物理化学试验厦门大学化学化工学院

合集下载

模拟混凝土孔隙液中钢筋电化学腐蚀行为及pH值的影响作用

模拟混凝土孔隙液中钢筋电化学腐蚀行为及pH值的影响作用唐方苗;徐晖;陈雯;杨榕杰;杜荣归;林昌健【摘要】The passivation and depassivation behavior of reinforcing steel in simulated concrete pore solutions (SPS) with different pH values was studied by the polarization curves,electrochemical impedance spectroscopy and scanning electron microscopy. The results indicated that reinforcing steel was in the passive state in the simulated concrete pore solution with pH 12.50. The lower the pH value of solutions, the more unstable the passive film of reinforcing steel. The critical pH value for the localized corrosion of the reinforcing steel in the simulated concrete pore solutions was between 11.12 and 11.05 based on the electrochemical measurements.%应用极化曲线法和电化学阻抗技术,结合扫描电子显微镜方法,测试钢筋在模拟混凝土孔隙液中的钝化与去钝化行为,以及溶液pH值对钢筋电化学腐蚀行为的影响作用.结果表明,钢筋在pH值为12.50的模拟液中处于钝态,随着溶液pH值的降低,钢筋的耐蚀性下降.钢筋表面去钝化发生腐蚀的临界PH值在11.12-11.05范围内.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2011(042)002【总页数】4页(P291-293,297)【关键词】钢筋;模拟混凝土孔隙液;pH;极化曲线;电化学阻抗谱【作者】唐方苗;徐晖;陈雯;杨榕杰;杜荣归;林昌健【作者单位】厦门大学化学化工学院化学系,固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门,361005【正文语种】中文【中图分类】TG174;O646钢筋混凝土结构广泛应用于各种建筑工程，在国民经济建设中发挥着重要作用。

电化学氟化石墨烯的原位拉曼光谱研究_钟锦辉

电化学氟化石墨烯的原位拉曼光谱研究钟锦辉1，蔡伟伟2，任斌1,*1厦门大学化学化工学院，固体表面物理化学国家重点实验室，厦门，3610052厦门大学物理系，厦门，361005*Email: bren@石墨烯是零带隙的半导体材料，需打开其带隙以扩展其应用范围。

实验1与理论2的研究都发现对石墨烯进行氟化可打开其带隙。

目前氟化石墨烯的方法条件苛刻且难以控制氟化程度。

我们发展了电化学氟化石墨烯的方法，原位电化学－拉曼光谱研究表明石墨烯在高电位下可被氟化。

以石墨烯为工作电极（WE），铂为对电极（CE），饱和甘汞电极（SCE）为参比电极（RE），在0.2 M NaF 溶液中进行现场电化学拉曼光谱研究。

在纯净的石墨烯上没有观察到缺陷峰（D）。

在NaF溶液中，施加电位后D峰出现（~0.9 V vs. SCE）且强度随电位正移而逐渐增强，可能是由于石墨烯在NaF溶液中发生了氟化。

通过对反应条件（电化学电位及反应时间）的调控有望控制石墨烯的氟化程度进而调控其电子性质与电化学活性。

关键词：石墨烯；氟化；电化学；拉曼光谱参考文献[1] Robinson, J. T.; Burgess, J. S.; Junkermeier, C. E. et al. Nano Lett.2010, 10: 3001.[2] Leenaerts, O.; Peelaers, H.; Hernández-Nieves, A. D. et al. Phys. Rev. B2010, 82: 195436.Electrochemical fluorination of graphene as probed by in-situelectrochemical Raman spectroscopyJin-Hui Zhong1, Weiwei Cai2, Bin Ren1,*1State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen, 3610052Department of Physics, Xiamen University, Xiamen, 361005Graphene is a zero band gap semiconductor with unique structural and electronic properties. Inducing a gap in graphene is crucial for its application as electronic devices. Functionalization of graphene, such as fluorination, is an effective way to open a gap. However, the existing methods for the fluorination of graphene involve either critical chemical conditions or high temperatures. Here we demonstrate that graphene could be fluorinated effectively under a mild electrochemical condition, as probed by in-situ electrochemical Raman spectroscopy.The Raman spectroelectrochemistry measurement was carried out in a three-electrode cell, in which graphene was used as the working electrode (WE). Pt wire and saturated calomel electrode (SCE) were used as the counter electrode (CE) and reference electrode (RE), respectively. The absence of defect (D) peak indicates the high quality of the pristine graphene sample. The D band appears when a potential of ~0.9 V (vs. SCE) was applied on graphene in a solution of 0.2 M NaF, suggesting the graphene may be fluorinated under high potential. The intensity of D band increases with increasing positive potential, thus by tuning the applied potential we may be able to control the degree of fluorination and finally tune the electronic properties and electrochemical activity of graphene.。

厦门大学826物理化学2016年考研初试专业课真题试卷

厦门大学2016年招收攻读硕士学位研究生
入学考试试题
科目代码：826
科目名称：物理化学
招生专业：化学化工学院、材料学院、能源研究院各专业考生须知：1.答题必须使用黑（蓝）色墨水（圆珠）笔：不得直接在试题（草稿）纸上作答；凡未按规定作答均不予评阅、判分；责任考生自负。

一、选择题（6题，每题两分，共12分）
1-1 .298K 时HCl （g ，Mr=36.5）溶解在甲苯中的亨利常数245kPa. kg.mol -1
，当HCl （g ）在甲苯溶液中的浓度达2%时HCl （g ）的平衡压力为
（）
A 、137 kPa
B 、11.99 kPa
C 、14.9 kPa
D 、49 kPa 1-2 .气体在固体表面上发生等温吸附过程，体系熵如何变化
（）
A 、∆S>0
B 、∆S<0
C 、∆S=0
D 、∆S ≧0 1-3 .在288k 时O H 2（l ）的饱和蒸汽压为1702Pa ，当0.6mol 的不挥发溶质B 溶于0.54kg O H 2时蒸汽压下降42Pa ，溶液中O H 2的活度系数x γ应为（）
A 、0.9804
B 、0.9753
C 、1.005
D 、0.9948 1-4. 分子的平动能、转动能、振动能的能级间隔的大小顺序是：（）
A 、平动能>振动能>转动能
B 、振动能>平动能>转动能
C 、振动能>转动能 >平动能
D 、转动能>平动能>振动能
1-5. 对于水溶液中的反应-++OH Br 253])[Co(NH →-++Br OH NH Co 253])([，如果增加离子强度，此反应的速率将。

化学类高校考研参考书目汇总——物理化学

宁波大学材化学院
曲阜师范大学化学与化工学院
浙江师范大学生化学院
山西大学分子科学研究所、化学化工学院
电子科技大学微电子与固体电子学院、光电信息学院
西北大学化学与材料科学学院、分科所、化学所
武汉理工大学理学院
南昌大学理学院
重庆大学化学化工学院、生物工程学院
江西师范大学化学化工学院
湖北大学材料学与工程学院、化学化工学院
新疆大学化学化工学院
兰州理工大学石油化工学院
燕山大学环境与化学工程学院
西北工业大学理学院、生命科学院
《物理化学》，天津大学物理化学教研室编，高等教育出版社
北京理工大学机电学院、化工与环境学院
厦门大学材料学院2010年
北京交通大学理学院
上海交通大学药学院
北京工商大学化学与环境工程学院
浙江大学理学院、材料与化学工程学院2007年
北京工业大学环境与能源工程学院
华南理工大学材料科学与工程学院、化学与化工学院、生物科学与工程学院
中科院研究生院材料科学与光电技术学院、化学与化学工程学院
天津大学材料科学与工程学院、环境科学与工程学院、理学院、管理与经济学部、电子信息工程学院、化工学院
吉林大学材料科学与工程学院
中山大学工学院
东华大学材料科学与工程学院
西安建筑科技大学理学院、材料科学与工程学院
浙江理工大学理学院
合肥工业大学化学工程
武汉理工大学理学院
安徽理工大学热能工程、化学工程、应用化学
武汉科技大学材料与冶金学院、化学工程与技术学院、资源与环境学院
安徽工业大学化学与化工学院、分子工程与应用化学研究所、材料科学与工程学院
湖北工业大学化学与环境工程学院、生物工程学院

锆改性Cu

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 3 期锆改性Cu/SiO 2催化剂催化3-羟基丙酸甲酯选择性加氢李伟杰，康金灿，张传明，林丽娜，李昌鑫，朱红平（厦门大学化学化工学院，固体表面物理化学国家重点实验室，醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室，福建厦门361005）摘要：采用蒸氨法制备了锆（Zr ）改性的Cu/SiO 2催化剂，用于3-羟基丙酸甲酯（3-HMP ）气相加氢制1,3-丙二醇（1,3-PDO ）。

采用比表面积及孔分布测试、XRD 、ICP-OES 、H 2-TPR 、NH 3-TPD 、CO 2-TPD 、FTIR 、TG-DTG 、HRTEM 、XPS 和AES 等手段对催化剂进行了详细表征，发现Zr 物种的加入使得Cu 和Zr 物种之间发生了强相互作用，产生了较多的层状硅酸铜，在结构方面提高了催化剂的比表面积，降低了铜物种的粒径，促进铜物种的分散，且在电子调控方面提高了Cu +的含量，增强了催化剂吸附酰基和甲氧基的能力。

与未改性的Cu/SiO 2催化剂相比，在相同反应条件下，Zr 掺杂量为0.5%的Cu/SiO 2催化剂表现出更高的催化性能，获得3-羟基丙酸甲酯转化率为96.0%和1,3-丙二醇选择性为84.3%，1,3-PDO 的总收率达80.9%。

这是目前在高液时空速0.10h -1的条件下取得的最佳结果。

关键词：3-羟基丙酸甲酯；加氢；1,3-丙二醇；铜/二氧化硅；Zr 改性中图分类号：O643.38；TQ426 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）03-1328-14Selective hydrogenation of methyl 3-hydroxypropionate over zirconium-modified Cu/SiO 2 catalystsLI Weijie ，KANG Jincan ，ZHANG Chuanming ，LIN Lina ，LI Changxin ，ZHU Hongping(State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, National Engineering Laboratory for Green ChemicalProductions of Alcohols-Ethers-Esters, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen361005, Fujian, China)Abstract: A series of the zirconium (Zr)-modified Cu/SiO 2 catalysts were synthesized by ammonia-evaporation method and applied in the gas-phase hydrogenation of methyl 3-hydroxypropionate (3-HMP) to 1,3-propanediol (1,3-PDO). N 2 adsorption-desorption, XRD, ICP-OES, H 2-TPR, NH 3-TPD, CO 2-TPD, FTIR, TG-DTG, HRTEM, XPS and AES techniques were used for detailed characterizations. Introduction of the Zr species results in a strong interactions between the Cu and Zr species, leading to the generation of more copper phyllosilicate, and thus increasing the specific surface area of the catalyst as well as reducing the particle sizes of the copper species. The addition of Zr also made the copper species better be dispersed over the SiO 2 support, increased the Cu + content and enhanced the electronic absorption of the substrate 3-HMP by the acyl and methoxide groups. Compared with the unmodified Cu/SiO 2 catalyst, the Zr-added (0.5%) Cu/SiO 2 catalyst showed better catalytic performance. The conversion研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0477收稿日期：2023-03-28；修改稿日期：2023-06-05。

物理化学材料化学专业-厦门大学化学化工学院

物理化学（材料化学专业）（physical chemistry）目的和要求物理化学是化学科学的理论基础，是化学、化工、材料化学专业本科生的主干课程。

物理化学课程在化学化工教学计划的各自然科学理论课程中，居于承上启下的枢纽地位。

通过本课程的教学，应使学生在系统地掌握物理化学基本知识的同时，进一步提高自学能力和独立工作的能力，并学会用辩证唯物主义的观点和逻辑思维去认识化学变化的本质，学习前人提出问题和解决问题的思路和方法。

培养学生严谨的科学态度，理论联系实际的优良学风和勇于创新的科学素质。

本课程的教学内容包括：化学热力学及其在多组分系统中、相平衡和化学平衡中的应用，化学动力学、统计势力学初步、界面化学基础、电化学、胶体化学等。

具体要求如下：（1）化学势力学：主要让学生掌握热力学的三大基本定律及其在多组分系统、相平衡、化学平衡等方面的应用。

掌握界面热力学，可逆电池热力学及胶体化学中的热力学知识。

（2）化学动力学：掌握化学反应的速率和机理问题。

了解温度、压力和催化剂等外界条件对反应速率的影响，了解界面相的传递性质和反应性质。

初步掌握均相和多相催化原理。

（3）统计热力学：具备一些基本的统计热力学知识如玻尔茨曼统计、配分函数的意义。

掌握从分子配分函数及自由能函数表计算简单气相反应平衡常数及理想气体的热力学函数。

基本内容及学时分配课内学时 100 学分5′一、气体的PVT性质（讲授4学时）1．理想气体状态方程2．实际气体状态方程3．气体的液化和临界状态，超流态介绍。

4．对应态原理与压缩因子图及其应用二、热力学第一定律（讲授8学时，习题课2学时）1．热力学概论：热力学内容、方法、特点及发展简史。

2．基本概念：系统与环境、平衡态与热力学平衡、状态与状态函数、广度量与强度量。

3．热力学第一定律：文字表述及数学式、内容及焓、热与功、功与可逆过程、功的计算。

4．热容和热：恒容热容（C v）和恒压热容（C p）、C p与C v的关系、热容与温度关系、平均热容、恒容热和恒压热、PVT变化过程热的计算。

《物理化学实验》课程实验教学大纲

《物理化学实验》课程实验教学大纲一、实验课程名称：中文名：物理化学实验英文名：Physical Chemistry Experiment二、课程性质：必修课三、开放实验项目数：0四、适用专业及年级：化学师范、应用化学专业、化学工程与工艺三年级五、实验教科书、参考书：（一）教科书1、东北师范大学等校编《物理化学实验》高等教育出版社 2002年（二）参考书1、复旦大学等校编《物理化学实验》高等教育出版社 2000年2、上海师范大学物理化学教研室自编《物理化学实验》六、学时学分：1、化学师范：课程总学时：90 实验学时：90 课程总学分：52、应用化学专业：课程总学时：90 实验学时：90 课程总学分：43、化学工程与工艺专业：课程总学时：72 实验学时：72 课程总学分：2七、实验教学的目的与基本要求：目的：培养学生熟悉物理化学实验基本方法,掌握物理化学实验中的基本技术(如控温和测温技术、量热技术、差热分析技术、压力测量技术、真空技术、电化学测量技术、光学技术、磁学测量技术等)，加深对物理化学基本理论的理解和提高运用这些基本理论的能力。

基本要求：通过物理化学实验，要求学生能掌握物理化学的基本实验技术和技能，学会重要的物理化学性能测定，掌握物理化学实验仪器设备的基本原理和操作技术，熟悉物理化学实验现象的观察和记录，实验数据的测量和处理，实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法，培养严格的科学实验态度和增强解决实际化学问题的能力。

八、实验课考核方式：（1）实验报告：实验报告要求用专门的物化实验报告纸撰写，其中需要作图的内容用方格纸作图。

实验报告应包含实验目的、实验原理、实验过程、对原始数据的记录、处理、分析、及对实验结果的总结和相关参考资料的说明。

（2）考核方式a. 第一学期笔试、第二学期操作；b. 平时实验成绩平均分占实验课成绩70%，实验的考核成绩占实验课成绩30%。

九、实验课程内容及学时分配：注：实验1-12：化学师范、应用化学和化学工程与工艺专业均必做；实验13-16：化学师范和应用化学专业必做，化学工程与工艺专业选做；实验17-18：化学工程与工艺专业必做；化学师范和应用化学专业选做。

化学化工专业类考研国家重点学科、实验室、

化学一级国家重点学科（覆盖无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学与物理5个二级国家重点学科）：北京大学、中国科学技术大学、吉林大学、南开大学、南京大学、复旦大学、厦门大学、浙江大学二级国家重点学科：无机化学：中山大学有机化学：兰州大学、四川大学分析化学：清华大学、武汉大学、湖南大学物理化学：北京师范大学、山东大学、福州大学高分子化学与物理：中山大学化学工程与技术一级国家重点学科（覆盖化学工程、化学工艺、应用化学、工业催化、生物化工5个二级国家重点学科）：天津大学、清华大学、大连理工大学、北京化工大学、华东理工大学、南京工业大学二级国家重点学科：化学工程：浙江大学、四川大学、华南理工大学化学工艺：中国石油大学、太原理工大学应用化学：北京理工大学、南京理工大学海洋化学二级国家重点学科：中国海洋大学、厦门大学（均为一级国家重点学科覆盖）化工过程机械二级国家重点学科：北京化工大学、华东理工大学国家实验室、国家重点实验室（排名不分先后，欢迎大家补充）：中国科学院上海有机化学研究所：金属有机化学国家重点实验室生命有机化学国家重点实验室中国科学院大连化学物理研究所：清洁能源国家实验室催化基础国家重点实验室分子反应动力学国家重点实验室中国科学院北京化学研究所：分子科学国家实验室分子反应动力学国家重点实验室高分子物理与化学国家重点实验室分子动态与稳态结构国家重点实验室北京大学：分子科学国家实验室稀土材料化学及应用国家重点实验室中国科学院长春应用化学研究所：高分子物理与化学国家重点实验室电分析化学国家重点实验室稀土资源利用国家重点实验室吉林大学：无机合成与制备化学国家重点实验室超分子结构与材料国家重点实验室理论化学计算国家重点实验室南京大学：微结构国家实验室现代配位化学国家重点实验室中国科学院沈阳金属研究所：材料科学国家实验室中国科学技术大学：微尺度物质科学国家实验室厦门大学：固体表面物理化学国家重点实验室大连理工大学：精细化工国家重点实验室南开大学：元素有机化学国家重点实验室兰州大学：功能有机分子化学国家重点实验室中国石油大学：重质油国家重点实验室清华大学：化学工程联合国家重点实验室-萃取分离分室天津大学：化学工程联合国家重点实验室-精馏分离分室华东理工大学:化学工程联合国家重点实验室-固定床反应工程分室浙江大学：化学工程联合国家重点实验室-聚合反应工程分室羰基合成和选择氧化国家重点实验室中国科学院山西煤炭化学研究所：煤转化国家重点实验室中国科学院过程工程研究所：多相复杂系统国家重点实验室中国科学院福建物质结构研究所：结构化学国家重点实验室北京化工大学：化工资源有效利用国家重点实验室湖南大学：化学生物传感与计量学国家重点实验室南京工业大学：材料化学工程国家重点实验室四川大学高分子材料工程国家重点实验室中国科学院兰州化学物理研究所：分子动态与稳态结构国家重点实验室这些资料都是爱！考老师帮我搜集整理的，也集合了他们多年的经验，很精很准，不用我再浪费时间漫无目的的去找信息，只要按照爱考老师为我量身定制的课程安心复习背书就好。

燃烧热测定实验的课程思政设计——农林废弃物的热值测定

燃烧热测定实验的课程思政设计——农林废弃物的热值测定张树永;朱亚先;张文清;王玉枝;陆靖
【期刊名称】《大学化学》
【年(卷),期】2024(39)2
【摘要】燃烧热测定是一个经典的物理化学实验。

本案例将燃烧热测定与农林废弃物燃烧发电对接,对实验内容进行了适当调整,让学生了解燃烧热测定对保障发电厂安全运行的重要意义,以及农林废弃物燃烧发电对服务“三农”、乡村振兴和“双碳”战略的重要意义,提高了学生学以致用的能力,激发了学生的学习兴趣,引导学生关心国家能源安全、环境保护、可持续发展和人民的生命健康,对提升学生的能力和素质发挥了良好作用。

【总页数】6页(P1-6)
【作者】张树永;朱亚先;张文清;王玉枝;陆靖
【作者单位】山东大学化学与化工学院;厦门大学化学化工学院;华东理工大学化学与分子工程学院;湖南大学化学化工学院;上海海事大学
【正文语种】中文
【中图分类】G64;O6
【相关文献】
1.易挥发性液体推进剂燃烧热值的实验室测定
2.热值法测定汽油燃烧热的实验教学研究
3.生物化学与分子生物学融合课程思政的实验设计——以蛋白质的定量测定为例
4.课程思政元素融入实验教学的探讨——以“污泥比阻的测定实验”为例
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

物理化学教案（下册）.

化学与环境科学系—————《物理化学》精品课程系列资料《物理化学》教案院（系、部）化学与环境科学系教研室分析化学－物理化学教研室课程名称物理化学授课对象化学本科，××班授课时间～学年第学期授课地点主讲教师教师职称使用教材南大《物理化学》第五版（下）一、课程名称物理化学二、课程性质专业基础课三、课程说明《物理化学》课程是师范类学校化学专业的重要专业基础课之一，内容上分为化学热力学、电化学、化学动力学、界面现象以及胶体与大分子溶液五大部分，按热力学第一定律、热力学第二定律、溶液、相平衡、化学平衡、电解质溶液、可逆电池、电极与极化、化学动力学基础、界面现象以及胶体分散系和大分子溶液的顺序组成一个完整的理论体系。

每章包括基本概念、基本理论、例题和习题训练。

本教案仅作为物理化学理论课讲授和实习课的指导性参考资料。

本着培养合格药学生的目的，依照教学大纲的要求，要求在教学过程中，不仅要注重传授知识，更要注重培养学生综合分析问题、解决问题及创新思维的能力。

四、先修课程无机化学、有机化学、分析化学、普通物理学、高等数学。

五、对教师的要求1、教师必需认真地备课。

写出讲稿和教案。

熟悉无机化学、有机化学、分析化学、普通物理学和高等数学等课程的知识，以便在教学过程中做到心中有数。

2、教师必需研究和学习教学法，在教学过程中，充分调动学生的学习积极性和主动性，正确引导学生的思路，教学生如何学习，激发其求知欲望，培养学生的自学能力。

3、在教学过程中，教师应注重学生能力的培养、创新意识的培养，同时还要注重学生思想品德的培养，既注重教书，又注重育人。

六、选用教材（1）高等学校教材，《物理化学》，南京大学物理化学教研室傅献彩主编，高等教育出版社，2005年7月，第五版（2）在以上教材基础上自制的电子教案七、教学内容本课程主要讲述热力学第一定律、热力学第二定律、溶液、相平衡、化学平衡、电解质溶液、可逆电池、电极与极化、化学动力学基础（一）、化学动力学基础（二）以及界面现象等内容。

氧化温度对阳极氧化法制备WO3薄膜光阳极的影响

氧化温度对阳极氧化法制备WO3薄膜光阳极的影响蔡君瑶，丁忠礼，林敬东*1，吴安安*2，廖代伟（厦门大学化学化工学院，固体表面物理化学国家重点实验室，醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室，物理化学研究所，福建厦门361005）摘要：采用阳极氧化法，以含0.7%(质量分数)NH4F，浓度为1 mol/L的(NH4)2SO4溶液为电解质制备WO3薄膜光阳极，研究了阳极氧化温度对纳米多孔WO3薄膜光阳极的结构、形貌和光电化学性能的影响。

光电化学性能评价发现，0 ℃下制备的WO3薄膜光阳极具有最高的光电流（2.14 mA/cm2，1.0 V (vs SCE)）；随着氧化温度升高至5 ℃和10 ℃时，光电流减小到1.73和1.44 mA/cm2；然而当氧化温度继续升高到15 ℃时，光电流反而增加到1.97 mA/cm2（1.0 V (vs SCE)）。

采用X射线粉末衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对WO3薄膜光阳极的结构和形貌进行表征。

结果表明，氧化温度对WO3薄膜光阳极的结构形貌有着重大影响，较低温下氧化制备的WO3薄膜光阳极具有较高的光吸收面积和较窄的孔边界，因而0 ℃下制备的WO3薄膜光阳极具有最高的光电流。

然而当温度升高至15 ℃时尽管此时WO3薄膜光阳极的光吸收面积不大，孔边界较厚，但是此时WO3薄膜光阳极具有较高的结晶度，可有效地促进光生电子和空穴的分离，提高光电化学性能。

关键词：WO3；光电化学；阳极氧化温度；温度；结构；形貌；中图分类号：O 643 文献标志码：A21世纪以来，能源短缺和环境污染是阻碍人类社会可持续发展、经济社会进步的两个关键因素。

开发利用可再生资源，改善环境、优化资源结构迫在眉睫[1]。

太阳能是绿色、清收稿日期：2015-04-13基金项目：国家重点基础研究(973)计划(2011CBA00508)；国家基础科学人才培养基金项目(NFFTBS) (J1310024)1通讯作者：林敬东，Email: jdlin@;2通讯作者：吴安安，Email: ananwu@;洁、无污染、资源丰富、分布广泛、可直接利用的资源。

物理化学排名

070304 物理化学物理化学是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系中特殊规律的学科。

随着科学的迅速发展和各门学科之间的相互渗透，物理化学与物理学、无机化学、有机化学在内容上存在着难以准确划分的界限，从而不断地产生新的分支学科，例如物理有机化学、生物物理化学、化学物理等。

物理化学还与许多非化学的学科有着密切的联系，例如冶金学中的物理冶金实际上就是金属物理化学。

排名学校名称等级1 北京大学A+2 吉林大学A+3 中国科学技术大学 A+4 复旦大学A+5 浙江大学 A+北京大学：http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=23吉林大学：http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=5433中国科学技术大学：http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=6604复旦大学：http:/NewsSpecialDetailsInfo.aspx?SID=6832有该专业的部分院校分数一览（A+、A、B+、B各选部分代表院校）。

2008年录取分数线：北京大学--化学与分子工程学院-- 物理化学中国科学院--中科院全国统考科目-- 物理化学中国科学院--大连化学物理研究所-- 物理化学北京科技大学--应用科学学院-- 物理化学北京师范大学--化学学院-- 物理化学南开大学--化学学院-- 物理化学天津大学--理学院-- 物理化学北京工业大学--环境与能源工程学院-- 物理化学首都师范大学--化学系-- 物理化学中国石油大学（北京）--化工科学与工程学院-- 物理化学天津师范大学--化学与生命科学学院-- 物理化学河北大学--化学学院-- 物理化学河北师范大学--化学与材料科学学院-- 物理化学太原理工大学--化学化工学院、煤化所、精细所-- 物理化学山西大学--化学化工学院-- 物理化学山西师范大学--化学与材料科学学院-- 物理化学内蒙古师范大学--化学与环境科学学院-- 物理化学大连理工大学--化工学院-- 物理化学大连理工大学--高科技研究院-- 物理化学东北大学--理学院-- 物理化学辽宁大学--化学院-- 物理化学辽宁师范大学--化学化工学院-- 物理化学大连大学--环境与化学工程学院-- 物理化学吉林大学--化学学院-- 物理化学吉林大学--理论化学研究所-- 物理化学东北师范大学--化学学院-- 物理化学延边大学--理学院-- 物理化学长春理工大学--化学与环境工程学院-- 物理化学哈尔滨工业大学--理学院-- 物理化学大庆石油学院--化学化工学院-- 物理化学武汉大学--化学与分子科学学院-- 物理化学复旦大学--化学系-- 物理化学中国科学技术大学--微尺度物质科学国家实验室-- 物理化学中国科学技术大学--化材院化学物理系-- 物理化学黑龙江大学--化学化工与材料学院-- 物理化学复旦大学--分析测试中心-- 物理化学哈尔滨师范大学--理化学院-- 物理化学华东理工大学--化学与分子工程学院-- 物理化学华东师范大学--化学系-- 物理化学齐齐哈尔大学--化学与化学工程学院-- 物理化学上海师范大学--生命与环境科学学院-- 物理化学同济大学--化学系-- 物理化学安徽大学--化学化工学院-- 物理化学安徽师范大学--化学与材料科学学院-- 物理化学淮北煤炭师范学院--化学系-- 物理化学福建师范大学--化学与材料学院-- 物理化学福州大学--化学化工学院-- 物理化学华侨大学--材料科学与工程学院-- 物理化学厦门大学--化学系-- 物理化学华南理工大学--化学科学学院-- 物理化学华南师范大学--化学-- 物理化学暨南大学--生命科学技术学院-- 物理化学中山大学--化学与化学工程学院-- 物理化学广西大学--化学化工学院-- 物理化学广西师范大学--化学工学院-- 物理化学河南大学--化学化工学院-- 物理化学河南师范大学--化学与环境科学学院-- 物理化学郑州大学--化学系-- 物理化学湖北大学--化学与材料科学学院-- 物理化学华中科技大学--化学系-- 物理化学武汉科技学院--化学工程学院-- 物理化学四川省社会科学院--理学院-- 物理化学中南民族大学--化学与材料科学学院-- 物理化学长沙理工大学--化学与环境工程学院-- 物理化学湖南科技大学--化学化工学院-- 物理化学湖南师范大学--化学化工学院-- 物理化学湘潭大学--化学学院-- 物理化学中南大学--化学化工学院-- 物理化学南昌大学--理学院-- 物理化学济南大学--化学化工学院-- 物理化学聊城大学--化学化工学院-- 物理化学青岛科技大学--化学院-- 物理化学曲阜师范大学--化学科学学院-- 物理化学山东大学--化学与化工学院-- 物理化学山东理工大学--化学工程学院-- 物理化学山东师范大学--化学、化工与材料科学学院-- 物理化学中国海洋大学--化学化工学院-- 物理化学四川大学--化学学院-- 物理化学西华师范大学--化学化工学院-- 物理化学西南大学--化学化工学院-- 物理化学西南师范大学--化学化工学院-- 物理化学兰州大学--化学化工学院-- 物理化学兰州化学物理研究所--专业列表-- 物理化学西北师范大学--化学化工学院-- 物理化学贵州大学--理学院-- 物理化学宁夏大学--化学化工学院-- 物理化学陕西科技大学--化学与化工学院-- 物理陕西师范大学--化学与材料科学学院-- 物理化学西北大学--化学系-- 物理化学西北工业大学--理学院-- 物理化学华中师范大学--化学学院-- 物理化学东南大学--化学化工系-- 物理化学南京大学--化学化工学院-- 物理化学南京工业大学--化学化工学院-- 物理化学南京航天航空大学--材料科学与技术学院-- 物理化学南京理工大学--化工学院-- 物理化学南京农业大学--化学化工学院-- 物理化学南京师范大学--化学与环境科学学院-- 物理化学南京艺术学院--化学化工学院-- 物理化学苏州大学--化学化工学院-- 物理化学苏州科技大学--化学化工学院-- 物理化学中国矿业大学--资源与安全工程学院-- 物理化学中国矿业大学--化学与环境工程学院-- 物理化学宁波大学--材化学院-- 物理化学温州大学--化学与材料科学学院-- 物理化学武汉理工大学--理学院-- 物理化学浙江师范大学--化学与生命科学学院--物理化学。

厦门大学物理化学课件

Zeroth Law ofthermodynamicsan object A is inIf bj t i ithermal equilibriumwith B and if B is inthermal equilibriumwith C,then C is inthermal equilibriumth l ilib iwith A.ynamics-2nd LecThe eproperties for an uniform system at equilibrium macro properties for an uniform system at equilibrium In fact，the real equation can be established only for thedifferential equation，e.g.using differential equation e gd U=F d S-p d Vquation，i.e.V=V(T,p,n)en we extend the equation of state of perfect gas to real gas, we will meetThe appearance of deviations;(2) The liquefaction of real gas may occur undertain conditionst i ditiCondensationAt C ,all similarity to perfect behaviour is lost.This stage is represented by the horizontal line CDE .At the point just t th l ft f li id d g to the left of C ,a liquid appears,and there are two phases in the system in this stage.this stage.The pressure corresponding to the line CDE when both liquid and vapour are l ,q p present in equilibrium,is called the vapour pressure of the liquid at l + gl Experimental isotherms the temperature of the experiment.At E , the sample is entirely liquid. t ,t e sa p e s e t e y qu d.Critical constantsgle phase.The liquid Critical point gp qphase of a substance does notform above the criticalCritical point l T c ,the critical point of thegas.Critical constants arel + g l different from gas to gas.ThvolTh hi h t t t t li fe highest temperature to liquefy gas Critical pressure , 临界压力(p c ,临界力)The lowest pressure to liquefy gas at T cV c,m ,临界摩尔体积)The molar volume at p molar volume at T c , p cT are Critical constantsc , p c , V c are Critical constantsMRepr apart.Critical point=⎞⎛∂p 0⎟⎟⎠⎜⎜⎝∂TV m 02=⎟⎞⎜⎛∂p m 2⎟⎠⎜⎝∂TVReduced pressure =p/p Reduced pressure （对比压力）p r p/p c Reduced temperature 对比温度T = T/T ()r c Reduced volume (对比体积)V r = V/V c,m,m .V r压缩因子图At very low pressures:Z1At very low pressures: Z ≈1.At high pressures: Z> 1.At high pressures:Z>1Repulsive forces are now dominant.At intermediate pressures: Z<1g,For most gases, the attractive forces are dominant.A perfect gas has Z = 1A f t h Z1（E l t i fi 4）Evaluate p using figure operation methodZ T r压缩因子图Z=f(p r)p r’p r⎠⎝⎠⎝rrc4）Evaluate T by applying（E l t b l ifigure operation methodZ Z=f(1/T r)Z查T r’T re relationship between mechanics response functions::ακββ=1.∂α∂κ2.∂p∂T pTfirst law of thermodynamics (热力学第一定律)。

从苯甲醛出发的多步聚合反应实验

-
CH3 CH2 N S C2H5OH + BH
NH2 O Ph C H+ CH3 NH2 N CH3 N CH2 N Ph C OH S N N CH2 N
CH3
CH3 C2H5OH
CH3 O C2H5OH + Ph C H H
+
NH2 N CH3 N Ph H CH2 N Ph C C
CH3 C2H5OH S OH
三
实验步骤及注意事项
（6）反应混合物冷至室温后冰水冷却，使结晶析出完全。【若冷却太快，产物易呈油状析出，可重新加热溶解后再慢慢冷却，重新结晶。必要时可用玻棒摩擦瓶壁进结晶析出。】（7）抽滤，并用冷水洗涤晶体，干燥，称重。
三
实验步骤及注意事项
（二）安息香的还原：赤1，2-二苯基-1，2-乙二醇的制备（三）安息香的氧化：二苯基乙二酮的制备（四）二苯基羟基乙酸重排
三
实验步骤及注意事项
（2）取10％NaOH溶液2 mL于小试管中并冷却至0℃。【 VB1溶液和NaOH溶液在反应前都要用冰水充分冷却，否则VB1的噻唑环在碱性条件下易开环失效，使实验失败。】（3）冰浴下将10％NaOH溶液逐滴加入步骤（1）的圆底烧瓶中。
三
实验步骤及注意事项
（4）再往圆底烧瓶中加入6 mL新蒸的苯甲醛，充分摇匀，调整反应液的PH值为9。【本实验的关键在于调PH值！】（5）加入几粒沸石，装上回流冷凝管，用60～70℃水浴加热1.5 hr。【反应后期可将水浴温度适当升高。其间注意摇动反应瓶并保持反应液的PH值为9，必要时可滴加10％ NaOH溶液。】
实验十六
从苯甲醛出发的多步骤合成实验
厦门大学化学化工学院基础化学实验二

厦门大学物理化学一期末试卷级

一、选择题 ( 共10题 20分 )1-1. 根据理想稀溶液中溶质和溶剂的化学势公式： μB = μB *(T ,p ) + RT ln x B ， μA = μA *(T ,p ) + RT ln x A下面叙述中不正确的是：(A) μA *(T ,p ) 是纯溶剂在所处 T , p 时的化学势(B) μB *(T ,p ) 是 x B = 1，且仍服从亨利定律的假想状态的化学势，而不是纯溶质的化学势(C) 当溶质的浓度用不同方法（如 x B , m B , c B ）表示时，μB *(T ,p )不同，但 B 不变(D) μA *(T ,p ) 只与 T , p 及溶剂的性质有关, μB *(T ,p ) 只与 T , p 及溶质的性质有关1-2. H 2O -NaCl -Na 2SO 4的三元系中,Na 2SO 4和H 2O 能形成水合物Na 2SO 4·10H 2O (D),在DBC 区中存在的是:(A) 水合物D 和溶液(B) 水合物D 和纯Na 2SO 4及纯NaCl 三相共存(C) 水合物D ,NaCl 和组成为F 的溶液(D) 纯NaCl ,纯Na 2SO 4和水溶液1-3. 在 101 325 Pa 的压力下，I 2在液态水和 CCl 4中达到分配平衡 (无固态碘存在)，则该体系的自由度数为:(A) f *= 1(B) f *= 2(C) f *= 0(D) f *= 31-4. 如图所示,当物系点在通过A 点的一条直线上变动时,则此物系的特点是:(A) B和C的百分含量之比不变(B) A的百分含量不变(C) B的百分含量不变(D) C的百分含量不变1-5. 对正规溶液和无热溶液特性的描述，下述哪一种是错误的：(A) 正：H E>> TS E无：H E<< TS E(B) 正：S E = 0 无：H E = 0(C) 正：G E = -TS E无：G E = H E(D) 正：G E = H E无：G E = -TS E1-6. 在298 K 时，A和B两种气体单独在某一溶剂中溶解，遵守亨利定律，亨利常数分别为k A和k B，且知k A> k B，则当 A 和 B 压力（平衡时的）相同时，在一定量的该溶剂中所溶解的关系为：(A) A 的量大于B 的量(B) A 的量小于B 的量(C) A 的量等于B 的量(D) A 的量与B 的量无法比较1-7. 对二级相变而言，则（A）∆相变H=0，∆相变V<0（B）∆相变H<0，∆相变V=0（C）∆相变H<0，∆相变V<0（D）∆相变H=0，∆相变V=01-8. NaCl水溶液和纯水经半透膜达成渗透平衡时，该体系的自由度是：(A) 1(B) 2(C) 3(D) 41-9. 自然界中，有的高大树种可以长到100 m以上，能够提供营养及水位到树冠的主要动力是什么？(A) 树内体液含盐浓度高，渗透压大(B) 树干中微导管的毛细作用(C) 因外界大气压引起的树干内导管的空吸作用(D) 营养和水分自雨水直接落到树冠上1-10.已知 A 和 B 可构成固溶体，在 A 中，若加入 B 可使 A 的熔点提高，则B 在此固溶体中的含量必 _______ B 在液相中的含量。

金属氧化物纳米晶体的表面结构控制及功能调控的研究进展

金属氧化物纳米晶体的表面结构控制及功能调控的研究进展谢兆雄;韩锡光;谢水奋;匡勤;蒋亚琪;王雪【摘要】Anisotropy is a basic property of crystals. Various facets or surfaces have different atomic structures and dangling bonds etc. ,which may result in different physical/chemical properties. Therefore,some physical/chemical properties of the crystals (especially for nano-crystals) can be tuned by controlling exposed crystal planes. Recently, controls of the surface structure of nanoparticles have been becoming a hot research topic in the field of chemistry and material science. In this article , we firstly make a brief overview of research achievements in the world in this field. Then, we focused on the recent research progress about the control of exposed nano-crystal facets with high surface energy of several functional metal oxides.%晶体具有各向异性,不同晶面上的原子排布、成键方式等都不尽相同,从而导致各种晶面的物理和化学性质的差异,因此通过控制裸露晶面就可以调控晶态材料(特别是微纳米晶态材料)的相关性质.近年来,关于微纳米晶体的表面结构控制的研究已成为纳米材料的一个研究热点.在文中,首先简要回顾国际上在该领域研究的情况,然后着重介绍了在部分金属氧化物微纳米晶体的表面结构控制方面的相关研究进展.【期刊名称】《厦门大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(050)002【总页数】6页(P305-310)【关键词】金属氧化物;晶体表面;高能面;荧光;气敏;光催化【作者】谢兆雄;韩锡光;谢水奋;匡勤;蒋亚琪;王雪【作者单位】厦门大学,化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,福建,厦门,361005;厦门大学,化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,福建,厦门,361005;厦门大学,化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,福建,厦门,361005;厦门大学,化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,福建,厦门,361005;厦门大学,化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,福建,厦门,361005;厦门大学,化学化工学院,固体表面物理化学国家重点实验室,福建,厦门,361005【正文语种】中文【中图分类】O793表面是各类固体材料特殊的和关键的组成部分,众多化学和物理过程都发生在表面上.因此,表面与界面的结构直接决定了材料的某些化学和物理性质.例如,在700 K 和2.026 MPa的条件下,铁(111)表面对合成氨反应的催化活性非常高,而(110)表面催化活性则较低[1];铂催化剂不同的裸露晶面对正己烷的催化也完全不一样,(111)晶面引起芳香化,(100)晶面引起异构化等[1].此外,材料表面往往分布着相对较多的缺陷,而且不同结构表面的缺陷类型也不一样,由此导致材料的光、电、磁等物理特性的差异.表面科学的研究可以追溯到18世纪中期,但真正成为专门的研究领域始于20世纪20年代.20世纪70年代起,基于现代表面分析手段(如各种能谱、L EED、各种表面光谱以及扫描隧道显微镜等手段)的发展,表面科学的研究达到了一个高潮.在过去的几十年里,表面科学家借助于多种现代表面分析手段和理论模拟计算,对单晶体特定结构晶面的物理化学行为进行了深入和系统的研究,并在表面和界面的物理化学行为和性质等方面取得了许多引人瞩目的成果.然而,这些在单晶面上取得的理论与实验研究离实际应用(如工业催化中的应用)还存在着较大的距离.这主要因为过去表面科学的主要研究对象是结构确定的大块的单晶体(其尺寸通常在毫米级以上),但它们很难直接应用到实用体系中;而催化剂等实用体系又多是表面结构不确定的纳米晶体颗粒.此外,理论计算以及许多超高真空环境中的研究往往是建立在理想体系(如清洁的晶面与真空环境)基础之上,而实际上晶体的表面结构与环境氛围要比理论情况复杂得多.因此,我们必须在表面科学基础研究和实际应用之间建立起一座桥梁.这个桥梁的基础就是对纳米晶体的表面/界面结构进行控制,将晶体的表面结构与其物理化学性能调控的研究从纯基础研究推进到实用化的研究.对于纳米晶体,特定结构表面的控制无法用传统的晶体切割等方法来实现,只能在晶体的生长过程中控制.但是,化学性质活泼、表面能高的晶面的生长速度较快,在晶体生长过程中往往快速地消失,晶体最后的裸露晶面一般为化学惰性、表面能较低的晶面.因此,如何控制纳米晶体特定结构表面(特别是高指数晶面、高活性表面)裸露是一个挑战性极高的研究课题.近年来,在功能纳米晶体尺寸和形貌的控制方面研究很多,但在纳米晶体高表面能晶面控制方面的研究成果还不多,原因可能是这一领域的研究难度较大.尽管如此,国内外在高活性特定表面结构纳米晶体控制生长研究方面也已经取得了较大进展[2-14].2007年厦门大学化学化工学院孙世刚教授课题组在该领域取得重要突破,采用电化学方波电位法制备出了高指数(hk0)晶面裸露的铂纳米颗粒,并展示了该纳米颗粒优异的电催化性能[2];之后,该课题组采用电化学方法实现了钯、铁等一系列高表面能裸露晶面的控制[3-4].虽然采用电化学方法可以成功制备高表面能的金属纳米颗粒,但是采用普通化学法却一直未能制备出高表面能金属晶体材料.直到2008年,本课题组和孙世刚教授课题组在化学法制备高表面能的金属纳米颗粒又取得了突破,成功地采用化学方法首次制备出了高指数(hhl)晶面裸露金纳米颗粒[5-6];之后,国际上多个研究小组也相继制备出了不同高指数晶面裸露金纳米颗粒[7-8].在金属氧化物微纳米晶体材料的高表面能晶面控制方面,国内外研究小组也取得了重大的进展.2005年,本课题组合成出全极性面裸露的ZnO纳米晶体[9];2008年澳大利亚G.Q.Lu课题组结合理论计算,制备出了高表面能(001)晶面裸露(占总表面47%)的锐钛矿型TiO2[10];随后,在2008年底本课题组成功制备出(001)晶面裸露比例高达89%的锐钛矿型TiO2纳米片,并证实了该TiO2纳米片具有优异的光催化性能[11].此外,大连化学物理研究所申文杰课题组于2009年成功地合成出具有41%{110}高能面裸露的Co3O4纳米棒[12],这种纳米棒在很低的温度下就对CO表现出非常高的催化活性.总体而言,功能纳米晶体高表面能晶面暴露的控制研究已经引起国内外学者的高度重视,相关研究成果层出不穷.在本文中,则重点介绍本课题组在金属氧化物的晶面控制以及性能调控方面的部分研究进展. ZnO具有两种晶体结构:纤锌矿型和闪锌矿型,在通常情况下是以稳定的纤锌矿型晶体结构存在.纤锌矿型ZnO属于六方晶系,阴离子作六方最密堆积,锌离子填入一半的四面体空隙,锌离子和氧离子沿c轴方向交替堆积,这种结构导致{001}面为极性晶面、具有高的表面能.因此,纤锌矿的ZnO一般沿[001]方向生长速度最快,最容易长成以非极性面{100}面裸露的六方柱形貌[15].对于纤锌矿的ZnO而言,除了{001}晶面为极性晶面外,{101}晶面也是极性晶面,这两组极性面的夹角为62°,由6个{101}侧面和1个{001}底面构成一个六方锥的形貌(图1(a)).从热力学角度考虑,由于极性面具有快的生长速度以及高的表面能,所以很难合成出完全有极性面裸露的纳米材料.但是在晶体生长的环境中如果引入高浓度的无机或有机离子,使其与一些极性面产生强的静电相互作用,就可以使极性面的表面能降低,从而可能得以裸露.基于上边的理论分析,本课题组选择了熔盐(如Li-NO3)作为生长ZnO纳米晶体的生长环境[16],成功地制备出了六方锥型的ZnO纳米晶体.该六方锥纳米晶体的底面为极性的(001)面、侧面为极性的{101}晶面,与预测的结构完全一致(图1(b),(c)).当没有熔盐加入时,产物大多是棒状的结构(图1(d)).上述的实验结果验证了熔盐的引入降低了极性面的表面能,从而使极性面得以裸露.除了熔盐的体系以外,油酸和油胺混合溶剂同样可以提供一个类离子液体的环境来稳定ZnO的极性面[9].以油酸和正辛胺混合溶剂为生长环境,以醋酸锌作为锌源在286℃的温度下同样生长得到了以极性面{101}和{001}面构成了一个六方锥的形貌.不同的晶面由于表面原子排布以及悬挂键等的不同必然导致其物理和化学性质的变化,本文通过列举两个例子来说明这一性质.纤锌矿的ZnO在380 nm左右有一个紫外发射峰,这一发射峰归结为ZnO的本征发射峰,除了其本征发射峰之外,经常在绿光区域可以看到另一发射峰,这一发射峰一般归结为其缺陷引起,例如氧缺陷、锌空位等引起[17-20].本课题组通过阴极荧光的方法,对不同的晶面所产生的荧光进行分析[21].研究结果表明不同的晶面所表现出阴极荧光的相对强度是完全不一样的.对于非极性{100}面,主要是以378 nm的紫外发射为主,495 nm绿光发射非常弱;而对于极性面{101}面和{001}面,绿光发射要强得多,其中{101}晶面的绿光发射占优.从不同晶面的原子排布进行分析可以得知,非极性{100}面表面是电中性的且表面缺陷很少,所以{100}面绿光发射非常弱.对于(001)面,未重构的表面每个原子平均有2/3个净电荷,这一结构将导致表面出现氧缺陷,从而导致了绿光发射.未重构{101}面每个原子平均表面净电荷达5/6,导致表面有更多的缺陷,因而{101}面绿光发射最强. 除了荧光以外,材料的许多性质和表面结构有关,例如气敏和光催化.对不同晶面裸露的ZnO纳米材料进行的气敏和光催化性能测试[22]结果表明:ZnO的(001)面气敏和光催化性能最高,{100}面次之,而{101}面的性能最差.TiO2是一种非常重要的半导体材料,在光催化、太阳能电池、气敏等方面都有非常重要的应用.锐钛矿的TiO2的单胞是由TiO6构成的扭曲八面体共用4条棱边形成的链状结构.理论计算表明锐钛矿的{101}面是热力学最稳定的面,其次是{100}和{110}面,而{001}面的表面能最高.锐钛矿的TiO2热力学稳定的形貌是由8个{101}侧面和2个{001}上下底面构成的消角四方双锥,其{101}面占整个总面积的94%以上[23].由于{101}面为热力学最稳定的晶面,其化学活性相对较低,因此,如果能够降低{101}面裸露的比例,就有可能提高TiO2某些相关性能.2008年,澳大利亚G.Q.Lu 课题组根据第一性原理计算得出通过F-吸附可以明显的降低(001)面的表面能,使其降至{101}面的表面能以下[10].这一理论结果表明:通过F-的吸附可能使锐钛矿的(001)面裸露出来.基于以上的分析,本课题组以HF溶液和钛酸四丁酯作为反应物,成功地制备出高能面(001)晶面裸露的TiO2纳米片[11], (001)面所占的比例达到89%(图2(a)).由于(001)面具有高的表面能和化学活性,所以期望它能在光催化降解有机染料等方面呈现出优秀的性能.本课题组以甲基橙作为探针分子对所合成的TiO2纳米片进行了检测,并与目前公认的最好的光催化剂德固赛P25 TiO2进行了对比.实验结果表明:所制备的(001)晶面裸露的TiO2纳米片的降解效率是一个不断加速的过程,最后趋于稳定,从第一次循环以后其光催效率高于德固赛P25的效率(图2(b)).(001)面裸露的TiO2纳米片具有高的催化活性的原因是:表面具有高的不饱和5配位的Ti 原子以及表面Ti—O—Ti键角较大[24].SnO2为一种n型的宽禁带半导体,对环境中的气体有非常强的敏感性,被认为是最好的气敏材料之一[25-27].在过去的几十年里,为了改善SnO2气敏材料的灵敏度以及选择性,科学家们应用了各种方法:如通过掺杂金属、与其他气敏材料进行复合[25-28]以及改变工作温度[29-30]等.原理上,半导体金属氧化物的气敏性就是被测定气体在半导体表面上的吸附反应导致其导电性的变化.所以半导体的气敏性质和半导体的表面有着非常重要的关系.从化学活性这方面考虑,高指数晶面具有高密度的原子台阶位移和悬挂键等,通常表现出高的化学活性.从气敏的原理可以推测,高化学活性的表面很可能具有高的气敏活性.对于金红石型SnO2晶体,各个晶面的表面能顺序为{110}＜{101}＜{100}＜{221}＜{001}[31].因此目前大部分合成的SnO2纳米颗粒大部分是以最稳定{110}面存在.考虑到SnO2两性的化学性质,本课题组通过盐酸来调节SnCl4的水解速度,在其临界条件下制备出具有高能{221}面裸露的八面体状的SnO2[32].八面体状的SnO2颗粒大小为200～300 nm.高分辨透射电镜清楚地看到了SnO2八面体晶粒表面为{111}和{110}面构成的台阶结构(图3(a),(b)).目前,有关SnO2的气敏性质的研究不少,但是不同的晶面对气敏材料性质的影响一直没有人研究,最可能的原因是人们很难制备出一些高能面裸露的SnO2.理论上,SnO2的气敏性质和表面结构等有密切相关的联系,因此研究晶面结构与气敏性质的关联具有重要的意义.为此,本课题组在制备出高能面{221}面裸露的SnO2纳米材料的基础上研究了其与气敏性质的关系.实验结果表明:具有高能面裸露的SnO2的纳米材料对醇类的气敏性明显地高于以低能{110}面裸露的SnO2颗粒(图3(c)).该工作发表后得到了德国气敏学专家Aleksander Gurlo的好评,他认为材料的表面结构也是影响其气敏性质的一个关键因素,但是一直被大家忽视,并认为本课题组通过控制晶体的晶面来实现气敏性质的提高是一个开创性的研究工作[33]. 控制具有特定晶面裸露的纳米材料除了可以通过“自下而上”晶体生长的方法外,还可以通过“自上而下”定向刻蚀的方法.由于晶体的各向异性,不同晶面的化学刻蚀速度往往不同.例如,在联胺的溶液中,Si (111)面的刻蚀速度要比其他晶面的刻蚀速度慢很多[34-35];在含有非离子的表面活性剂(例如:NC-200或Triton X-100)的四甲基氢氧化胺溶液中,Si{110}面的刻蚀速度要比Si{100}面的刻蚀速度慢[36-37].上述这些各向异性的刻蚀已经广泛地应用于半导体微加工工艺中.可以预测,化学定向刻蚀也完全可以“自上而下”地控制纳米晶体的表面结构.在纳米材料的制备过程中,化学定向刻蚀也时而被发现.例如,由于ZnO晶体的{001}极性面具有高的表面能以及高的反应活性,因而ZnO晶体很容易沿着[001]方向被刻蚀[38-41].在六亚甲基四胺,氨水等溶液中,ZnO纳米棒就很容易被刻蚀成纳米管.本课题组发现,在油酸和正辛胺的混合溶液中,通过控制油酸的量和合适的反应温度,可以把{100}面裸露的ZnO棒进行化学刻蚀成极性面(001)面和{101}面裸露的ZnO[42](图4).系统的实验表明:油酸在整个过程中起刻蚀作用,而正辛胺的存在可以调节其刻蚀速度以及刻蚀程度.通过对材料表面结构的调控来实现其与表面相关物理和化学性质的调控是一个非常重要的方向.由于高表面能晶面裸露的微纳米材料一般在催化、气敏等方面都具有高的活性,因此对合成具有高表面能晶面裸露的功能微纳米材料是改善材料性能的一个有效的途径.但是晶体在生长的过程中,高表面能晶面具有快的生长速率,所以难以裸露,因此这也是一项具有挑战的工作.厦门大学相关课题组通过化学方法并选择合适的反应参数成功地合成了一些具有高能面裸露的金属氧化物纳米材料,并成功地调控了相关功能纳米材料的光催化、气敏等性质.【相关文献】[1] Somorjai G A,Park J Y.The impact of surface science on the commercialization of chemical processes[J].Catalysis Letters,2007,115:87-98.[2] Tian N,Zhou Z Y,Sun S G,et al.Synthesis of tetrahexahedral platinum nanocrystals with high-index facets and high electro-oxidation activity[J].Science,2007,316:732.[3] Tian N,Zhou Z Y,Yu N F,et al.Direct electrodeposition of tetrahexahedral Pd nanocrystals with high-index facets and high catalytic activity for ethanol electrooxidation[J]. J Am Chem Soc,2010,132:7580-7581.[4] Chen Y X,Chen S P,Zhou Z Y,et al.Tuning the shape and catalytic activity of Fe nanocrystals from rhombic dodecahedra and tetragonal bipyramids to cubes by electrochemistry[J].J Am Chem Soc,2009,131:10860-10862.[5] Ma Y Y,Kuang Q,Jiang Z Y,et al.Synthesis of trisoctahedral gold nanocrystals with exposed high-index facets by a facile chemical method[J].Angew Chem Int Ed,2008,47:8901.[6] Liao H G,Jiang Y X,Zhou Z Y,et al.Shape-controlled synthesis of gold nanoparticles in deep eutectic solvents for studies of structure-functionality relationships in electrocatalysis[J].Angew Chem IntEd,2008,47:9100-9103.[7] Ming T,Feng W,Tang Q,et al.Growth of tetrahexahedral gold nanocrystals with high-index facets[J].J Am Chem Soc,2009,131:16350.[8] Li J,Wang L,Liu L,et al.Synthesis of tetrahexahedral Au nanocrystals with exposed high-index surfaces[J]. Chemical Communications,2010,46:5109.[9] Zhou X,Xie Z X,Jiang Z Y,et al.Formation of ZnO hexagonal micro-pyramids:a successful control of the exposed polar surfaces with the assistance of an ionic liquid[J]. Chemical communications,2005,44:5572.[10] Yang H G,Sun C H,Qiao S Z,et al.Anatase TiO2single crystals with a large percentage of reactive facets[J]. Nature,2008,453:638.[11] Han X G,Kuang Q,Jin M S,et al.Synthesis of titania nanosheets with a high percentage of exposed(001)facets and related photocatalytic properties[J].J Am ChemSoc,2009,131:3152.[12] Xie X,Li Y,Liu Z Q,et al.Low-temperature oxidation of CO catalysed byCo3O4nanorods[J].Nature,2009,458: 746.[13] Xia Y,Xiong Y,Lim B,et al.Shape-controlled synthesis of metal nanocrystals:simple chemistry meets complex physics?[J]Angew Chem Int Ed,2009,48:60-103.[14] Fan D,Thomas P J,O′Brien P.Pyramidal lead sulfide crystallites with highenergy{113}facets[J].J Am Chem Soc,2008,130:10892.[15] Wang Z L.Zinc oxide nanostructures:growth,properties and applications[J].Journal of Physics:Condensed Matter,2004,16:R829-R858.[16] Xu T,Zhou X,Jiang Z Y,et al.Syntheses of nano/submicrostructured metal oxides with all polar surfaces exposed via a molten salt route[J].Crystal Growth&Design,2009,9:192-196.[17] Sekiguchi T,Miyashita S,Obara K,et al.Hydrothermal growth of ZnO single crystals and their optical characterization[J].Journal of Crystal Growth,2000,214/215: 72-76.[18] Yang Q,Tang K,Zuo J,et al.Synthesis and luminescent property of single-crystal ZnO nanobelts by a simple low temperature evaporation route[J].Applied Physics A,2004,79:1847-1851.[19] Liu Xiang,Wu Xiaohua,Cao Hui,et al.Growth mechanism and properties of ZnO nanorods synthesized by plasma-enhanced chemical vapor deposition[J].Journal of Applied Physics,2004,95(6):3141-3147.[20] Garces N Y,Wang L,Bai L,et al.Role of copper in the green luminescence from ZnO crystals[J].Applied Physics Letters,2002,81(4):622-624.[21] Zhou X,Kuang Q,Jiang Z Y,et al.The origin of green emission of ZnO microcrystallites:surface-dependent light emission studied by cathodoluminescence[J].The Journal of Physical Chemistry C,2007,111:12091-12093.[22] Han X G,He H Z,Kuang Q,et al.Controlling morphologies and tuning the relatedproperties of nano/microstructured ZnO crystallites[J].The Journal of Physical Chemistry C,2009,113:584-589.[23] Lazzeri M,Vittadini A,Selloni A.Structure and energetics of stoichiometric TiO2anatase surfaces[J].Physical Review B,2001,63:1-9.[24] Selloni A.Anatase shows its reactive side[J].Nature materials,2008,7:613-615.[25] Manjula P,Satyanarayana L,Swarnalatha Y,et al.Raman and MASNMR studies to support the mechanism of low temperature hydrogen sensing by Pd doped mesoporous SnO2[J].Sensors and Actuators B:Chemical,2009,138: 28-34.[26] Korotcenkov G,Cho B K,Gulina L,et al.Ozone sensorsbased on SnO2films modified by SnO2-Au nanocomposites synthesized by the SILD method[J].Sensors and ActuatorsB:Chemical,2009,138:512-517.[27] Kumar V,Sen S,Muthe K P,et al.Copper doped SnO2nanowires as highly sensitive H2S gas sensor[J].Sensors and Actuators B:Chemical,2009,138:587-590.[28] Chen Y J,Zhu C L,Wang L J,et al.Synthesis and enhanced ethanol sensing characteristics ofα-Fe2O3/SnO2core-shell nanorods[J].Nanotechnology,2009,20: 045502.[29] Malyshev V V,Pislyakov A V.Metal oxide semiconductors based on tin dioxide:gas-sensitivity to methane in a wide range of temperatures,concentrations and humidities of the gas phase[J].Journal of Analytical Chemistry,2009,64:90-100.[30] Huang J R,Li G Y,Huang Z Y,et al.Temperature modulation and artificial neural network evaluation for improving the CO selectivity of SnO2gas sensor[J].Sensors and Actuators B:Chemical,2006,114:1059-1063.[31] Slater B,Catlow C R A,Gay D H,et al.Study of surface segregation of antimony on SnO2surfaces by computer simulation techniques[J].The Journal of Physical Chemistry B,1999,103:10644-10650.[32] Han X G,Jin M S,Xie S F,et al.Synthesis of tin dioxide nano-octahedral particles exposed with high-energy {221}facets and enhanced gas sensing properties[J]. Angew Chem Int Ed,2009,48:9180-9183.[33] Gurlo A.Nanosensors:does crystal shape matter?[J] Small,2010,6:2077-2079.[34] Koh M,Sawara S,Shinada T,et al.Simple nanostructuring on silicon surface by means of focused beam patterning and wet etching[J].Applied Surface Science,2000,162/163:599-603.[35] Sawara S.Simple fabrication of high density concave nanopyramid array(NPA)on Si surface[J].Applied Surface Science,2000,159/160:481-485.[36] Tang B,Pal P,Gosalvez M A,et al.Ellipsometry study of the adsorbed surfactant thickness on Si{110}and Si {100}and the effect of pre-adsorbed surfactant layer on etching characteristics in TMAH[J].Sensors and Actuators A:Physical,2009,156:334-341.[37] Pal P,Sato K,Gosalvez M A,et al.Study of rounded concave and sharp edge convexcorners undercutting in CMOS compatible anisotropic etchants[J].The Journal ofMicromechanics andMicroengineering,2007,17: 2299-2307.[38] Wang H Q,Li G H,Jia L C,et al.Generalin situchemical etching synthesis of ZnO nanotips array[J].Applied Physics Letters,2008,93:153110-1-153110-3.[39] Vayssieres L,Keis K,Hagfeldt A,et al.Three-dimensional array of highly oriented crystalline ZnO microtubes[J].Chemistry of Materials,2001,13:4395-4398.[40] Xu L,Liao Q,Zhang J,et al.Single-crystalline ZnO nanotube arrays on conductive glass substrates by selective disolution of electrodeposited ZnO nanorods[J].Journal of Physical Chemistry C,2007,111:4549-4552.[41] Elias J,Tena-Zaera R,Wang,G Y,et al.Conversion of ZnO nanowires into nanotubes with tailored dimensions [J].Chemistry of Materials,2008,20:6633-6637.[42] Han X G,Jiang Y Q,Xie S F,et al.Control of the surface of ZnO nanostructures by selective wet-chemical etching[J].The Journal of Physical Chemistry C,2010, 114:10114-10118.。

聚阴离子型锂离子电池正极材料研究进展

第4期
施志聪等聚阴离子型锂离子电池正极材料研究进展
·605 ·
大的不同 ;第二 ,易于调变材料的放电电位平台。但是 ,聚阴离子型正极材料的缺点是电子电导率比较低[9] ,材料的大电流放电性能较差 ,因而需要对材料进行碳包覆或者掺杂[10 —12] 等方法来改善其电导率 , 使其能够达到实用的水平。
Shi Zhicong Yang Yong 3 3 (State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces , Department of Chemistry , College of Chemistry and Chemical Engineering , Xiamen University , Xiamen 361005 ,China)
他们在合成计量比 LiFePO4 时 , 发现煅烧温度从 800 ℃提高到 850 ℃时 , LiFePO4 的电导率提高了 5 个数量级。采用 XRD 、TEM、EDX 和 EELS 等方法对材料进行分析 ,发现材料颗粒边界有高导电性的磷化铁和 (或) 碳磷铁化合物生成。所以他们认为生成的高导电性的磷化铁和 ( 或) 碳磷铁化合物是 LiFePO4 正极材料的电导率大大增加的主要原因 ,不过这一观点仍有待于进一步证实。
Key words lithium ion batteries ; cathode materials ; polyanion
锂离子电池因其具有比能量大、自放电小、循环寿命长、重量轻和环境友好等优点而成为便携式电子产品的理想电源[1] ,也是未来电动汽车和混合电动汽车的首选电源。因此 ,锂离子电池及其相关材料已成为世界各国科研人员的研究热点之一。其中正极材料由于其价格偏高、比容量偏低而成为制约锂离子电池被大规模推广应用的瓶颈。锂离子电池正极材料主要有无机金属化合物材料、有机分子材料和聚合物材料三大类[2] 。其中无机金属化合物材料已经由第一代的金属硫化物 ,发展到第二代的金属氧化物 ,但是上述两类正极材料各自具有一些难以克服的缺点[3] ,如比容量偏低、价格较高、循环性能不十分理想以及安全隐患因素比较突出等。近年来许多研究小组[4 —7] 报道了聚阴离子型化合物作为锂离子电池正极材料具有良好的性能 ,极有可能被推动成为第三代锂离子电池正极材料。本文综述了

旋光度法测定蔗糖转化反应速率常数实验用旋光管的改进

旋光度法测定蔗糖转化反应速率常数实验用旋光管的改进林敬东;韩国彬;廖代伟【摘要】用旋光度法测定蔗糖转化反应速率常数是最基本的物理化学实验之一.该实验中的旋光管操作比较麻烦,且易引入实验误差.本文对该实验使用的旋光管进行了改进.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2006(021)004【总页数】2页(P56-57)【关键词】物理化学实验;反应速率常数;光度法测定;蔗糖转化;光管;实验误差【作者】林敬东;韩国彬;廖代伟【作者单位】厦门大学化学化工学院化学系,厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,厦门,361005【正文语种】中文【中图分类】O6旋光度法测定蔗糖转化反应速率常数是物理化学中最基本的动力学实验之一[1]。

该实验通常使用的旋光管带有恒温夹套(图1)。

旋光管两端的窗口是由光学玻璃加工制成，用螺帽盖及橡皮垫圈拧紧。

将混合后的蔗糖盐酸反应液直接通过窗口装入恒温套管中，反应温度通过超级恒温槽的恒温水循环来控制。

图1 通常使用的旋光管图2 改进后的旋光管作为一个动力学实验，反应温度的控制是实验成败的关键之一。

首先，由于温度会影响旋光物质分子不同构型之间的平衡以及溶剂-溶质之间的相互作用，因此旋光度对温度比较敏感[2]；其次，蔗糖水解反应的速率常数受温度影响较大[3,4]。

进行本实验时，一般在实验中采取反应液在恒温槽里进行混合以尽量减少这个环节中反应液温度的波动。

由于这个过程耗时越多反应温度波动就越大，对实验的影响也越大，因此，缩小混合和装管的时间对于做好这个实验是很重要的。

一般要求这个过程要在2min之内完成[1]。

但在实验中经常发现，如果采用通常实验中使用的旋光管(图1)，学生很难在2min之内完成这种操作。

究其原因主要是装完管后的窗口密封难以操作。

首先，由于实验中三分视场观察的需要，要求光路上不能有气泡存在[5,6]，很多学生操作不熟练，常需反复灌装反应液和窗口密封；如果窗口的螺帽盖及橡皮垫圈旋拧不紧，容易漏液，拧得太紧则光学玻璃会受到应力而产生附加的偏振作用，给测量带来误差[2]。