甲醛在CeO_2(110)表面的吸附

利用密度泛函理论计算了甲醛在洁净CeO_2(110)表面的吸附行为,发现甲醛在表面存在化学与物理吸附。甲醛化学吸附时,甲醛的碳、氧原子分别与表面氧、铈原子发生作用,生成CH_2O_2,平面结构变为四面体构型;吸附能随覆盖度的减小而增大;电子结构分析表明,其最高占据轨道nO的电子进入表面铈原子的空轨道,形成Ce-Os化学键;而表面氧原子的电子填充到甲醛的C-Of反键轨道,形成新的C-Os键,甲醛的C-Of键长伸长。而物理吸附的甲醛,平面结构不变,吸附能较小,电子结构无明显变化。

CO在CeO_2(111)表面的吸附与氧化

采用密度泛函理论计算了CO在CeO2(111)表面的吸附与氧化反应行为.结果表明,O2在洁净的CeO2(111)表面为弱物理吸附,而在氧空位表面是强化学吸附,且O2分子活化程度较大,O—O键长为0.143nm.CO在CeO2(111)表面吸附行为的研究表明,CO在洁净表面及氧空位表面上为物理吸附,吸附能均小于0.42eV;当表面氧空位吸附O2后,CO可吸附生成二齿碳酸盐中间体或直接生成CO2,与原位红外光谱结果相一致.表面碳酸盐物种脱附生成CO2的能垒仅为0.28eV.计算结果表明,当CeO2表面存在氧空位时,Hubbard参数U对CO吸附能有一定的影响.CeO2载体在氧化反应中可能的催化作用为,在氧气氛下,CeO2表面氧空位吸附O2分子,形成活性氧物种,参与CO催化氧化反应.

CuO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂表面相互作用及Denox活性

The catalytic activity measurement for the NO+CO reaction over CuO/CeO\-2/\%γ\%\|Al\-2O\-3 catalysts at a low\|temperature(200 ℃) shows that the activity is strongly related to ceria loading amount, and both surface dispersed ceria species and crystalline CeO\-2 shows a significant enhancement on the activity. The effect of ceria species is contributed to their promoting the reduction of copper oxide species.

混合表面活性剂分散纳米CeO_2颗粒的协同效应

选用CTAB阳离子型和SDBS阴离子型分别与Tween 80非离子型表面活性剂进行复配,通过Zeta电位、吸附等温线以及沉降性能测定,研究了混合表面活性剂对水相介质中纳米CeO2颗粒分散稳定性能影响的协同效应。结果表明:不同混合表面活性剂体系中纳米CeO2颗粒表现出不同的表面电性,从而影响其分散稳定行为;纳米CeO2颗粒对两种混合表面活性剂均有良好的吸附性能,但其吸附等温线形式有所不同;碱性条件下,混合表面活性剂能显著改善纳米CeO2颗粒的分散稳定性,其中SDBS与Tween 80的协同作用更为明显。

氧化铜与CeO_2-γ-Al_2O_3混合氧化物载体之间的表面相互作用

采用XRD ,XPS和TPR等手段研究了氧化铜与二氧化铈 氧化铝机械混合载体之间的表面相互作用 .结果表明 ,在混合载体表面 ,当氧化铜的负载量低于其在二氧化铈载体上的分散容量时 ,氧化铜优先与二氧化铈发生作用并分散在其表面 ;当氧化铜的负载量超过其在二氧化铈载体上的分散容量时 ,氧化铜会继续在氧化铝表面分散 .这些结果说明 ,在制备用氧化铈改性载体的负载型催化剂时 ,如果氧化铈的用量偏高 ,会导致样品中有晶相氧化铈生成 ,从而对氧化铈作为改性剂的作用不利 .

CuO在CeO_2和γ-Al_2O_3上的表面性质及对NO+CO反应性能的研究

在色谱-微反实验装置上考察了CuO/CeO2、CuO/γ-Al2O3及CeO2改性的催化剂对NO+CO的反应性能,并用TPR、XRD、XPS、BET和NO-TPD等技术对上述催化剂进行了表征.结果表明催化剂活性的提高与铜物种在两种载体(CeO2和γ-Al2O3)上的价态(Cu2+和Cu+)、分散状态和吸附特性有关.TPR实验显示CuO在CeO2上存在两种还原物种,而在γ-Al2O3上只有一种还原物种.XPS检测表明CuO/CeO2的Cu2p3/2结合能值与Cu2+和Cu+的标准结合能基本吻合,而CuO/γ-Al2O3的Cu2p3/2结合能值接近或略低于Cu2+的标准结合能.NO-TPD实验表明催化剂表面的NO脱附峰温低于载体表面的NO脱附峰温,而CuO/CeO2表面的NO脱附峰温低于CuO/γ-Al2O3表面的NO脱附峰温,说明NO在CuO/CeO2表面的分解活性大于CuO/γ-Al2O3,而NO在催化剂表面的分解活性大于载体.

表面包覆改性对纳米CeO_2分散性的影响

为了改善纳米CeO2在Zn-Al类共晶合金中的分散性,采用超声液相包覆法对纳米CeO2进行表面活性剂表面包覆改性,并用AES测定了包覆层的厚度,用TEM研究了CeO2的团聚状况,用TGA分析了有机物包覆层的炭化温度范围,最后用FE-SEM观察了CeO2在复合材料中的分散情况。结果表明,包覆在纳米CeO2表面的厚度约为20 nm的表面活性剂层提高了微粒的分散性,而且该包覆层在495℃时已经炭化。热力学计算的结果也表明,炭化层能与氧化膜反应,该反应提高了CeO2与基体间的润湿性,并使其均匀分布在基体合金中。

硬脂酸对CeO_2纳米粒子的表面修饰研究

利用表面修饰法合成了硬脂酸修饰的 CeO2 纳米粒子,采用透射电子显微镜(TEM)观察了经表面修饰的CeO2 纳米粒子的形貌及分散性,并采用红外光谱(IR)、紫外可见分光光度计等对修饰的CeO2 纳米粒子进行了表征。结果表明:表面修饰剂硬脂酸与 CeO2 纳米粒子表面之间发生了化学键合作用;修饰后的CeO2 纳米粒子表面存在疏水有机基团,阻隔了 CeO2 纳米粒子的团聚,起到了分散作用;同时,修饰后的CeO2 纳米粒子在苯乙烯中的稳定性得到了提高。并且获得了硬脂酸的修饰量与CeO2 纳米粒子的最佳配比。

合成方法对Rh/CeO_2-ZrO_2-La_2O_3催化剂的结构、表面性能及DeNO_x活性的影响(英文)

用沉积沉淀法合成两种不同系列的CeO2-ZrO2-La2O3混合氧化物(ZrO2和La2O3沉积CeO2粒子(标记为A-x)以及CeO2和La2O3沉积ZrO2粒子(标记为B-x)),并用作Rh催化剂的载体。XRD、拉曼、TPR、XPS和O2脉冲等表征结果显示出不同的沉积顺序将导致不同的结构和氧化还原性能,且B-x具有更高的氧迁移性、储氧能力和表面Ce浓度。当其负载Rh后,Rh/B-x催化剂具有更高的NO和CO转化率及N2选择性,且Ce的最佳含量为50at%。这可能归因于Rh负载于富铈表面形成更多有利于NO分解的表面Ce3+活性位。

纳米CeO_2的紫外吸收和表面改性研究

紫外吸收光谱分析氨水沉淀法制备的粒度在10nm的纳米二氧化铈表明在200～480nm的范围具有较好的紫外吸收能力。用无水乙醇为溶剂，硬脂酸为改性剂，初步探讨了纳米CeO2进行表面改性机理。活化度和吸油值分析表明，当硬脂酸用量在2．5％时，已经有较好改性效果，为纳米CeO2在聚合物中的应用提供一定的参考价值。

用密度泛函理论研究汞在CeO_2(111)表面的吸附

采用密度泛函理论计算了Hg、HgCl、HgCl_2在CeO_2(111)表面的吸附构型、吸附能和态密度。结果表明,Hg在CeO_2(111)表面属于弱化学吸附。HgCl与CeO_2(111)表面为强化学吸附,是反应的重要中间体。HgCl_2在CeO_2(111)表面是物理吸附,易发生解离,脱除。氯对于汞的吸附和氧化产生较强的影响,这与实验结果相一致。基于计算结果,得到汞在CeO_2(111)表面的反应机理。

表面离子法制备多组分LB膜和CeO_2-Gd_2O_3陶瓷膜

以铈、钆的 β 二酮螯合物Ce(tmhd) 4 和Gd(tmhd) 3 (tmhd =tetramethylheptanedionate)为表面离子 ,与花生酸 (AA)在水面上共铺展 ,可形成具有良好相容性、稳定性和可压缩性的混合Langmuir膜 ,这是由于稀土螯合物与AA间发生了新的配合 ,而且Gd(tmhd) 3 与AA间的相互作用更强 .用垂直法将它们的三组分混合Langmuir膜沉积 ,制得了具有良好周期性结构的Y型三组分混合LB膜 .以它作前驱物 ,经过紫外臭氧 (UVO)和热处理 ,制得了CeO2 Gd2 O3 (CGO)超薄陶瓷膜 .X射线光电子能谱 (XPS)表明 ,由于两种稀土螯合物和AA间的结合强度不同 ,在沉积LB膜时表面离子发生了选择性转移 ,而且温度对表面离子的转移选择性有影响 .这对制备组分和厚度可控的应用薄膜很有意义 .

水介质中纳米CeO_2的表面电性研究

为改善纳米CeO2在水介质中的稳定分散,在分析纳米CeO2各种性质的基础上,研究了介质pH值、无机电解质、阴离子表面活性剂对纳米CeO2表面电性的影响,并对分散机理进行了分析。结果表明:添加无机电解质可以显著降低碱性水介质中纳米CeO2的ζ电位,对于改善纳米CeO2在碱性区域内的稳定性有较好的效果。

四氰基乙烯分子在铜(110)c(2×1)-O表面上的吸附行为

采用载气携带法,实现了四氰基乙烯(TCNE)分子在铜(110)c(2×1)-O重构表面的吸附,并利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV-STM),在原位室温下研究TCNE分子在该类重构表面上的吸附行为。研究结果表明,孤立的TCNE分子仅吸附在两条相邻的-O-Cu-O-链之间,呈"工"字形;吸附在缺陷处的TCNE分子,则TC-NE分子中的氮原子在氧原子缺失处变暗。岛状有序结构中的TCNE分子即可吸附在2条相邻的-O-Cu-O-链之间,也可吸附在单条-O-Cu-O-链上。

O_2分子在Al(110)表面选择吸附性的对比研究

采用密度泛函理论中广义梯度近似(GGA)计算方法对比分析了O2分子在Al(110)面3个不同吸附位(顶位、桥位和穴位)的吸附性质,通过吸附能的比较,桥位的吸附能高于顶位和穴位,是最佳的吸附位。吸附质的态密度、吸附物O2分子轨道电荷分布的变化以及金属表面原子轨道电荷分布的变化揭示了吸附过程中电荷的转移趋势。计算结果表明,通过分析吸附质的原子轨道电荷分布和电子态密度,发现O2在Al(110)表面吸附的过程中,主要是O原子的2P轨道和Al的3S轨道的电子相互作用,并展示出较强的化学吸附。

表面活性剂模板法制备CeO_2/CuO催化剂用于富氢气氛中CO优先氧化

采用表面活性剂模板法合成了一组不同配比的CeO2/CuO催化剂,使用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附脱附和程序升温还原(H2-TPR)等测试手段对催化剂进行了表征,并对其在富氢气氛中CO优先氧化的催化性能进行了研究。结果表明,立方相萤石结构的氧化铈颗粒粒径在4 nm左右,它们聚集成小簇后分散在块状氧化铜的表面;从粒径分布来看所制备的催化剂是逆负载型催化剂。催化性能测试结果显示,CeO2/CuO催化剂中有两种类型吸附位的存在,即由CuO提供的化学吸附位和由氧化铈提供的氧空位,而界面处两种类型吸附位的共存促进了CO的优先氧化。

金属簇X(X=Pt-Au, Au-Au)负载在(3×2) TiO_2(110)完整表面上的覆盖度效应(英文)

采用自旋极化密度泛函和广义梯度近似的方法并结合周期平板模型, 探讨了不同覆盖度(θ)下双金属簇X (X=Pt-Au, Au-Au)在(3×2)TiO2(110)完整表面上的吸附行为. 另外, 在本文给出的所有覆盖度模式下(θ=1/6-1 ML), 我们仅研究其基态构型. 计算结果表明: 当θ<1/2 ML 时, 金属簇 X 在 TiO2(110)表面上吸附能随覆盖度的增加而增加; 当θ>1/2 ML时, 除了饱和覆盖度下, 吸附能随覆盖度的增加而减小; 当θ=1/2 ML时, 吸附能最大. 即使Pt-Au/TiO2体系的吸附能比Au-Au/TiO2体系的小, 但相对于Au-Au簇, Pt-Au簇更容易在TiO2(110)表面上形成双金属单分子层. 在半覆盖和全覆盖下, X簇的峰与TiO2的峰在-3.0 eV到费米能级之间产生明显重叠, 表明簇与底物之间存在化学作用. 且当覆盖度小时, X-TiO2相互作用是成簇的主要因素; 随着覆盖度的增大, X-X原子间相互作用就逐渐变成了成簇的主要动力.

水对甲醇在Rutile-TiO_2(110)-(1×1)表面光催化解离的影响(英文)

采用程序升温脱附方法研究了甲醇分子吸附在真空退火后的二氧化钛(110)表面的光催化过程,对比分析了单独吸附甲醇分子以及甲醇分子与水分子共吸附情况下的光催化解离过程.结果表明,在二氧化钛(110)表面吸附的甲醇分子对共吸附水分子的光催化解离过程并没有直接的帮助作用.共吸附状态下的水分子也同样没有影响到甲醇的光致解离过程,但是水分子的存在抑制了甲醇光解产物甲醛的光致脱附过程,同时促进了甲酸甲酯的形成.

H_2O在金红石型IrO_2(110)和RuO_2(110)表面吸附的DFT分析

采用密度泛函理论(DFT)中的广义梯度近似(GGA),利用VASP软件包对IrO_2(110)和RuO_2(110)表面吸附H_2O的特性进行计算.结果表明其存在两种吸附方式,即H_2O在不饱和配位Mecus(Me代表Ir或Ru原子,下同)上分别以垂直(110)面且氢原子向上的Mecus-up和平行(110)面的Mecus-par的吸附.Mecus-par较Mecus-up能更强烈吸附H_2O,且经Mecus-par吸附后,H_2O有分解的趋势,而Mecus-up则为物理吸附.相比RuO_2(110),IrO_2(110)能更强烈地吸附H_2O.吸附前后H_2O的电子结构表明,H_2O向(110)提供少量电子,(110)电导增加.

利用17O固体核磁共振波谱分析Ni/CeO2表面镍离子含量（英文）

本文以具有重要催化应用前景的Ni/CeO2体系为例,借助17O固体核磁共振波谱技术,根据表面氧物种17O NMR信号的变化,尝试分析了Ni/CeO2表面层中镍离子的含量.分析结果显示,10%NiCe-500和20%NiCe-300两种Ni/CeO2样品表面第一和第二金属离子层中Ni离子的含量分别位于9%~17%和8%~15%范围内.这一方法或可推广至研究其它一系列顺磁掺杂氧化物的表面掺杂含量.