫外光及可见光下考察其对NOx的光催化氧化活性。结果表明,所制备的Pt-TiO2均为锐钛矿相,对NOx有明显的可见光降解效果,并且以Pt/Ti比为0.4%时,其光催化活性最高。与P25及TiO2相比,Pt-TiO2在紫外光及可见光下的光催化活性均有较大提高,其NO转化率明显提高,NO2选择性生成率明显降低,归因于Pt的掺杂引入了杂质能级并促进了催化剂的光生电子-空穴对的分离。

Pt掺杂TiO_2/粉煤灰漂珠的制备及光催化降解特性

以粉煤灰漂珠为载体、钛酸四丁酯为钛源、氯铂酸为铂源,采用溶胶凝胶法制备了Pt掺杂TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料。采用XRD、UV-Vis、XPS、SEM、EDS等对其进行表征,以亚甲基蓝为目标降解物对其光催化活性进行了研究。结果表明,负载在漂珠表面的TiO_2是锐钛矿型;Pt的掺杂能够促使TiO_2的吸收边红移,产生可见光响应,但是,掺杂过量的Pt会导致光催化活性下降;Pt元素在TiO_2中是以Pt4+和Pt单质的形式存在;Pt的最佳掺杂量为1.5%,在加入量为0.5 g时,暗反应30 min、光催化180 min后对浓度20 mg/L、pH=11.8的亚甲基蓝溶液的降解率达94.1%;无机阴离子的加入有利于光催化反应速率的提高,但是过多的阴离子反而会对光催化反应速率产生抑制作用。

Pt掺杂WO_3微米球对丁基黄药的气敏特性

浮选过程中黄药挥发出的气体对人体危害较大,因此,开发对黄药挥发气体呈现高灵敏度、快响应-恢复速度、强稳定性的气体传感器具有重要意义,为此,采用水热合成法制备出Pt掺杂WO_3微米球。采用XRD、SEM、FTIR等手段对其结构形貌检测表明,Pt掺杂WO_3微米球具有六方相晶体结构,球体大小均匀,直径在3~5μm,由WO_3纳米棒组装而成。对Pt掺杂WO_3微米球对丁基黄药的气敏性能研究结果表明,Pt掺杂WO_3微米球对丁基黄药气体表现出良好的气敏响应-恢复特性和重现性,在工作温度100℃时获得最大气体灵敏度。随着丁基黄药气体体积分数的增加,灵敏度呈逐渐上升趋势。

Pt掺杂锐钛矿型TiO_2电子结构和光学性质第一性原理研究

为了研究Pt掺杂对锐钛矿型TiO2电子结构和光学性质的影响,本文采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,对未掺杂和Pt掺杂锐钛矿型TiO2的电子结构和光学性质做第一性原理计算。得到了掺杂前后的晶格结构常数、结合能电子态密度分布、能带结构、介电函数虚部、光吸收系数等性质,定性地分析了掺杂前后能带结构和光学性质的变化。研究结果表明,Pt掺杂锐钛矿型TiO2带隙中能产生新的能带,而且能带位置明显下移,掺杂后不但能使TiO2的吸收带产生红移,而且在可见光区具有较大的吸收系数,表现出较高的光催化活性,理论与实验基本吻合。

Pt掺杂TiO_2光催化CO_2/H_2O性能研究

用阳极氧化法制备TiO_2,光电沉积Pt进TiO_2中,考察掺杂前后TiO_2光催化CO_2/H_2O的效果。结果表明,掺杂Pt后TiO_2对光的吸收带边红移,提高了光响应电流,对CO_2/H_2O的催化能力更强,掺杂Pt后乙醇时空收率最高到9.15mg·(cm·h)^(-1),约是未掺杂的4.5倍。

Pt掺杂ZnFe2O4纳米颗粒的制备及气敏性能研究

本文通过液相法合成了Pt掺杂ZnFe2O4纳米颗粒,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对材料结构、形貌等进行表征,并将其制成厚膜型气敏元件,探讨烧结温度、掺杂量及工作温度对其气敏性能的影响。结果表明:Pt掺杂未改变ZnFe2O4的尖晶石结构;600℃烧结,2%Pt掺杂ZnFe2O4气敏元件在150℃的工作温度下对1×10^-4(V/V0)的H2S气体灵敏度达144.11;在此工作温度下对1×10^-6(V/V0)~1×10^-3(V/V0)H2S气体均有较好的响应-恢复特性。

第一性原理研究Pt掺杂NiTi金属间化合物晶体结构与电子结构(英文)

利用第一性原理研究了Pt掺杂B2结构的NiTi合金的晶体结构与电子结构.研究表明,Pt掺杂比例不高于6.25%时,体系的结构不发生变化,并且点缺陷形成能更低,说明掺杂Pt元素能提高体系的稳定性.而态密度,布局分析以及电荷密度分布的计算进一步表明,Pt原子的d电子成键能力很强,与周围原子剧烈的相互作用,结构更为稳定。通过比较不同取代位点得出Pt更倾向于取代Ni位。

利用浮质方法将硝酸盐和PDDA-Pt(IV)复合溶液合成纯净及Pt掺杂的ZnO颗粒(英文)

Pure and Pt-doped ZnO nanophase particles were synthesized using the ultrasonic spray pyrolysis. Particles were obtained through decomposition of zinc nitrate and new developed Pt（IV） complex with 1,3-propylenediamine-N,N-diacetate ligand （pdda） belonging to the tetradentate class. The complex is characterized by elemental analysis, electronic absorption and infrared spectra. The crystal structure of trans-[Pt（pdda）Br2]·H2O complex has been determined implying that Pt（IV） ion has a distorted octahedral coordination due to intramolecular N-H ...Br interaction. Ultrasonically derived pure and Pt-doped ZnO particles were characterized by XRD, SEM, EDS and TEM analysis. It was shown that zincite phase exhibits different growing morphologies influenced by precursor chemistry and processing parameters. The composite inner structure, primary particle size and mechanism of Pt 4+ ion introducing into ZnO cell is discussed based on structural refinement and selected area electron diffraction analysis.

Pt掺杂锐钛矿TiO_2(001)面的第一性原理研究

基于Pt掺杂锐钛矿TiO_2(001)面的最稳定结构,采用第一性原理计算了铂掺杂锐钛矿体系在(001)表面的形成能,通过形成能的比较得出了Pt掺杂TiO_2(001)表面最佳掺杂位置及掺杂结构;再进一步通过对掺杂后原子态密度和能带结构的计算,综合分析了铂掺杂锐钛矿体系在(001)表面有利于提高锐钛矿TiO_2的光催化氧化效率。