摘要：通过电解水制备氢气是实现“碳中和”目标的理想途径之一.因此,可在全p H条件下使用的氢析出(HER)催化剂的研发是近年来电催化领域的研究热点.原子级分散的催化剂,能够在保留铂族金属(PGM)固有活性的同时,降低催化剂中PGM的用量.虽然可以通过X射线吸收光谱(XAS)来表征原子分散的PGM电催化剂的配位环境,但目前对原子空间分布的控制仍然具有挑战.本文制备了钒掺杂钨青铜内通道氨配位的钌单原子催化剂(Ru/V-NHWO),用于全p H范围内的HER反应.采用X射线衍射(XRD)、高角环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)、X射线光电子能谱(XPS)和原位X射线吸收光谱(XAS)等进行表征,研究了钌单原子与V-NHWO载体的结合方式以及构效关系,并采用密度泛函理论(DFT)计算探索了催化剂中诸多位点的活性贡献.在1 mol/LKOH, 0.5 mol/L H_(2)SO_(4)和1 mol/L磷酸盐缓冲溶液中,其在10 m Acm^(-2)下的过电位分别为28.0, 29.6和40.6 m V.同时,在过电位100 m V时,质量活性分别达到3930, 1941和602.8 m Amg^(-1)Ru,数倍于同等条件下的商业铂碳.XRD结果表明,钌的引入可以确保催化剂在氩气条件下热解后仍保持六方钨铵青铜晶相,证明钌与钨铵青铜六方晶体通道内氨物种,即“通道氨”的结合.HAADF-STEM结果表明,钌原子与NHWO间存在强烈相互作用,有助于提升HER性能.XPS和XAS结果表明, W5+信号出现在引入钌后,峰位置的结合能增加且峰面积降低,说明钌与通道氨之间存在相互作用.N的XPS结果表明,钌的引入导致了金属氨键的形成.XAS结果表明, Ru/V-NHWO/CC中钌单原子和钌团簇共存,钌单原子与通道氨配位,并且钒的引入会诱发V-NHWO中金属键长缩短,这表明催化剂的金属性得到了提升,有利于改善其导电性.采用DFT计算进一步研究了HER活性的来源.相比于V-NHWO载体和钌团簇修饰的V-NHWO,以单原子形式结合的钌具有更低的水解离能垒,该能垒在氨桥接的钌双原子垂直插入、钒掺杂和多通道插入等多种因素作用下进一步降低.同时,氢中间体结合能得到了相应的优化而趋近于0 e V.此外,差分电荷密度模拟结果表明,氢中间体结合后, V-NHWO对于钌单原子存在明显的供电子行为,有利于HER动力学过程.综上,本工作报道了金属载体对于高分散金属原子空间分布调控的重要作用,可为设计和构筑可应用于诸多能源转换过程的新型原子级分散催化剂提供参考.

摘要：设计了特殊配方0.7BaO.0.3SrO·(1-y)TiO2·yNb2O5,通过过量组成控制,制备了钙钛矿相和钨青铜相共存的复相陶瓷.用XRD和阻抗仪测试了相结构及介电常数.结果表明,在形成以钙钛矿为主相的体系中,Nb2O5过量6mol％以上时开始形成钨青铜相;在形成以钨青铜为主相的体系中,BaO和SrO过量11mol％以上时开始形成钙钛矿相.两相含量相当的体系中,钙钛矿相几乎不固溶Nb2O5,而钨青铜相固溶一定量TiO2.复相陶瓷的介电性能具有BST和SBN两相的特点.BSTN复相体系中钨青铜相的铁电/顺电转变温度随固溶TiO2量增加而降低,随钙钛矿相增加而升高,其最低转变温度约在200℃,比纯SBN相下降90℃.

摘要：研究了钨青铜(TB)型铌酸盐晶体分子设计及其掺杂的原理。讨论了分子设计及掺杂对TB型铌酸盐晶体的结构、生长及性能的影响。使用X射线衍射技术测定了掺铜铌酸钡钠(BNN)和掺铬铌酸锶钡(SNB:60)的晶格常数。在TB型铌酸盐晶体的合成中,掺杂必然引起晶体中其它组分的变化,掺杂是晶体分子设计的一部分。

摘要：光催化还原CO2被公认为一种很有潜力缓解能源危机和环境污染的方法.理所当然地,改性或者开发合适的光催化材料使其拥有高的光催化CO2还原活性成为了一个研究热点.在本工作中,我们用一种"控制水释放"的水热法制备了一系列钼改性的钨青铜Cs0.33WO3,以期该物质能拥有良好的光催化CO2还原性能.有趣的是,通过部分Mo取代晶体中的W,Cs0.33WO3的光催化CO2还原性能得到显著提高,明显优于纯的Cs0.33WO3和Mo掺杂的W18O49.5%Mo掺杂的Cs0.33WO3在厌氧气氛中展现出了最优的光催化还原低浓度C O2性能,其中CO产率为7.5μmol g^-1h^-1,而甲醇产率为3.0μmol g^-1h^-1.更重要的是,Mo掺杂的Cs0.33WO3系列在氧气存在的条件下,能够直接光催化还原空气气氛中的CO2,这有利于其实际应用.Mo掺杂的Cs0.33WO3光催化活性优于其他对应材料,主要原因是Mo5+的等离子共振引起的光吸收增强、大大提高的电荷分离能力以及Mo和Cs在晶体中的共同作用等.本工作可能为设计用于高效低浓度CO2还原的光催化材料提供一种简易的方法.

摘要：根据四方钨青铜结构稳定性的晶体化学原理,设计了新型的钾基四方钨青铜结构化合物K3La3Ti2Nb8O30,并采用固相反应法对其进行了制备。采用X射线衍射仪表征其物相,发现除了少量杂相存在外,其主相可以确认为目标化合物,并采用扫描电子显微镜和能谱仪对其微观形貌和微观区域元素成分进行分析。使用精密阻抗分析仪对其不同频率下的介电温谱进行测量(20~600℃),结合结构容忍因子及A位离子平均半径所进行的预测结果,显示该化合物在室温(20℃)以下可能具有弛豫铁电性。

摘要：研究了掺杂对钨青铜 (TB)型铌酸盐晶体的结构、生长及性能的影响。使用 X射线衍射技术研究了掺铬铌酸锶钡晶体的晶格常数。在 TB型铌酸盐晶体的合成中 ,掺杂实际是晶体分子设计的一部分。

摘要：纳米流体对太阳辐射光谱的选择性吸收特性与太阳能光电光热综合利用具有很好的结合性。设计并搭建了具有光谱分频的直吸式平板型PV/T系统,采用水基钨青铜纳米流体搭配硅太阳能电池以实现对太阳辐射的分波段利用。结果表明,光谱分频PV/T系统比传统PV/T系统的热效率和工质出口温度分别提高5.2%和0.53℃;其中,太阳电池温度降低了3.24℃,电效率下降1.9%,综合效率提高3.3%。

摘要：合成了新型光折变晶体Sr_(1.95)Ca_(0.05)NaNb_5O_(15),并根据其结晶特性设计了生长温场,用提拉法得到了大的单晶。利用X射线衍射方法测定其晶胞参数,确定其为正交相。