【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230350
将三聚氰胺、RuCl3及炭黑以一定的比例分散于乙醇中,采用旋转蒸干及高温热处理合成了一种氮掺杂碳(NC)负载Ru的Ru/NC催化剂。采用硼氢化钠液相化学还原法合成了不同Pt、Ru负载量的PtRu/NC催化剂,并用于电催化甲醇氧化反应(MOR)及电催化分解水析氢反应(HER)。结果表明,合成的催化剂中Pt1Ru/NC(Pt、Ru的实际负载量分别为1.14%、0.54%)表现出最优的MOR性能,质量活性达4.96 A·mgPtRu-1,且经10 000 s稳定性测试后质量活性保持在测试前的91.1%。同时,当电流密度为100mA·cm-2时,Pt1Ru/NC在HER中表现出最低的过电位(103 mV)和最小的Tafel斜率(15.29 mV·dec-1)。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、STEM-能谱(STEM-EDS)技术表征了PtRu/NC双金属催化剂,其具有优异催化性能的原因如下:(1) PtRu双金属纳米颗粒高度分散于NC上;(2) Pt以纳米团簇或单原子形式负载于Ru上,后负载于NC,形成了Pt-Ru相分离结构;(3) Pt、Ru与N之间存在协同效应。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311029
针对大学有机化学实验“核磁共振氢谱测定乙酰乙酸乙酯互变异构体”存在内容单一、教学深度与广度不足等问题进行了改进创新。实验内容由认识酮-烯醇互变异构的存在,拓展到探究时间、取代基以及溶剂三个维度对β-二羰基化合物的酮-烯醇互变异构平衡的影响。此外,在研究甲醇溶剂对平衡的影响时,可以观测到氢氘交换现象,有助于进一步理解异构过程的机理。本实验可针对化学相关专业高年级本科生开展,有助于加深学生对酮性质的理解,掌握核磁共振波谱在有机化学中的应用,从而巩固有机化学和仪器分析的理论知识,以及培养学生分析问题、解决问题的能力。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202310091
生活中处处充满手性之美,为了让大众正确认识手性,本文基于L-和D-酒石酸对映异构体的差异,设计实验开展科普教育:(1)酒石酸的分子模型搭建;(2)酒石酸晶体的培养与观察;(3)酒石酸溶液的旋光性观察;(4)酒石酸分子的手性拆分。科普深入浅出,实验操作简单,现象明显,互动性强,早期科普工作反响良好。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250023
为解决锂离子电池(LIBs)低温性能较差的问题,提出了一种通过调节电解质添加剂配方,提高电池低温性能的有效方法。其中,四氟硼酸锂(LiBF4)+碳酸亚乙烯酯(VC)+1,3-丙烷磺酸内酯(PS)+氟代碳酸乙烯酯(FEC)的添加剂配方对电极有较好的保护作用,能够提高电化学性能。结果表明,目标电解液具有良好的低温性能,在-20和-40℃条件下电极的首圈放电比容量(0.2C)分别为144.65和133.05 mAh·g-1,且具有良好的循环稳定性。研究表明,使用多功能添加剂可以显著提高锂离子的扩散速率,促进其在电极表面的释放。同时,添加剂较好的成膜性能还可以减少电池的极化,最终实现低温条件下高容量、高稳定的电池性能。