CVD金刚石的晶体形态及界面位向关系

综述了CVD金刚石的晶体形态及界面位向关系。用SEM观察CVD金刚石晶粒形态主要有立方体、长方体、八面体、立方八面体、孪晶八面体、十面体和二十面体颗粒以及球形金刚石,讨论了晶粒的形成条件。用TEM观察则主要有单晶体、孪晶八面体和五重孪晶体形态。界面位向关系主要有:Si(001)//Diamond(001),Si<110>//Diamond<110>;Si(111)//Diamond(111),Si<110>//Diamond<110>和Si(110)//Diamond(110),Si[110]//Diamond[111]。

Cu/Al_2O_3扩散焊接头界面晶体位向关系对断裂能量的影响

以单晶α－Ａｌ２Ｏ３陶瓷（蓝宝石）和单晶 Ｃｕ为母材，采用真空扩散焊接获得具有两种不同的界面晶体位向关系的Ｃｕ／Ａｌ２Ｏ３扩散焊接头以及带 Ｎｂ膜中间层的 Ｃｕ／Ｎｂ／Ａｌ２Ｏ３扩散焊接头，研究了界面晶体位向关系对接头断裂能量的影响。结果表明，陶瓷－金属界面的晶体位向关系影响界面粘合功（Ｗａｄ）和断裂过程中金属侧所消耗的塑性变形功（Ｗｐ），从而显著影响接头的断裂能量。界面位向关系为（１００）［０１１］Ｃｕ／／（０００１）［１１２０］Ａｌ２Ｏ３的 Ｃｕ／Ａｌ２Ｏ３接头断裂能量值最低，而具有相同位向关系的带 Ｎｂ膜中间层的 Ｃｕ／Ｎｂ／Ａｌ２Ｏ３接头的断裂能量值则最高。

含咪唑烷基硫醇自组装膜界面铜离子配位研究

合成了6-(咪唑-2-基)-1-己硫醇(IHT),在金电极表面形成纯的自组装膜及其与1-己硫醇(HT)的混合自组装膜,并将这些自组装膜在溶液中与铜离子进行界面配位.应用电化学循环伏安法和交流阻抗谱法探讨了各种自组装膜修饰电极界面配位铜离子的电化学行为.实验结果表明,IHT与HT以1∶4比例进行界面组装得到的混合自组装单分子层最致密,自组装膜的铜离子界面配位浓度最高达到2.3×10-11mol/cm2.界面形成的IHT-Cu2+配合物在不同的pH值溶液中测量结果表明该配合物在pH 6.4时是可以稳定存在的.

界面位场异常的快速正反演计算及其应用

文章推导了快速计算界面位场异常正、反演公式，其原理及性质与R.L.Parker1972－1974提出的基本一致。但符合通常习惯，便于应用。推导途径与Parker有所区别，公式有所不同。迭代反演采取另一种形式，改进了收敛效果。此方法经理论模型验证，效果良好，并有应用实例。

界面位场的遗传反演方法研究

本文分析了Parker—Oldenburg位场反演方法中存在的问题，提出了用位场频率域快速正演方法与遗传算法相结合的位场遗传反演方法。针对遗传算法中收敛速度慢的问题，提出了两方面的改进措施，使这种位场遗传反演方法更为完善。经理论模型验证与实际资料的处理，表明该方法是有效的。

氨基酸Schiff碱LB膜的界面配位及分子取向

本文合成了在同一个分子中具有Schiff碱和羧基两个可与金属离子配位的两亲分子,利用等温曲线、紫外光谱和红外光谱研究了其在不同亚相表面LB膜的金属配位和分子结构.对于合成的HSA两亲分子,只有Cu2+离子才能同时与羧基和Schiff碱片段发生配位作用,其它金属离子只与羧基发生配位作用.Cu2+与Schiff碱配位后,Schiff碱片段相对于表面法线倾斜取向,其它金属离子配位后Schiff碱片段的长轴倾向于垂直基底表面取向.

纳米硒的界面化学作用

纳米硒的化学和生物学特性源于其界面特性,纳米硒与表面修饰剂之间的界面结构、界面电子结构和电子传递能力以及表面修饰的纳米硒与外部离子、分子和其他个体之间的界面化学反应与纳米硒在材料和生物学中的神奇作用密切相关.开展纳米硒界面化学研究有可能在分子水平上揭示纳米硒的生物活性和生物矿化作用的机制.

Al_2O_3/Au(111)反相催化剂在CO氧化反应中界面作用的理论研究（英文）

氧化物负载的金催化剂具有温和条件下优异的CO催化氧化活性。实验与理论计算表明,金与氧化物两相界面在催化反应过程中具有重要地位。反相催化剂提供了全新的角度以探究界面的重要地位。本文以Au(111)表面负载Al_2O_3团簇为反相催化剂模型,基于密度泛函理论,对催化剂模型的构型、界面性质以及O_2、CO的吸附与氧化进行了理论计算与研究。理论计算表明:电荷的迁移增强了Al_2O_3小团簇在Au(111)表面的附着,在催化剂金表面与氧化铝的两相界面位置,Au原子与Al原子的协同作用使得氧分子易于在界面位置吸附,并因此高度活化。对催化CO氧化反应路径,分别计算了缔合机理和解离机理不同路径,从活化能分析表明缔合机理比解离机理更可能发生。本文的工作揭示了反相催化剂催化CO氧化的活性本质,表明两相界面在金催化CO氧化中具有重要作用。

多金属氧酸盐化学研究进展与展望

本文在简介多金属氧酸盐(Polyoxometalate,缩为POM)的主要性质与应用领域基础上,主要评述近一两年来的POM化学研究领域中取得的合成化学和催化化学新进展,具体内容包括:用水热方法合成的Keggin型犤SiNb12O40犦16-和犤Ti2O2犦4+构成的一维链结构及犤H2Si4Nb16O56犦14-簇,Silverton型多阴离子犤GdMo12O42犦9-及其三维网结构;POM和有机共轭体系构成的杂化分子亚铃;室温固相条件下得到的项链型多钼铁氧酸盐簇;具有蛋白质尺寸的Mo368簇;通过有机基团(-SH基)联接成的无机/有机杂化纳米粒子γ-SiW10-Au;反胶束体系中制备的星型结构K3PMo12O40纳米棒;具有选择性吸附和分离混合低碳脂肪醇和低碳氰分子的K3犤Cr3O(OOCH)6(H2O)3犦犤α-SiW12O40犦·16H2O三维孔道结构;总结了POM催化的八个典型工业化项目,固体POM的三种催化作用类型及在催化过程中的几种反应场;三明治结构的犤MnⅢ2ZnW(Zn2W9O34)犦活化N2O分子及其对烯烃环氧化催化作用;H5PV2Mo10O40在PEG体系中的选择性氧化催化作用;超临界CO2体系中POM催化高收率合成环氧碳酸酯;高活性PW11O397-/TiO2纳米复合膜及其三维有序大孔材料光催化降解含氮有机染料等;有机硅对SiO2离子的表面修饰及其与取代型POM的界面配位键合状态;浅析我国POM化学研究现状并提出几点展望?

化学功能化增强贵金属纳米晶电催化性能

基于电催化过程的可再生和清洁能源的生产、转换和储存技术(如水电解和燃料电池)是缓解全球能源短缺和环境污染问题的有效手段.目前,水电解和燃料电池技术的实际应用缺乏高效、稳定的电催化剂来驱动动力学迟缓的阴极和阳极反应.贵金属纳米晶由于其独特的电子结构和高化学惰性而具有高电催化活性和稳定性.为了提升贵金属纳米晶的本征电催化性能,大量研究聚焦在利用面积效应、晶面效应和不同组分之间的协同效应来调控贵金属的粒径、形貌和化学成分.事实上,贵金属纳米晶的电催化性能也与其表/界面性质密切相关.电催化剂表面的化学功能化可以改变电极/电解质界面结构,从而提高电催化活性和选择性,这对开发新型高效的电催化剂具有重要的理论意义.本文系统介绍了本课题组开发的聚胺(PAM)功能化贵金属纳米电催化剂的合成方法及其在燃料电池和电解池等能源转换装置中的应用,具体包括:通过引入PAM控制反应动力学来调控纳米晶体的结构和形态,构建界面功能化贵金属纳米电催化剂;利用金属表面修饰的PAM分子改变表面催化位点的电子结构、配位环境等物理化学性质来控制反应物和中间体等的吸附行为,从而达到调节催化活性的目的;采用PAM分子来隔离特定活性位点,形成空间位阻,改变金属表面位点的可及性,影响催化反应中反应物的吸附,从而实现对目标反应的选择性.从优化催化性能和通过电催化过程实现高效能量转换的角度,本文列举了PAM功能化催化剂在氧还原反应、析氢反应、甲酸氧化反应和硝酸盐还原反应等重要反应中的最新研究进展;总结了化学功能化贵金属电催化剂的研究进展、当前不足,提出了挑战和未来前景.综上,本文旨在激发对表面/界面功能化及其催化行为的深入研究,从而推进未来与电催化技术相关的可再生能源的生产和环境保护.

固/液界面上腐殖酸吸附机理的探讨

运用SS表面络合模型研究了腐殖酸分子在赤铁矿颗粒/水界面上的吸附情况。主要研究了pH值和离子强度2个重要影响因素,通过分析反应前后溶液的ζ电势和赤铁矿颗粒表面的吸附量,从而得出赤铁矿颗粒/水界面吸附配位反应的程度和腐殖酸分子的吸附机理。

面向精细化工绿色过程的纳米界面化学研究

提高催化反应的选择性,是精细化工行业从源头上实现零排放的根本策略,也是提高产品竞争力,促进精细化工产业升级的重要推动力.然而,广泛应用于各类精细化工生产过程的金属纳米催化材料的表面结构特征丰富,表界面原子配位结构复杂,导致其表界面化学过程常存在着多个反应通道,易产生副产物.如何使金属纳米催化剂在具备高化学反应活性的同时拥有高的催化选择性,以确保其参与化工过程的原子经济性、减少污染和副产物,成为精细化工催化领域的关键问题.为了解决该问题,国家重点研发计划项目"面向精细化工绿色过程的纳米界面化学"提出在分子水平上解析纳米催化材料的活性基元结构(含几何和电子结构),并理解其参与界面化学过程.同时,在实际应用体系中,实现对复杂纳米催化材料的活性中心和性能的精准调控,从根源上减少其参与精细化工过程的污染排放.本文简要介绍了在重点研发计划的支持下,项目研究团队近两年来在纳米界面化学的分子催化机制和催化应用工业示范等方面取得的研究进展.

金属纳米材料表面配体聚集效应

金属纳米材料表面配体不仅可以稳定金属纳米颗粒,辅助合成特定尺寸和形貌的纳米材料,还可用于调控金属纳米颗粒的表面化学性质。由于现有表征技术的局限性,金属纳米材料表面有机配体的结构和功能一直以来并未被深入研究。得益于分子结构明确金属纳米团簇和其他模型纳米材料体系的发展,配体在金属纳米材料表面的精确配位结构及其对催化过程的促进作用正不断被揭示出来。金属表面有机分子配位不仅可以调控表面金属电子结构,还可以分割表面原子周期性结构。表面有机配体的聚集可以进一步在金属表面构筑3D空间结构,改变纳米材料亲疏水性,并影响催化底物和反应中间体与表面的相互作用强弱和吸附构型。此外,有机配体与表面金属所组成的界面还可以构筑新的活性位点,改变催化反应路径,从而提升催化反应活性和选择性。金属纳米材料表面有机配体的聚集效应使得异相纳米材料可以同时表现出均相催化和酶催化的优势。