羟基磷灰石的电化学制备及其除氟性

采用清洁简便的多扫循环伏安法制备出羟基磷灰石(HAP),利用X射线衍射仪与红外光谱仪分析了合成的中间产物二水磷酸氢钙(DCPD)、最终产物HAP的晶面结构与官能团。扫描电镜显示HAP的表面形貌呈现分散性较好的棒状结构。同时,以水中F^(-)为吸附对象,研究了水中条件参数如pH、温度、阴离子含量等对所合成HAP吸附F^(-)容量的影响。结果表明,在pH为3~6的范围内,HAP对F^(-)的吸附量随pH升高逐渐增大,并在pH为6时达到最大;pH在6~10的范围内,HAP对F^(-)的吸附量随pH升高逐渐下降。水中可能共存的阴离子如Cl^(-)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-),不干扰HAP对F^(-)的吸附。在15~55℃的温度范围内,温度升高,HAP吸附容量增加,并在55℃时达到8.36 mg/g的最大吸附量,高于文献中同类材料的吸附量;经过4次吸附-脱附试验,HAP对模拟废水中F^(-)的去除效果依然符合国家标准。此外,HAP对F^(-)的吸附是一熵增、吸热的自发过程,符合Langmuir-Freundlich、Dubinin-Radushkevich两种吸附等温模型,并遵循颗粒内扩散的动力学反应机制。

环烯烃开环易位聚合物的合成

采用MoCl_(5)为核心的齐格勒-纳塔催化剂合成降冰片烯-四环十二烯的开环易位聚合物,实现稳定的100%单体转化率,凝胶率0%。并采用Al_(2)O_(3)负载的Ru催化剂和SiO 2/Al_(2)O_(3)负载的Ni金属催化剂对相同的降冰片烯-四环十二烯开环易位聚合物进行非均相加氢,可实现100%的加氢率,且简单过滤即可将催化剂与聚合物溶液完全分离。两种加氢催化剂的产品具有不同的性质,Ni负载催化剂最佳反应条件:催化剂含量10%、反应温度190℃、初始氢气压力4 MPa、反应时间2 h,加氢产物的熔融指数76 g·min^(-1),玻璃化转变温度126℃;Ru负载催化剂最佳反应条件:催化剂含量2%、反应温度180℃、初始氢气压力4 MPa、反应时间2 h,加氢产物的熔融指数10 g·min^(-1),玻璃化转变温度131℃。

亚硫酸铵对锰电解反应与析氢反应的影响

采用CV、LSV等电化学方法研究了阴极电化学机制,同时通过SEM、XPS等表征方法考察亚硫酸铵对阴极表面、锰晶体结构的影响。结果表明:氢在不锈钢阴极表面析出和锰在不锈钢阴极表面沉积的起始电位分别为-0.95、-1.40 V;亚硫酸铵对析氢反应具有明显的抑制作用,降低锰沉积的电流,减小直流电耗。当亚硫酸铵用量为SeO_(2)的4倍时,锰沉积电流效率高达67.42%,亚硫酸铵有望成为替代SeO_(2)的添加剂。在沉积锰的小区域能谱图中,能捕捉到100%纯度的锰,利于后期高纯锰的研发。

传感器用薄膜循环吸脱氢性能设计

镁基薄膜在光纤氢气传感器中应用较为广泛,但氢化时镁基薄膜氢化Pd层容易破碎,以及Mg层内容易形成致密氢化层,使得镁基薄膜的使用寿命较短。Gd由于氢化时体积变化小,有望改善镁基薄膜的循环氢化性能。然而,不同Gd元素的添加对Pd/Mg-Gd薄膜吸脱氢循环性能影响的研究较为匮乏,使用磁控溅射制备Fluorocarbon(FC)/Pd/MgGd合金薄膜,并研究了其循环氢化性能。当Gd的原子数分数在0.27~0.8时,薄膜具有较好的循环氢化性能,在140次完全吸脱氢后吸脱氢速率和光学变化区间仍旧保持较好,这是由于此时Mg-Gd合金薄膜吸脱氢反应时体积变化与Pd层相近的缘故。此外,Mg-Gd合金随着添加的Gd量的增加,材料的晶格带隙变小,因而,介电函数的实部数值越小,反射率越小。

分子动力学方法评估氢浓度对α-Fe塑性变形的影响

通过分子动力学模拟研究循环加载下氢浓度对多晶α-Fe内部塑性变形的影响。运用Ovito软件观察氢与位错、空位及晶界的相互作用。采用Wigner-Seitz单元法计算模型中的空位数。结果表明,随着氢浓度的增加,在α-Fe中,位错的产生和发射在{110}<111>滑移体系中会增强,而在其他滑移系中会受到抑制。存在一个临界氢浓度,低于该浓度时氢原子会促进塑性变形,高于该浓度塑性变形受抑制。空位数量和应力强度随着氢浓度和循环次数的增加而增加,且空位数量受循环载荷的影响小于受氢浓度的影响。该模拟方法确定了影响α-Fe塑性变形的临界氢浓度,并分析了氢浓度对位错滑移系及空位的影响,为研究氢导致的材料内部微观缺陷提供参考。

稀燃纯氢发动机怠速燃烧与循环变动试验

在一台加装了电控氢气喷射系统的四缸发动机上,就怠速、稀燃条件下纯氢发动机的燃烧与循环变动特性进行了试验研究。试验结果表明,在过量空气系数为2.08~3.20,利用原机电子控制单元自动调整点火角及怠速马达开度可以将纯氢发动机怠速转速控制在原机目标怠速（790 r/m in）附近。随着过量空气系数的增加,发动机传热损失有所降低,但平均指示有效压力及燃烧持续期的循环变动略有增加。当过量空气系数由2.08提高至3.20时,每循环进入发动机的燃料能量流量减少约15.4%。

冻融循环对甲壳素溶解性的影响

甲壳素具有许多独特的性质,但不能溶于常规溶剂,极大地限制了其广泛应用,提高其溶解性成为迫切需要解决的问题。对甲壳素和浓NaOH混合物进行反复冻融处理,慢速冷冻/低温解冻的冻融循环处理过程中冰晶的反复形成和重结晶作用,能够破坏甲壳素凝聚态特别是晶态结构,促使甲壳素溶于一定浓度的NaOH溶液中。探讨了冻融次数、冷冻温度、NaOH浓度和甲壳素与溶剂的比例分别对溶解性的影响。结果表明,-18℃、40%NaOH(甲壳素∶水=1∶4,W/V)经过3次冻融循环处理,可以形成均一、透明的甲壳素均相溶液,甲壳素终浓度约为4%,NaOH终浓度约为10%,为用均相脱乙酰法制备半脱乙酰水溶性甲壳素提供前提。结果表明,冻融循环处理能显著降低甲壳素分子内和分子间强氢键相互作用,破坏甲壳素分子致密的晶体结构,使分子结构紊乱,从而为制备水溶性甲壳素提供了可能。

玉米淀粉微球的制备与应用研究

以玉米淀粉为主要原料，以N，N-亚甲基双丙烯酰胺（MDAA）为交联剂，采用反相乳液法制备淀粉微球．其粒径为10～15μm，玻璃化转变温度为188．7～194．7℃，并比较超声波处理对乳液及产物微球粒径的影响．结果表明，以微球为修饰荆制备修饰碳糊电极（CMCPE）、伏安法（CV）研究显示微球对抗坏血酸有富集作用，这种富集作用可能与两者发生分子氢键缔合作用有关．

一个新的噻二唑衍生物H_2ADTZ与锰的二维聚合物的合成与晶体结构(英文)

A new 1,3,4 thiadiazole-derivative ligand 2,5-(s-acetic acid) dimercapto-1,3,4 thiadiazole (H2ADTZ) and its one-dimensional manganese polymer Mn(ADTZ)·4H2O had been synthesized and structurally characterized by X-ray single crystal diffraction in this paper. The Mn(Ⅱ) ion is coordinated with a distorted octahedron by two oxygen atoms from neighboring two deprotonated ligands ADTZ2- and other four oxygen atoms from four coordinated water molecules. The structural feature of the title compound is the formation of one-dimensional manganese chains polymer through the bridging of dioxygen O-O units. In the solid state structure of the complex, one-dimensional manganese chains are joined together by the weak intermolecular hydrogen bonds and vander Waals interactions forming a two-dimensional supramolecular compound. Furthermore, the UV spectra and electro-chemical properties of the title compound were also investigated. CCDC: 260532.

沼气掺氢发动机燃烧稳定性试验

在一台单缸火花点火发动机上开展了燃用不同组分配比的沼气模拟气体的掺氢混合气的燃烧稳定性试验研究.研究结果表明:在15%～35%的掺氢比范围内,随着混合气中掺氢比的增加,发动机循环变动变小,燃烧稳定性提高.掺氢导致平均指示压力的循环变动系数减小,燃烧放热率加快,火焰发展期缩短.其中35%掺氢比的混合气比15%掺氢比的混合气平均指示压力的循环变动系数降低96%,火焰发展期缩短18%.掺氢有效地加快了初期火焰的形成与发展,改善了发动机的工作稳定性.

甲氧苄啶修饰玻碳电极安培法对过氧化氢的测定

在0．1mol·L^-1 KNO3底液中，研究了甲氧苄啶在玻碳电极上的电化学性质，发现在0．140、0．177V处出现1对可逆的氧化还原峰。进一步用电化学沉积的方法将甲氧苄啶修饰在玻碳电极上，考察了各种实验条件对修饰电极性能的影响，并通过电子扫描显微镜和电化学阻抗谱对修饰电极的表面性质进行了表征，所制得的修饰电极对过氧化氢的还原有很好的催化作用。在-0．3V的工作电位下，用计时安培法对过氧化氢进行了测定，过氧化氢的浓度在1．96×10^-5-1．10×10^-3mol·L^-1范围内与响应电流呈线性关系，检出限为4．0μmol·L^-1。该修饰电极制作简单、使用寿命长，实际试样的回收率为97％～104％。

阳极H2S杂质气体对PEMFC性能影响的研究

研究了燃料气（H2）中的H2S对质子交换膜燃料电池（PEMFC）性能的影响，结果表明心S对电池性能的影响取决于燃料气中H2S的浓度、电池操作温度和电流密度，且这种影响是随时间累积的，最终都会造成电池性能的大幅衰减。使用纯净氢气并不能恢复中毒电池的性能，但通过多次循环伏安（CV）扫描可以完全恢复。同时，根据CV研究认为H2S会强烈吸附在Pt催化剂表面，随着扫描电位的升高，吸附物被氧化可能生成SO3或SO4^2-。通过电化学阻抗（EIS）的方法得到了H2＋50ppm H2S／H2半电池体系下的阻抗谱，结果表明由于H2S吸附造成H2的吸附困难。从而导致在三相界面上的电化学反应所涉厦的电荷转移阻抗增加。

Al替代Mg对La_2MgNi_(7.5)Co_(1.5)贮氢合金电化学循环稳定性的影响

研究了少量Al替代Mg(x=0.1)对La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5贮氢合金电化学循环稳定性的影响。经过充放电循环后,La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5(x=0.0,0.1)合金中的LaNi3相和αLa2Ni7相仍然保持PuNi3型结构和Ce2Ni7型结构,没有发生变化,此外,在这2种合金中出现少量新的物相La(OH)3,Mg(OH)2和Ni。LaNi3相和αLa2Ni7相吸氢形成氢化物后也保持PuNi3型结构和Ce2Ni7型结构。La2MgNi7.5Co1.5吸氢后,LaNi3相和αLa2Ni7相晶胞均呈各向异性膨胀,但LaNi3相的各向异性膨胀程度及晶胞体积膨胀率明显大于αLa2Ni7相。相比La2MgNi7.5Co1.5氢化物,Al替代Mg对La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5氢化物中的αLa2Ni7相吸氢体积膨胀的抑制作用很小,但Al替代Mg使该氢化物中LaNi3相的c轴膨胀率和晶胞体积v的膨胀率均明显降低。电化学吸放氢循环后合金的粒径变化及形貌观察表明,La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5合金的抗粉化能力优于La2MgNi7.5Co1.5合金,这是Al替代Mg改善La2MgNi7.5Co1.5合金电极电化学循环稳定性的重要原因。

普鲁士蓝膜修饰铂电极对过氧化氢的电催化还原研究

在循环伏安法制备PB膜修饰铂电极的基础上,研究了其对过氧化氢的电催化还原特性,并讨论了催化机理。结果表明PB膜修饰电极对过氧化氢有很好的催化作用,过氧化氢浓度在0.05～5mmol·L^(-1)范围内,浓度与电流响应呈线性关系。有望在氧化酶生物传感器开发中获得进一步的应用。

带极性侧链的环[6]芳酰胺的球形自组装

环芳酰胺是一类基于三中心氢键促进,经寡聚前体一步大环合成法得到的刚性大环分子.通过紫外-可见(UV-Vis)光谱、动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)等实验手段,详细考察了侧链为三甘醇单甲基醚链,由六个苯环单元组成的环[6]芳酰胺的自组装行为.实验结果表明,该大环在1,2-二氯乙烷中发生自组装,其组装聚集体随温度升高产生从聚集体到单分子的解聚变化,至70℃时几乎完全解聚;在由良溶剂(二氯甲烷)和不良溶剂(芳烃类)组成的混合溶剂中,带有三甘醇醚链的环[6]芳酰胺化合物1自组装成微球,结合热稳定性实验和TEM证实是实心微球而非囊泡.进一步发现微球形成和形貌依赖于混合溶剂中不良溶剂的极性和种类,芳烃类溶剂有利于微球形成,而烷烃和极性溶剂则不利,后者更倾向于形成膜的结构.

聚4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚膜修饰玻碳电极测定过氧化氢

利用循环伏安法(-0.5～2.2 V)将4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚(PAR)电聚合修饰到玻碳电极表面,制备了聚PAR膜过氧化氢(H2O2)传感器。并采用循环伏安法和计时安培法研究了修饰电极的电化学性质和对H2O2的响应特性。结果表明,PAR膜修饰电极在低的电位下对H2O2具有优异的电催化还原效应。在磷酸盐缓冲溶液中(pH=8.0)用计时安培法对H2O2进行了测定(工作电位0.45 V),响应电流与其浓度在2×10-5～1.76×10-3 mol/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数r=-0.999 83,检测限(S/N=3)为3μmol/L。该修饰电极灵敏度高、稳定性好、制备简单,在H2 O2的测定中对抗坏血酸、尿酸和葡萄糖有较好的抗干扰性。

一种新型储氢材料——改性四氧化三铁的储氢性能研究

以金属Mo,Al,Cr,W可溶盐为添加物,通过共沉淀法由FeCl3和(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O的水溶液制备了单金属添加的Fe3O4改性储氢材料.采用循环储氢性能评价方法,研究了材料的储氢性能;利用X射线粉末衍射、SEM扫描电镜和BET比表面积测试手段,分析了材料储-放氢前后的微观结构.结果表明:添加了Mo金属的Fe3O4材料四次循环的放氢温度最低,为310～314℃(放氢速率为300μmol?min-1?Fe-g-1),低于目前同类最好的储氢材料(50℃左右);对材料的微观结构研究表明:采用本文方法制备的金属添加的Fe3O4储氢材料其粒度大约在50～70nm.此外,材料的催化活性主要与掺杂的金属类型和材料粒度的大小有关.

氢发动机燃烧循环变动及其影响因素的研究

通过1台点燃式进气歧管喷射氢燃料发动机的最大燃烧压力的试验分析,获得了不同工况下的最大燃烧压力循环变动系数,以此为基础研究了过量空气系数、点火提前角以及转速对氢燃料发动机燃烧循环变动的影响趋势。结果表明,点火提前角对氢燃料发动机循环变动的影响相对较大。

混氢对怠速工况发动机循环变动和排放的影响

针对汽油机怠速时循环变动大、排放高的问题,在一台加装了电控氢气喷射系统的1.6L汽油机上就混氢对发动机怠速性能的影响进行了试验研究。在怠速条件下,通过自主开发的电子控制单元调整氢气与汽油的喷射脉宽,使进气中混氢体积分数从0%逐渐增加至6.52%,同时减少汽油的喷射脉宽,以保证混氢后发动机仍工作在理论过量空气系数条件下。试验结果表明,混氢后发动机火焰发展期和快速传播期缩短;平均指示有效压力的循环变动系数由原机的9.97%减少至混氢体积分数为6.52%时的4.93%。NOx排放随混氢分数增加而减少;在混氢体积分数小于4.88%时,HC与CO随混氢比的增加而减少,但当混氢分数大于4.88%时,HC与CO排放再次升高。

循环伏安法测定氢在MlNi_(3.7)-MnAl_(0.3)贮氢合金中的扩散系数

利用循环伏安法测定了氢在 Ml Ni3 .7-Mn Al0 .3 ( Ml:混合稀土金属 )贮氢合金中的扩散系数 ,其值为 D=1 .1 9× 1 0 - 8cm2 /s,与电位阶跃法测定值4.2 0× 1 0 - 8cm2