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以第一性原理研究CaCO3的表面能与电子结构

吴东海 , 童张法 , 罗涛 , 邵琳 , 王海晨 , 韦柳婷 , 唐壁玉

材料科学与工程学报 doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2015.06.017

采用第一性原理方法和slab模型研究了方解石型CaCO3(10~10)和(0001)晶面的表面能、表面驰豫与电子结构.结果表明(0001)面因较高的表面能而更不稳定,易与其它物质反应且具有较快的生长速度.(10-10)晶面因表面能低而生长缓慢,容易暴露.弛豫后(10-10)表面的Ca、C原子向内收缩而O原子却略微向外扩张,CO32-集团发生转动使结构更稳定.(0001)表面的Ca原子以及第二层的C、O原子均向内收缩并且原子弛豫程度比(10-10)面大.计算的DOS表明:与CaCO3体相约5.0eV的带隙相比,表面结构的带隙略微减少,而(0001)表面减少更多.虽然表面C原子与O原子由于强烈的DOS交叠形成典型的共价键,而Ca-O键则相对较弱,(0001)表面结构的C-O和Ca-O键相对更弱,且表面稳定性主要与O-p电子有关.电荷密度表明(0001)面内的C原子与周围3个O原子之间存在强烈的C-O共价键而组成三角形状的CO32-集团,其键能远大于Ca-O键.(10-10)表面模型的C-O和Ca-O键均比(0001)面强,并且表面的电荷密度也高于(0001)面,因而更稳定.

关键词: CaCO3 , 表面能 , 表面驰豫 , 电子结构 , 第一性原理

可再分散乳胶粉型耐水腻子的制备及耐水机理

裴勇兵 , 张心亚 , 谢德龙 , 阎虹 , 陈焕钦

涂料工业 doi:10.3969/j.issn.0253-4312.2008.12.014

用自制丙烯酸酯乳液喷雾干燥制得的可再分散乳胶粉制备了性能优良的耐水型腻子,讨论了可再分散乳胶粉用量,水泥用量,纤维素醚用量对腻子粘结强度,耐水性以及施工等性能的影响,确定了最佳用量,实验结果表明:可再分散乳胶粉量为3%~4%,水泥用量25%~30%,纤维素醚用量为0,4%~0,6%时,配制的腻子粘结强度高,耐水性好且施工容易,满足工程应用要求,同时对腻子体系的耐水作用机理进行了探讨.

关键词: 可再分散乳胶粉 , 腻子 , 粘结强度 , 耐水性 , 机理

阶跃升温分解法对非负载型镍催化甲烷分解活性的影响

张微 , 葛庆杰 , 徐恒泳

催化学报 doi:10.3724/SP.J.1088.2010.00148

以乙醇为洗涤溶剂采用沉淀法制备了非负载型Ni催化剂,考察了预处理过程对催化剂上CH4分解活性的影响.X射线衍射及CH4程序升温表面反应结果表明,降低还原温度可减小Ni粒子尺寸,从而提高催化剂活性.同时,采CH4多温度逐步分解(多点阶跃升温分解)法可形成较稳定的Ni粒子,有效提高催化剂的活性及稳定性,500℃下CH4初始转化率可达8.40%,反应120 min时升至11.20%;而在350和500℃两点阶跃升温分解的CH4最高转化率只有1.61%.

关键词: 甲烷 , 阶跃升温分解 , 非负载型镍催化剂 , 分解活性

温敏性缩醛化乙烯醇/丙烯酸钠共聚物的制备及表征

潘远凤 , 肖惠宁 , 何北海

高分子材料科学与工程

为提高聚乙烯醇(PvA)在常温下的水溶性,合成了聚乙烯醇/丙烯酸钠共聚物(PvA/AA.Na).再以酸催化,部分缩醛而得到一系列不同分子量、缩醛度(DA)和单体组成的具有温度敏感性的高分子材料APvA/AA.Nla.借助nIR和0 H.NMR技术表征了其结构.通过APVA/AA.Na水溶液在不同温度下的浊度研究,证实APVA/AA.Na的I.C罗r(临界溶解温度)转变可以通过改变母体PvA/AA.Na分子量、缩醛度和单体组成加以调节.APVA/AA-r、Ia的分子链越长、缩醛度越高、HAA组分用量越小,其La汀越低.此外,APvA/AA.Na的、M形貌也证实了其具有温敏性.

关键词: 温度敏感性 , 共聚物 , 聚乙烯醇 , 缩醛

掺钡纳米氧化镁负载钌基氨合成催化剂的还原性能及其机理

霍超 , 夏庆华 , 骆燕 , 杨霞珍 , 刘化章

催化学报

采用超声共沉淀法制备了掺钡纳米氧化镁负载的钌基氨合成催化剂Ru/Ba-MgO和Ru/La-Ba-MgO.催化剂中Ba是以BaCO3的形式存在于MgO载体中,使用时需还原活化为BaO.采升温-恒温-升温阶梯式的还原程序考察了还原条件对催化剂还原性能及催化性能的影响,并利用透射电镜、X射线衍射、H2脉冲化学吸附、热重及程序升温还原等分析手段,对催化剂在氢气气氛中的还原机理进行了探讨.结果表明,催化剂中BaCO3的热稳定性及Ru粒子是否聚结长大是影响催化剂活性的主要因素.在氢气气氛中,Ru/Ba-MgO催化剂的还原过程存在偶合反应,Ru的存在可加速该偶合反应的进行,进而促进催化剂还原,提高其催化活性.

关键词: , 纳米氧化镁 , , 负载犁催化剂 , 氨合成 , 还原性能 , 偶合反应

有机官能化介孔硅基材料负载纳米金催化剂的制备及其催化性能

庄大英 , 金勇 , 喻宁亚 , 秦亮生 , 刘建福 , 银董红 , 杨翠清

催化学报

一步合成了桥键嵌入二硫醚官能化介孔硅基材料(PMO-SBA-15),利介孔硅基材料孔道内表面的二硫醚基团捕获纳米金(Au)粒子的作用,获得了负载型纳米Au催化剂(Au-PMO-SBA-15).小角X射线衍射和低温N2吸附-脱附的结果表明,PMO-SBA-15和Au-PMO-SBA-15均保持典型的介孔结构;高分辨透射电镜观察到纳米Au粒子在载体孔道内分散均匀,甲均粒径为(2.2±0.2)nm.以70%的叔丁基过氧化氧水溶液为氧化剂,考察了纳米Au催化剂Au-PMO-SBA-15在苯甲醇氧化反应中的催化性能.结果表明,当反应温度为353 K、反应时间为5 h时,苯甲醇的转化率为29.1%,苯甲醛的选择性为100%,且催化剂重复使用7次其催化活性和苯甲醛选择性基奉不变.

关键词: 金纳米粒子 , 官能化介孔硅基材料 , 离子液体 , 苯甲醇 , 苯甲醛

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