单纳米粒子表面的甲醇电催化氧化过程

由于全球资源短缺和环境污染等问题日益加剧,开发利用洁净高效的新能源已成为当今社会研究热点.其中,直接甲醇燃料电池(DMFC)具有低温启动、无需重整制氢、洁净环保和体积小巧等特性,展现出较好的应用前景.DMFC的阳极反应为甲醇氧化反应,甲醇的完全氧化涉及到复杂的六步电子转移反应过程.揭示甲醇氧化的反应路径与机理,阐明催化剂的真实活性中心以及毒化效应,对于高效催化剂的设计和制备至关重要.随着纳米技术的发展,在单颗粒水平对纳米催化剂进行表征受到了越来越多的关注.因此,亟需发展具有高灵敏度的原位界面表征方法,实现纳米尺度的精准测量,排除催化剂平均效应,获取纳米表界面真实的催化反应信息.本文结合纳米等离子共振散射光谱与电化学技术,获得了单个纳米催化剂的同步光电响应信号,实现单颗粒水平纳米粒子表面化学、电化学反应过程(如电荷转移、分子吸附等)的高灵敏监测,揭示纳米尺度表界面催化反应机制.利用这一技术,动态监测了单个金/铂包金纳米颗粒表面的甲醇氧化过程.结果表明,在金纳米颗粒表面,甲醇氧化主要通过HCOOH路径,生成产物为HCOOH或CO_(2).其中,反应中间体与羟基离子的竞争性吸附起到重要作用,反应决速步为Au-OH和Au-CHO的共吸附.而铂催化甲醇氧化主要经过CO路径,决速步为Pt-OH和Pt-CO氧化生成Pt-COOH过程.此外,观测到金和铂氢氧化物为催化反应的活性物种,进一步证实了金属氧化物对于催化活性的钝化作用.结合密度泛函理论模拟,明确了甲醇氧化反应中间体吸附与金属氢氧化物演变之间的内在联系.综上,本文利用纳米等离子共振散射光谱,原位监测了单个纳米粒子表面的甲醇电催化氧化过程,实现了催化剂真实活性物种演变与失活过程的直接观测,揭示了不同催化剂表面的决速步骤,为提高催化反应效率提供了更加准确的反应信息.本文将有益于纳米等离子共振散射光谱在电催化反应高灵敏监测方面的广泛应用,并为高效甲醇催化剂的制备提供参考.

暗场显微镜下的彩色“纳米星”

具有独特局域表面等离子共振散射特性的贵金属纳米粒子,在可见光区域表现出明显的吸收和散射光谱特性。在过去的几十年中,基于纳米金和纳米银溶液的可视化颜色传感器,被广泛应用在金属离子、生物分子、农药等灵敏检测。自2000年,暗场显微镜的出现,实现了纳米尺度下等离子共振散射光谱的精准获取,将传感尺度从传统的实验试管发展到单纳米颗粒界面。单颗粒检测消除了本体溶液中大量纳米粒子产生的平均效应,可提供更加准确的反应信息。纳米粒子的散射光谱主要取决于颗粒的尺寸、形貌、成分以及颗粒间耦合作用等,因此,具有特定散射颜色的单个纳米粒子,可以作为优异的纳米探针。这篇综述聚焦于单颗粒纳米传感,首先介绍了纳米粒子局域表面等离子共振的原理和发展历史。随后,主要讨论了单个贵金属纳米粒子作为颜色编码传感器,在生物分子、环境污染物以及能源等领域的应用,尤其是基于单颗粒的原位纳米光谱电化学传感及其在电催化反应中的应用。例如,利用纳米粒子的溶出和生长过程,精巧地设计了针对不同待测物的纳米探针。另一方面,对单纳米粒子结构演变过程的原位监测,也有助于对纳米材料制备机理的理解。最后,着重探讨了纳米颜色传感器信号提取放大的检测手段,包括将肉眼识别的颜色转换为可读的三原色信息以及偏振光检测技术等,进一步扩展单颗粒颜色传感的应用范围。

海上钻井平台粧腿焊接工艺评定与分析

对钻井平台桩腿材料690MPa淬火+回火细晶类高强钢的可焊性进行分析研究。拟定合理焊接工艺评定方案,通过工艺评定验证其合理性。确定了一套严格的焊接工艺参数,主要包括:焊前预热、道间温度控制、焊接线能量控制、道间清理要求、焊后消氢、无损检测等控制项目。

铜掺杂的羟基氧化镍用于高效电催化乙醇氧化

醇的电化学氧化反应是能源和化学转化领域的一个研究热点,它在燃料电池、生物质利用和精细化学品合成等领域展示出了广阔的应用前景.其中,乙醇是绿色、无毒的液体燃料,与其相关的电催化氧化反应也在直接乙醇燃料电池、电催化乙醇重整制备高附加值的产物(如乙酸盐)等方面得到了广泛的研究.目前广泛使用的乙醇氧化的电催化剂以铂、钯、铑等贵金属为主,但其自然界储量较低,成本高昂,同时会因电催化乙醇氧化过程中产生的一氧化碳等中间产物而中毒失活.因此,研究人员致力于开发具有高活性、高稳定性和高选择性的非贵金属基乙醇氧化电催化剂.镍基催化剂不仅展示出电催化乙醇氧化的活性,也可以活化水产生OHads用于解决CO中间体引起的催化剂中毒问题.铜基材料具有优异的本征电导率.受之前研究的启发,本文在镍基材料中掺杂铜以形成高价态的镍位点,如Ni^(3+)物种,从而使镍基材料获得更好的电催化乙醇氧化性能.通过原位电化学重建策略,开发了一种以铜镍合金为前驱体的铜均匀掺杂的羟基氧化镍电催化剂.铜掺杂改善了羟基氧化镍的导电性,促进高价镍物种的产生,从而改善了羟基氧化镍在电催化乙醇氧化中的性能.采用X射线粉末衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和透射电子显微镜等技术表征了所制电催化剂的物构性质.可以发现,引入铜掺杂物后,羟基氧化镍中高价态Ni^(3+)物种的比例(72%)相较于掺杂前(35%)提高了1倍,且表现出优异的电催化乙醇氧化制备乙酸盐的性能.在1.72 V(相对于RHE)下的电流密度可达227 mA·cm^(‒2),具有较高活性,生产乙酸盐的法拉第效率达到98%以上;使用32 h后,催化剂仍然保持了最初活性的73%,具有较高的稳定性.通过电化学活性面积、电化学阻抗、塔菲尔斜率等一系列的电化学手段研究,也证明了铜的引入是羟基氧化镍电催化乙醇氧化性能提高的关键.此外,本文使用了电化学原位拉曼光谱实时监测了电催化乙醇到乙酸盐的反应过程,在所有给定电位下均可以观察到乙醇、乙醛和乙酸盐的特征峰.结合核磁共振氢谱分析结果,表明乙酸盐是铜掺杂的羟基氧化镍电催化乙醇氧化过程中的主要产物,而乙醛可能是该过程中生成的重要中间体.本工作为设计用于乙醇电化学氧化生产高附加值产品的非贵金属催化剂提供了一条有潜力的途径.

上海文博会重奖激励诚信经销商

将于9月15日-18日开幕的2004中国(上海)国际文化用品博览会,参展招商以及为专业人士设计的各项功能活动筹备工作,目前已顺利进入最后准备阶段。本届文博会为进一步推动行业发展,提倡诚信经商,组委会决定发起组织首届"中国‘十佳’文化用品经销商"评选活动,并拨出专项资金,重奖具有一定销售规模、诚信经营和在业界较具知名度的经销商、代理商。

2004上海文博会续华章强化终端战略再创辉煌

2004上海文博会，汇聚日、美、德、韩等国家以及中国香港、台湾等地区的著名品牌。其中包括：齐心、马利、得力、瑞特元昌、贝发、益而高、青岛昌隆、金万年、中韩晨光、百能、海文集团、英雄、白金、统联、晨奇、樱花、震旦、青岛惠运、嘉和、康尼、花花公子、雄狮……

男人补吧，不是罪

“男人很累，男人很烦”。事实上男人真的很累。事业上的拼搏、商场中的竞争，生活中的负担以及男人不同的生理状况，这一切都给男人带来很大的精神压力和体力消耗，所以男人更需要“补”。但药补不如食补，男性朋友可根据自己的身体状况来选择不同的食物，男人补吧，不是罪!

文具行业相约上海文博会

去年秋天，以多年承办全国性专业展会实力，首次组织亮相的中国(上海)国际文化用品博览会，就以其品牌与贸易的高度融合，突破了历年全国文化用品交易会的传统陈式，显示出国际化专业展示平台的精粹架构，从而引起国内外业界的极大关注。2004年中国文博会，由中国文教体育用品协会、中国国际贸易促进委员会轻工分会主办，上海一百集团会展服务有限公司承办、并在上海市商展办展览有限公司、宁波文具行业协会协同承办，以及业内实力派专业公司全力支持下，将于9月15日—18日在上海光大会展中心拉开帷幕，以此主承办方的行业阵容，即可显现本展会的专业程度。

美美的心里 美美的菜

俗话说：“冬吃萝卜夏吃姜，不劳医生开药方。”冬天，市场上萝卜的种类增多。有一种圆圆的，内肉发红的萝卜叫心里美，妈妈不妨买些回家让孩子吃。

Cr-Mo钢焊材的焊接性试验

对 Cr-Mo 钢焊材使用情况进行概述及材料焊接性进行分析,使用国内生产基地的焊材按照合适的焊接工艺参数和热处理制度进行焊接性试验,其试验结果均合格,焊接工艺性良好,能够保证产品焊缝质量。

卧室噪声影响睡眠质量

你能安稳地一觉睡到天亮吗？睡觉时你最无法忍受哪些干扰？近日，法国国家睡眠与苏醒研究院的一项最新调查结果显示，有1／3的人受环境噪声的影响而睡不好觉，这些噪声已成为影响睡眠质量的最大障碍。