有机金属卤化物钙钛矿CH_(3)NH_(3)PbBr_(3)的各向异性Rashba效应

本研究通过密度泛函理论结合全相对论赝势对钙钛矿CH_(3)NH_(3)PbBr_(3)中的各向异性Rashba效应进行了深入研究.发现,Pb-Br八面体的畸变引起了导带最小间隙的三重态在自旋轨道耦合(SOC)效应和晶格形变下的分裂,导致在不同方向上呈现出强烈的各向异性.Rashba带分裂的最大系数可达2.0 eV?,并通过分析能级和电荷密度分布解释了Rashba效应的形成机制.这些研究结果有助于深化对CH_(3)NH_(3)PbBr_(3)性质的理解,同时为其在自旋电子学领域的潜在应用提供了理论基础.

相变储能化合物CH_3COONa·3H_2O的热分解行为

通过对CH3COONa·3H2O进行热重(TG)及差示扫描量热法(DSC)测试,分析了其热分解行为,并从热力学的角度对其脱水过程进行了讨论。结果表明,CH3COONa·3H2O的脱水过程可分为两个阶段,先失液态水形成CH3COONa溶液,再从溶液中脱出气态水,并且在加热过程中一直伴随着结晶水的蒸发逸出。用硅油覆盖的方法能很好地抑制低温时由于蒸汽压差异引起的CH3COONa·3H2O结晶水的不断蒸发逸出问题。

相变储热材料CH_3COONa·3H_2O的研究及发展趋势

简单介绍了无机水合盐CH3COONa.3H2O用作相变储热材料时的优缺点,针对其存在过冷和相分层问题,目前研究所得的解决方法是添加增稠剂和成核剂。综述了分别添加增稠剂、成核剂及同时添加时对CH3COONa.3H2O相分层和过冷抑制的研究进展,分析了不同的添加剂和添加量对抑制作用的不同以及温度影响添加剂抑制作用的原因,最后指出了CH3COONa.3H2O今后主要的研究方向。

CH_3COONa对PtRu/C催化剂性能的影响

采用浸渍还原法制备了PtRu／C（20％）直接甲醇燃料电池阳极催化荆；研究了CH3COONa与氯铂酸的物质的量比对催化剂性能的影响；通过XRD和TEM对催化剂的晶体结构及微观形貌进行了分析；用循环伏安曲线和阶跃电位曲线研究催化剂对CH3OH的电催化氧化。结果表明：CH3COONa与氯铂酸的物质的量之比在2．0～3．0范围内，催化剂的性能较优；当比值为2．4时，所制备的催化剂的电催化活性最好。

CuCo_(2)O_(4)/CeO_(2)S型异质结复合材料促进CO_(2)光催化还原为CH_(3)OH的机制分析

随着全球气候变暖加剧,降低CO_(2)浓度成为当务之急。除了减排,将其转化为化学品或燃料也是一种有效的方式。CH_(3)OH作为化工原料和清洁能源,其光催化制备环保且能循环利用碳资源。文章提出了一种用于在可见光照射下从CO_(2)中获得CH_(3)OH产量的有效的介孔材料—CuCo_(2)O_(4)/CeO_(2) S型异质结纳米复合材料。与原始的CeO_(2) NPs相比,CuCo_(2)O_(4)/CeO_(2)异质结光催化剂表现出优异的CH_(3)OH产率。在所有纳米复合材料中,在12%CuCo_(2)O_(4)/CeO_(2)异质结上的CO_(2)转化率允许最大限度地产生CH_(3)OH,产率显著提高,比原始CeO_(2)NPs提高了3倍。文章主要分析了CuCo_(2)O_(4)/CeO_(2)复合材料促进CO_(2)光催化还原为CH_(3)OH的机制,以及透射电子显微镜(TEM)图像、晶体结构相和相纯度、N2吸附等温线和孔径分布。利用先进实验技术和理论计算,揭示电子空穴迁移、CO_(2)吸附活化及CH_(3)OH生成路径,旨在为设计高效光催化剂提供新思路。

以CH_3COONa和Na_2S_2O_3为主体的高分子固体电解质的制备

以 CH3 COONa和 Na2 S2 O3 为主体 ,加入聚乙二醇和三官能聚醚 ,制得两种高分子固体电解质 ,其室温电导率分别达到 1 .8× 1 0 - 3 s/cm和 0 .8× 1 0 - 3

化学链重整过程中LaFeO_(3)载氧体的CH_(4)部分氧化反应机理研究

本研究基于密度泛函理论(DFT)计算揭示了化学链重整过程中LaFeO_(3)载氧体的CH_(4)部分氧化反应机理,通过系统研究CH_(4)吸附活化、H_(2)和CO形成以及氧扩散等基元反应步骤,构建了CH_(4)部分氧化反应网络。研究发现,CH_(4)发生逐步脱氢反应形成H原子,其中,CH3脱氢反应所需要克服的能垒(1.50 eV)最高,是CH_(4)逐步脱氢反应的限速步骤。载氧体表面H_(2)形成有两种路径,其中,H原子从O顶位迁移到Fe顶位,然后与另外O顶位的H原子成键形成H_(2)分子是主要途径。由于其相对较低的能垒(1.27 eV),CO的形成过程较易发生。氧扩散需要克服1.35 eV的能垒,表明氧扩散过程需要在高温下进行且扩散速率较低。通过比较各基元反应能垒,发现H_(2)形成是LaFeO_(3)载氧体CH_(4)部分氧化反应动力学的限速步骤,而H迁移是限制H_(2)形成的关键,加快H迁移是增强LaFeO_(3)载氧体性能的主要途径。基于DFT计算研究系列A/B位点掺杂LaFeO_(3)载氧体的H迁移过程,有望实现潜在A/B位点有效掺杂剂的快速筛选,指导高性能LaFeO_(3)载氧体的设计开发。

CuAg双金属催化剂选择性还原CO_(2)为CH_(3)OH的研究

CO_(2)选择性电催化还原生成甲醇、乙醇等液相产物是CO_(2)资源化利用的有效途径,但该技术存在产物选择性差、法拉第效率低等问题。因此,以Ag修饰的泡沫铜为催化剂,在0.1 mol/L Na_(2)SO_(4)的电解质溶液中将CO_(2)电化学还原为液相产物。结果表明,CuAg双金属催化剂能抑制析氢反应的产生,并显著提升甲醇产物的选择性,甲醇的法拉第效率高达85.48%;电解超过100 h,催化剂的催化性能仍保持稳定。

CF_(3)H和CO_(2)抑制CH_(4)爆炸实验研究

为对比研究CF_(3)H和CO_(2)对CH_(4)爆炸特性的抑制效果,使用20 L球型爆炸压力测试系统分别测量对比2种抑制剂对CH_(4)在空气中爆炸极限范围的影响;研究了不同体积分数的2种抑制剂对CH_(4)体积分数9.5%爆炸压力参数影响,分析了2种抑制剂针对CH_(4)在空气中爆炸的爆炸三角形。结果表明:CF_(3)H和CO_(2)均能缩小CH_(4)在空气中的爆炸极限范围,抑制CH_(4)至失爆所需CF_(3)H和CO_(2)体积分数分别为12.5%和21.5%;对比抑制CH_(4)体积分数9.5%的爆炸参数(反应峰值压力和升压速率),10%CF_(3)H的抑爆能力是等量CO_(2)的1.95倍和1.3倍,但是低于体积分数4%的CF_(3)H单独使用时对CH_(4)爆炸存在微弱的促进作用;2种抑制剂作用下的爆炸三角形显示CF_(3)H抑制下的可爆区域面积小于CO_(2),安全区域内CF_(3)H的窒息比是CO_(2)的57%。

大尺寸CH_(3)NH_(3)PbBr_(3)晶体生长和光电性能表征

卤化物钙钛矿材料作为一种新型的半导体材料,具有材料廉价和光电转换性能优异的优点,基于该材料的各类光电器件已经开始逐步应用。虽然多晶薄膜仍然是主要的研究方向,但其具有形态无序、杂质较多的缺点,而单晶具有无晶界、低缺陷的特点,因此基于大尺寸单晶的研究开始被广泛关注。本文设计了一套内外反控温循环过滤生长装置,采用逆温结晶和籽晶相结合的方法制备了直径大于60 mm的CH_(3)NH_(3)PbBr_(3)单晶,对晶体样品进行了物相、微观形貌、光学和电学性能的研究。该晶体属于立方晶系,空间群为Pm3m;紫外-可见吸收光谱显示吸收截止边约为576 nm,荧光发射谱峰值552 nm;摇摆曲线显示晶体(100)晶面半峰全宽为91.42″。切割抛光后的晶片光响应灵敏,开关比为2.4×10^(3)。

单原子Ru_(1)-N_(x)/C(x=3,4)催化剂活化H_(2)、H_(2)O和CH_(3)OH的理论研究

在GGA-PBE/DNP水平下,构建了两种氮掺杂石墨烯负载Ru单原子催化剂,记作Ru_(1)-N_(x)/C(x=3,4)。在热力学上,Ru_(1)-N_(4)/C比Ru_(1)-N_(3)/C更稳定。研究了Ru_(1)-N_(x)/C(x=3,4)对H_(2)、H_(2)O和CH_(3)OH的活化性能。H_(2)、H_(2)O和CH_(3)OH在Ru_(1)-N_(3)/C上的化学吸附比在Ru_(1)-N_(4)/C上的化学吸附更强。同时,在实验温度下,它们在Ru_(1)-N_(x)/C(x=3,4)上的解离均为吸能反应。在动力学上,Ru_(1)-N_(4)/C活化解离H_(2)、H_(2)O和CH_(3)OH的能力均强于Ru_(1)-N_(3)/C。在水溶液中,两种催化剂对H2的活化较H_(2)O更强。在甲醇溶液中,Ru_(1)-N_(3)/C对CH_(3)OH的活化强于对H_(2)的活化;Ru_(1)-N_(4)/C对H_(2)的活化强于对CH_(3)OH的活化。

酸性、中性及碱性痕量气体在SO_(3)+CH_(3)OH大气反应中的催化机制研究

硫酸氢甲酯(MHS)主要来源于三氧化硫(SO_(3))与甲醇(CH_(3)OH)反应。作为大气潜在的成核物种,MHS对大气新粒子形成具有明显的促进作用。然而对于SO_(3)+CH_(3)OH气相反应的研究仅局限于无痕量气体参与反应。基于此,采用量子化学方法CCSD(T)-F12a/cc-pVDZ-F12//M06-2X/6-311+G(2 df,2 pd)结合主方程(ME/RRKM)理论对酸性(H_(2)SO_(4))、中性(H 2O)及碱性(NH 3)痕量气体催化SO_(3)+CH_(3)OH反应进行了理论研究。计算结果表明,H_(2)O、H_(2)SO_(4)和NH_(3)的加入不仅使反应前中间体的稳定化能增加了0.5~7.3 kcal/mol,而且使反应能垒降低了至少14.9 kcal/mol。尤其是NH_(3)参与SO_(3)+CH_(3)OH反应甚至为无势垒过程。有效速率常数计算结果表明,在0~15 km高度范围内,由于H_(2)O的浓度远远大于H_(2)SO_(4)和NH_(3),H_(2)O催化反应的有效速率常数比H_(2)SO_(4)和NH_(3)参与反应的对应值大了3~8个数量级。与对应SO_(3)+CH_(3)OH反应的速率常数相比较,H_(2)O参与反应的有效速率常数大了8个数量级,表明H_(2)O对由SO_(3)与CH_(3)OH形成MHS具有明显的促进作用。该研究为认识大气中酸性、中性及碱性痕量气体如何影响重要大气反应提供了新的见解。

尿素掺杂CH_(3)NH_(3)PbI_(3)薄膜及其钙钛矿太阳能电池性能研究

基于一步旋涂法制备了钙钛矿太阳能电池吸光层CH_(3)NH_(3)PbI_(3)薄膜,在吸光层制备过程中添加了尿素,研究了尿素掺杂量对CH_(3)NH_(3)PbI_(3)薄膜的物相结构、微观形貌及组装钙钛矿太阳能电池的光电性能的影响,通过XRD、SEM、UV-Vis、PL以及J-V曲线等对样品进行了表征。结果表明,适量尿素的添加提高了CH_(3)NH_(3)PbI_(3)薄膜的结晶度,改善了取向性,使薄膜的覆盖率得到改善,孔洞和裂缝的数量减少。当尿素的掺杂量为10%(摩尔分数)时,薄膜的晶粒尺寸最为均匀,结晶性能最佳。所有CH_(3)NH_(3)PbI_(3)薄膜的吸收边都在780 nm左右,带隙宽度为1.5 eV。适量尿素的添加提高了CH_(3)NH_(3)PbI_(3)薄膜的吸光能力和发射峰的强度,随着尿素掺杂量的增加,CH_(3)NH_(3)PbI_(3)薄膜的吸光性能和发射峰强度均先增大后减小。当尿素的掺杂量为10%(摩尔分数)时,CH_(3)NH_(3)PbI_(3)薄膜的吸光性能最好,发射峰强度最高。将不同尿素掺杂量的CH_(3)NH_(3)PbI_(3)薄膜组装出30个钙钛矿太阳能电池,测试了J-V曲线,当尿素的掺杂量为10%(摩尔分数)时,电池具有最优的光电性能,其光电转换效率达到最大为20.61%。以上分析可知,尿素的最佳掺杂量为10%(摩尔分数)。

电场辅助NH_(3)/CH_(4)燃烧的反应分子动力学研究

采用反应力场分子动力学方法(ReaxFF MD)研究了电场辅助条件下NH_(3)/CH_(4)在空气中的燃烧特性.明确了反应过程中NH_(3)分子数、中间产物种类及重要自由基随电场强度的变化规律,以及电场强度对燃烧反应路径的影响.结果表明,电场缩短了第一个NH_(3)分子的分解时间,改变了NH_(3)消耗速率及NH_(3)/CH_(4)在空气中燃烧的系列反应路径,从而影响了氮氧化物(NOx)生成量.从微观层面揭示了外加电场对NH_(3)/CH_(4)在空气中燃烧反应的影响,为利用外加电场调控燃烧提供了理论依据.

CH_(3)^(127)I示踪法对核电厂碘吸附器净化效率影响研究

介绍了碘吸附器的物理吸附、化学吸附和置换反应3种过滤机理。非放射性甲基碘CH_(3)^(127)I与放射性甲基碘CH_(3)^(131)I两种示踪剂在理化性质上一致,但在吸附机理上存在细微差别,设计实验探究CH_(3)^(127)I对碘吸附器的效率影响和进行核电厂碘吸附器定期效率实验的可行性,结合CH_(3)^(127)I相关检测方法与光电法优势分析确定下一步研究的方向。

NH_(3)/CH_(4)燃烧特性分析

氨是一种潜在的CO_(2)零排放能源替代品,因此对其燃烧特性进行深入研究对于优化燃烧过程和减少环境污染具有重要意义.本研究使用Chemkin软件进行模拟,探讨了NH_(3)/CH_(4)混合气体的燃烧特性,通过比较不同混合比例的NH_(3)/CH_(4)燃烧过程中的热值、火焰传播速度和氮氧化物的排放含量等特性.模拟结果表明,在不同的混合比例下,NH_(3)/CH_(4)的燃烧速率在化学计量下燃烧速度最快,但同时会产生更多的氮氧化物.在实际应用中,应该综合考虑多种因素以达到最高的燃烧效率和最低的环境污染.

CH_(3)COONa改性ZSM-5分子筛及其类芬顿催化性能

目的利用改性ZSM-5分子筛负载Fe高效降解有机胺废水。方法实验采用不同浓度的CH_(3)COONa溶液对ZSM-5分子筛进行改性处理,通过XRD、N_(2)吸附及SEM方法对处理前后的样品进行表征,考查了不同浓度的CH_(3)COONa溶液对ZSM-5分子筛结构特征和物化性能的影响。将处理前后的ZSM-5分子筛负载Fe,进行高浓度有机胺废水的催化降解。结果CH_(3)COONa溶液改性对分子筛晶体形貌影响较小,能够在对分子筛微孔结构破坏程度较小的基础上,形成微孔-介孔多级孔结构。结论当CH_(3)COONa溶液浓度为4 mol/L时,有机胺废水的COD去除率高达93.1%。

相变材料CH3COONa·3H2O的研究进展

本文介绍了CH3COONa·3H2O用作相变材料的储能特性，综述了针对CH3COONa·3H2O过冷和相分离现象的解决方法以及CH3COONa·3H2O某些共晶盐的研究，同时简要概括了各因素对CH3COONa·3H2O结晶速度的影响，指出CH3COONa·3H2O未来的发展方向。

NH_(3)/CH_(4)混合气体爆炸极限试验研究及动力学分析

为了预防化工场所合成氨工艺中混合气体爆炸事故,利用爆炸极限测试仪和CHEMKIN软件,研究了NH_(3)和CH_(4)混合气体的爆炸极限和动力学过程。通过分析NH_(3)和CH_(4)混合气体的爆炸极限和爆炸传播火焰特征,以及爆炸过程中温度、压力和关键自由基·H和·OH的变化规律,探讨了不同体积分数的NH_(3)对CH_(4)爆炸极限的影响。结果表明:NH_(3)的存在使混合气体的爆炸下限上升,在某种程度上抑制了CH_(4)爆炸,且体积分数越大,抑制作用越明显;爆炸下限时的火焰经历了半圆形向指尖形的转变,NH_(3)体积分数越大,爆炸火焰颜色越亮;NH_(3)主要通过影响CH_(4)爆炸链式反应的关键自由基·H和·OH来抑制CH_(4)爆炸。所得结论为有效预防NH_(3)/CH_(4)混合爆炸事故提供了理论依据。

CH_(3)NH_(3)PbI_(3)多晶薄片的制备及性能表征

近几年,有机-无机杂化钙钛矿以低暗电流、高载流子迁移率、较长的载流子寿命等优异的光电性能引起人们的广泛关注。目前报道的高性能射线探测器件大部分为面积较小、形状不可控、生长环境严苛的晶体材料,为此,发展大面积且厚度可控的制备技术成为目前需要解决的问题。首先,通过反向升温法制备了CH_(3)NH_(3)PbI_(3)单晶,筛选出生长面积小且不规则的单晶废料;然后,将CH_(3)NH_(3)PbI_(3)单晶废料放入研钵中进行充分的研磨;最后,将粉末放入模具中进行热压,制备出致密性高、厚度可控的大面积CH_(3)NH_(3)PbI_(3)多晶薄片,并对CH_(3)NH_(3)PbI_(3)多晶薄片进行表面微观形貌、物相结构、结晶度、电化学、吸收透射表征。结果表明,通过热压法制备的CH_(3)NH_(3)PbI_(3)多晶薄片致密性良好、纯度高,具有良好的结晶性。