单层含氧缺陷δ-MnO2用于二氧化碳还原（英文）

电催化还原二氧化碳成多碳燃料一直是研究的热点.而找到活性高,选择性优,稳定性好的催化剂一直是研究者们奋斗的目标.二氧化锰因其独特的物理和化学性质被广泛的应用于电催化领域,而缺陷的调控可以改变催化剂的电子性质,在此次工作中作者系统地研究了在有氧缺陷和没有氧缺陷的二维二氧化锰上的电催化二氧化碳还原反应.通过利用自旋极化密度泛函理论,作者分别计算了他们的电子性质和分子在吸附过程中的能量值.结果显示,缺陷的引入改变了二氧化锰的特性,使其从半导体性质变为半金属性质,从而提高催化剂的导电性.同时,分析能量图也很容易发现对应产品的选择性也发生了变化.二氧化锰有利于甲酸的产生,而氧缺陷的二氧化锰更有利于一氧化碳的生成.本研究将为二氧化碳还原的其他非贵金属氧化物催化剂的结构设计和优化提供一定的指导.

PVA杂化膜中小分子吸附和扩散行为的分子模拟

无机粒子掺杂聚乙烯醇(PVA)改性膜材料在渗透汽化酯化体系脱水方面展现出良好工业应用前景,但还缺乏微观层面的机理探究和基础理论数据。采用分子模拟手段构建了ZSM-5和ZIF-67两种粒子分别与PVA混合后的杂化材料分子结构模型,得到了无机粒子在PVA链段间的分布情况;利用Monte Carlo(MC)方法模拟了乙酸乙酯、水在PVA杂化材料中的吸附行为,考察了掺杂比例和温度对吸附量、吸附等温线的影响;利用分子动力学(MD)方法模拟了乙酸乙酯、水在杂化材料中的扩散行为,计算了杂化材料内部的自由体积分数(FFV),考察了掺杂比例和温度对小分子在杂化材料中扩散系数的影响。结果表明,两种杂化材料对水的吸附量显著高于酯,且ZSM-5/PVA材料对水的吸附量高于ZIF-67/PVA材料;水在两种杂化材料中的扩散系数大于乙酸乙酯,且由于ZSM-5/PVA材料具有更大的FFV,小分子在ZSM-5/PVA中的扩散系数远大于在ZIF-67/PVA中的扩散系数。本研究为PVA材料改性及传质分离提供了理论指导。