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碳载合金 IrM（M = Fe，Ni，Co）纳米颗粒催化酸性与碱性介质中氢氧化反应

廖建华 , 丁炜 , 陶思成 , 聂瑶 , 李巍 , 吴光平 , 陈四国 , 李莉 , 魏子栋

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)61064-6

质子交换膜燃料电池(PEMFC)因能量转化率高、电流密度大、对负荷响应快及环境友好等优点而应用前景广阔.然而, Pt基催化剂的大量使用使得 PEMFC成本居高不下,阻碍了其商业化进程.金属 Ir具有良好的稳定性和相比 Pt较低的成本,可替代金属 Pt催化燃料电池阳极氢氧化反应.但是, Ir基催化剂的催化活性比 Pt低,难以满足商业化要求.通过合金调控 Ir纳米晶的电子结构和几何结构是降低 Ir用量、提高 Ir催化剂氢氧化活性的有效方法.
　　本文研究了 Ir基合金纳米晶中合金元素(Fe, Ni, Co)所产生的合金效应在酸碱性介质中对催化氢氧化的影响.采用溶剂蒸发-氢气还原法合成了具有相近合金度且平均粒径小于5 nm的 IrFe, IrNi和 IrCo纳米合金催化剂.电化学测试表明, IrNi合金催化剂具有最高的催化氢氧化活性.在酸性介质中, IrNi合金催化剂的质量比活性达到152 A/gIr (@0.1 V vs RHE),高于 IrFe (146 A/gIr)和IrCo (133 A/gIr)合金催化剂以及商业化 Pt/C催化剂(116 A/gPt).而在碱性介质中, Ir基合金催化剂活性较酸性介质中低,各合金催化剂优劣次序与酸性介质中一致.结构分析表明,合金化致使 Ir晶格收缩,收缩程度以 IrFe, IrNi和 IrCo的顺序依次降低. IrNi合金催化剂中 Ni合金元素诱导 Ir发生晶格收缩适中,使催化剂与中间物种(Had, OHad)的相互作用适度,从而获得最优的催化性质.另外,合金效应在不同 pH介质中影响不一：在酸性介质中,由合金元素(Fe, Ni, Co)导致的 Ir–Had相互作用弱化是提高氢氧化活性的主要原因；在碱性介质中,催化剂表面的亲氧效应决定了电极表面的 OHad吸/脱附性质和 Had表面覆盖度,从而影响催化氢氧化活性.

关键词: 合金效应 , 氢氧化反应 , 铱合金 , 晶格收缩 , 燃料电池

磁控溅射制备Cu₂O和Cu₂O/TiO₂复合膜及其光催化活性

刘灿 , 魏子栋 , 张骞 , 胡宝山 , 齐学强 , 陈四国 , 丁炜

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00395

采用直流反应磁控溅射的方法在普通玻璃上沉积得到Cu₂O、TiO₂和Cu₂O/TiO₂复合薄膜. 用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对薄膜的晶体结构、表面形态和薄膜元素组成进行了分析. XRD结果表明, 当反应溅射时间为5 min时, Cu₂O薄膜由单一的(111)晶面组成; 反应时间的延长促进了Cu₂O(110)和(220)晶面的生长. 通过计算得出Cu₂O(111)更有利于对O₂的吸附. 进一步使用氙灯作为光源, 用薄膜对亚甲基蓝(MB)的降解率来表征光催化活性. 结果表明, Cu₂O/TiO₂复合薄膜的光催化效果随着Cu₂O含量的增加升高而后降低, 当Cu₂O含量为2.6mol%时, 光催化活性最高. 光催化效率的提高主要归因于Cu₂O的加入引起光生电子-空穴的分离, 而过量的Cu₂O会延长光生电子迁移到Cu₂O/TiO₂界面和空穴迁移至表面所需要的时间, 使电子和空穴复合的几率增大, 从而降低了量子效率.

关键词: 磁控溅射; 氧化亚铜; 复合薄膜; 光催化

聚苯胺增强Pt/C催化剂活性和稳定性研究

陈四国 , 薛云 , 张文贵 , 李莉 , 丁炜 , 齐学强 , 魏子栋

表面技术

目的：制备一种具有高稳定性和高催化活性的Pt/C@PANI“核/壳”结构催化剂。方法利用原位化学氧化聚合法制备聚苯胺修饰Pt/C@PANI“核/壳”结构催化剂,采用循环伏安加速寿命实验,结合电化学活性表面积、氧还原活性、X-射线光电子能谱和透射电镜,考察所制备催化剂的活性和稳定性,通过密度泛函理论探究PANI增强Pt/C催化剂活性和稳定性的量子化学本质原因。结果电化学测试表明,Pt/C@PANI催化剂的催化活性与聚苯胺包覆层含量和厚度密切相关,Pt/C@PANI(30%)催化剂具有最好的催化活性,其质量比活性和比表面比活性分别为商业化Pt/C催化剂的1.6和1.8倍。加速寿命实验表明,Pt/C@PANI(30%)催化剂具有很好的稳定性,经过1500圈CV扫描后,其电化学活性表面积仅下降了30%,而商业化Pt/C催化剂降低了83%。理论计算表明,PANI将电子转移给载体C,导致自身空穴增加,PANI部分氧化,导电性增强；PANI的存在使Pt/C@PANI体系的HOMO能级升高,减小了与氧气分子LUMO能级的差异,有利于电子从催化剂HOMO转移到氧分子的LUMO轨道,使得氧容易得到电子；PANI吸附后,Pt原子d带中心显著降低,利于中间物种的脱附,催化活性更高。结论 PANI包覆层抑制了Pt纳米粒子在载体表面的迁移、团聚长大和溶解/再沉积,有效地解决了Pt/C催化剂的Ostwald肿大,催化剂的活性和稳定性得到显著提升。

关键词: 燃料电池 , 氧还原反应 , 电催化剂 , 稳定性 , 聚苯胺

磁控溅射制备Cu2O和Cu2O/TiO2复合膜及其光催化活性

刘灿 , 魏子栋 , 张骞 , 胡宝山 , 齐学强 , 陈四国 , 丁炜

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00395

采用直流反应磁控溅射的方法在普通玻璃上沉积得到Cu2O、TiO2和Cu2O/TiO2复合薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对薄膜的晶体结构、表面形态和薄膜元素组成进行了分析.XRD结果表明,当反应溅射时间为5 min时,Cu2O薄膜由单一的(111)晶面组成；反应时间的延长促进了Cu2O(110)和(220)晶面的生长.通过计算得出Cu2O(111)更有利于对O2的吸附.进一步使用氙灯作为光源,用薄膜对亚甲基蓝(MB)的降解率来表征光催化活性.结果表明,Cu2O/TiO2复合薄膜的光催化效果随着Cu2O含量的增加升高而后降低,当Cu2O含量为2.6mo1％时,光催化活性最高.光催化效率的提高主要归因于Cu2O的加入引起光生电子-空穴的分离,而过量的Cu2O会延长光生电子迁移到Cu2O/TiO2界面和空穴迁移至表面所需要的时间,使电子和空穴复合的几率增大,从而降低了量子效率.

关键词: 磁控溅射 , 氧化亚铜 , 复合薄膜 , 光催化

电子束辐照浓香型白酒催陈效果的研究

张苗苗 , 陆栋 , 曹国珍 , 刘敬 , 金文杰 , 王菊芳 , 李文建

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.31.02.218

以能量为1.5 MeV/u，剂量分别为500，750，1000，1250，1500 Gy的电子束对1，2，4，6，8年等5种年份浓香型白酒进行辐照处理；扫描各酒样200～400 nm波段的紫外光谱，根据紫外光谱图的差异，计算了280～300 nm波段的光谱曲线相似度，分析光谱曲线变化规律。结果表明，对于前4种白酒，对照样与辐照样光谱曲线相似度值越小，催陈效果越好；白酒存放时间越久，酒体风格转向老熟所需剂量越小，越容易达到最佳催陈效果；对于8年白酒，辐照剂量超过750 Gy后，白酒体系动态平衡被打破，各单体物质增加，出现返生现象。因此，电子束辐照技术对低年份浓香型白酒催陈效果显著，是一种先进、高效的催陈方法。

关键词: 白酒 , 电子束 , 紫外可见光谱 , 光谱曲线相似度 , 催陈效果

内蒙古赤峰陈家杖子金矿床矿物学特征及成因

霍亮 , 李碧乐 , 黄勇 , 王力

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2007.10.002

通过光片鉴定和电子探针分析,总结了内蒙古赤峰陈家杖子金矿床的矿石矿物组成,结构构造,划分了成矿期次.研究表明:矿床中矿石成分较复杂,硫化物种类多,有少量硫盐矿物出现;富硫贫砷毒砂、贫砷富硫黄铁矿、贫锌富铁的闪锌矿(与标准分子式相比),含杂质多的银锑黝铜矿和方铅矿与金关系密切;多金属硫化物阶段是该矿床的主要成矿阶段,其中第二世代富硫贫砷毒砂是陈家杖子金矿的最主要载金矿物,其次是方铅矿.结合流体包裹体测试和研究,确定该矿床为受大型角砾岩筒构造控制的低硫化型浅成低温热液矿床,该矿床深部有很大的找矿潜力.

关键词: 矿石矿物特征 , 矿床成因 , 陈家杖子金矿床

《学报》第四次编委会会议在张家港召开

中国腐蚀与防护学报

<正> 中国腐蚀与防护学报第四次编委会会议于1987年10月25至26日在张家港市召开。会议由编委会主任石声泰研究员主持,编辑部主任陈志良同志汇报了自上次编委会后两年的编辑工作情况;出版部主任周遵炎同志汇报了出版、发行等方面的工作情况。与会编委们就学报的编辑、出版工作展开了热烈的讨论,并提出了很多具有指导性和建设性的意见。编委们认为,学报在国际交流、开拓稿

关键词: