1.新型全致密金属基复合纳米材料的探索制备与性能研究;2.密度泛函理论研究NO在CuFeO表面的吸附

摘要

第一部分新型全致密金属基复合纳米材料的探索制备与性能研究
　　 受阻反应球磨法是一种制备全致密高活性纳米复合物的有效手段，受阻反应球磨法可以有效破碎金属基体表面氧化层，制备的金属基纳米复合物中金属氧化物或者金属组分镶嵌或覆盖在金属基体颗粒表面，达到了紧密接触，从而显著提高了复合物的界面与缺陷密度，增加了复合物的反应活性。
　　 本文首先在探索制备化学计量比的铝(2Al)+氧化铜(3CuO)的纳米复合物基础上深入研究了其燃烧反应特性，并对2Al+3CuO的纳米复合物开始于400K的非均相放热反应动力学进行了计算分析。研究结果显示2Al+3CuO的放热反应可以用四个平行的最概然动力学机理函数模型来描述，分别是n=0.6的 Avrami-Erofeev方程，反应级数为3.9级和2.6级的化学反应函数以及n=0.75的Avrami-Erofeev方程。根据反应动力学计算结果和已知具体反应的动力学参数，我们认为2Al+3CuO纳米铝热剂加热条件下放热反应的具体速控步分别为CuO的分解、反应物种扩散通过表面非晶Al2O3以及多晶Al2O3的成长等。2Al+3CuO纳米复合物的点火主要是由低温氧化反应过程驱动，并且可以用DSC动力学模型来描述。这一研究结果为理解Al+CuO纳米复合物的非均相放热反应提供了最初的理论解释。为以后的进一步研究提供了研究基础。
　　 随后我们系统考察了不同原料组分以及不同球磨条件对于富铝xAl+3CuO纳米复合物的合成以及燃烧特性的影响。研究显示微米级的CuO，合适的PCA量以及球磨时间有助于高活性纳米复合物的形成，样品的粒度分布示意图可以用于定性表征纳米复合物形成的情况。研究还显示使用超细氧化铜不利于纳米复合物的形成，例如使用纳米氧化铜的样品中铝基体表面纳米氧化铜团聚并形成了薄膜，由于使用超细氧化铜不能有效的形成Al+CuO复合物，这样的团聚行为会降低纳米复合物的反应活性。研究还显示合成的纳米复合物中均有部分局部铝热反应的产物，局部铝热反应产物最少的8mc-1s的燃烧效率最高。
　　 第二部分密度泛函理论研究NO在CuFe204表面的吸附
　　 通过第一性原理的计算，本文初步考虑了NO分子在CuFe204表面的吸附行为。计算表明，对于CuFe2O4体系，必须考虑Cu和Fe的d轨道的强关联作用。其稳定的基态结构为inverse spinel结构。在这个结构中，每个原胞中两个Fe原子占据四配位中心(A位)，另外两个铁原子和铜原子占据六配位中心(B位)。A位和B位的Fe原子之间是反铁磁耦合，其局域磁矩大概是4μB左右。B位上的铜原子与铁原子之间是铁磁耦合，其中铜原子的局域磁矩0.6μB。体系的总的磁矩是1.98μB/单胞。在CuFe204的(100)表面，NO分子倾向于吸附在Fe原子顶位，形成N-Fe键。由于吸附作用，NO分子键长被拉长。这一研究结果为理解NO分子在CuFe2O4表面的催化作用提供最初的理论解释。为以后的进一步研究提供基础。

目录

文摘

英文文摘

第一部分新型全致密金属基复合纳米材料的探索制备及性能研究

第一章绪论

1.1纳米材料综述

1.2研究背景以及意义

1.3本课题的研究背景与意义：

第二章化学计量比的全致密铝-氧化铜纳米铝热剂复合物的合成和反应动力学分析

2.1引言

2.2.实验部分

2.3实验结果分析

2.4讨论

2.5结论

第三章全致密富铝铝-氧化铜纳米复合物的合成以及燃烧特性分析

3.1引言

3.2 xAl-3CuO纳米复合物的合成：

3.3结果分析

3.4结论：

参考文献：

第二部分密度泛函理论研究NO在CuFe2O4表面的吸附

第一章绪论

1.1催化同时去除NOx和碳烟的研究进展

1.2本课题的研究意义、内容及方法

第二章密度泛函理论研究NO在CuFe2O4表面的吸附

2.1密度泛函原理

2.2计算方法和模型

2.3计算结果与讨论

2.3结论

参考文献

致谢

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