Проведена оценка водяного риформинга глицерина (APR) для получения H2 на Ni/CeO2 (CeNi) катализаторе, полученном путем введения пористого носителя γ-Al2O3 в реакционную смесь в процессе синтеза методом растворного горения. Такой подход позволяет получить катализатор с улучшенным объёмом и средним размером пор, что имеет решающее значение для облегчения диффузии реагентов. В отличие от массивной CeNi системы, присутствие оксида алюминия увеличивает доступность активных наночастиц никеля и улучшает дисперсность оксида церия и никеля. Результаты APR глицерина показывают, что CeNi/γ-Al2O3 обеспечивает большую степень превращения глицерина и выход водорода по сравнению с массивной системой. Примечательно, что уменьшение содержания активного компонента вдвое приводит к 2,3-кратному увеличению активности, которое не зависит от скорости потока исходного сырья и, следовательно, от степени диффузионных ограничений. Полученный в данном исследовании катализатор превзошел известные аналоги по скорости образования H2, сохраняя при этом высокую степень развращения глицерина и селективность по H2.
В данной работе сообщается о синтезе катализаторов 80%Fe-10%Mo/10%Al₂O₃ методом растворного горения с использованием щавелевой кислоты в качестве топлива. Катализаторы были испытаны в реакции разложения метана при 850 °C и 1 атм в течение 6 ч. Синтезированные образцы были охарактеризованы методами рентгеновской дифракции, просвечивающей электронной микроскопии, фотоседиментационного анализа и др. Удельный выход углерода составил от 5,8 до 8,4 г/гкат, а выход водорода - от 1,0 до 1,4 моль/гкат соответственно. Каталитическое разложение метана на Fe-Mo/Al₂O₃ приводило к образованию смеси бамбукоподобных и многостенных углеродных нанотрубок. Было установлено, что наивысший выход МУНТ достигался при соотношении топливо/окислитель, равном 0,022.
Эффективность углеродных наноматериалов для очистки воды от органических красителей была доказана на протяжении последнего десятилетия. Однако проблема промышленного применения углеродных наноматериалов до сих пор не решена. Это связано в первую очередь с высокой стоимостью и низкой производительностью методов синтеза углеродных наноматериалов. В данной статье представлены термодинамические и кинетические данные адсорбции родамина 6G и метиленового синего на малослойном графене. Малослойный графен был получен методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза из целлюлозы. Этот метод является перспективным, недорогим и легкомасштабируемым. Было установлено, что исследуемый малослойный графен обладает высокой адсорбционной способностью по отношению к обоим красителям, причём полученные значения адсорбционной ёмкости превышают показатели большинства изученных углеродных материалов, таких как углеродные нанотрубки или активированный уголь. Для описания термодинамики процесса были использованы наиболее распространённые модели адсорбции. Кинетика процесса описывается уравнением псевдовторого порядка, что довольно часто встречается для графеновых материалов. Предлагаемый механизм адсорбции основан на гидрофобном взаимодействии между адсорбентом и адсорбатом с образованием связей H-π и π-π.
Активированный уголь из косточек фиников является перспективным материалом для энергетических, экологических и каталитических применений благодаря высокому выходу углерода, возобновляемому характеру и регулируемой пористости. В данной статье представлено обширное сравнительное исследование активированного угля (АК), полученного с использованием гидроксида калия, и активированного угля (ЛАУ), обработанного лазером Nd: YAG, оба материала получены из косточек фиников сорта «Иерихон». Комплексный анализ - рентгенодифракционный анализ (XRD), сканирующая электронная микроскопия (SEM), инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR), адсорбция азота (BJH, Horvath-Kawazoe, DFT, DR, DA), метод БЕТ, метод Лангмюра и t-график - показывает значительное улучшение микропористости, мезопористости, площади поверхности и химического состава поверхности ЛАУ. Сравнивая полученные результаты с опубликованными данными, можно отметить единое соответствие между моделями и методами характеризации, что подтверждает эффективность лазерной постобработки как дополнительной стратегии для целенаправленного изменения текстурных и поверхностных свойств активированного угля, полученного из биомассы, и может открыть перспективный путь для дальнейшего развития устойчивых пористых углеродных материалов.
Мы оцениваем энергию основного состояния смещенной кулоновской примеси в асимметричной гауссовой квантовой точке GaAs в постоянном магнитном поле. Используя унитарное преобразование, мы учитываем комбинированный эффект взаимодействий Рашбы и Дрессельхауса, рассматривая члены связи до квадратичного порядка. Затем мы рассматриваем преобразованный гамильтониан, используя вариационный подход с подходящей анзац-формой. Результаты показывают, что энергия основного состояния увеличивается с увеличением расстояния примеси от центра ограничения и с увеличением асимметрии потенциала. Наконец, мы исследуем, как асимметрия в гауссовом ограничении влияет на магнитный момент и восприимчивость примеси.
Магнитные скирмионы в синтетических антиферромагнетиках являются перспективными наноразмерными элементами, но их применимость зависит от того, насколько надежно сохраняется и может быть создана записанная пара. Используя сокращенную решеточную модель, мы вычислили пути с минимальным перепадом энергии для коллапса антиферромагнитно связанной пары скирмионов и для обратного зарождения из закрепленного антиферромагнитного референсного состояния. При антиферромагнитно закрепленных границах энергия наибольшего седлового состояния лишь незначительно изменяется с размером островка, в то время как энергия пары скирмионов в начальном минимуме имеет сильно зависящую от размера островка граничную поправку. Для крупных островков коллапс происходит последовательно по слоям и может проходить через промежуточный минимум со скирмионом в одном слое всякий раз, когда это состояние удовлетворяет критерию релаксации. Гораздо больший обратный барьер для нуклеации демонстрирует сильную асимметрию с коллапсом в той же модели закрепленной границы и согласуется с послойной последовательной записью с помощью вспомогательных средств.
Методом молекулярной динамики изучены коэффициенты вязкости гибридных наножидкостей на основе бензола с одностенными углеродными нанотрубками и наночастицами меди. Исследована зависимость вязкости этих наножидкостей от концентрации углеродных нанотрубок и наночастиц, а также от их морфологии. Показано, что вязкость всех исследованных наножидкостей значительно выше, чем у базовой жидкости и обычных крупнодисперсных жидкостей. Коэффициент вязкости наножидкости с углеродными нанотрубками при заданной концентрации увеличивается с увеличением их длины. При одинаковых концентрациях вязкость гибридных наножидкостей значительно превышает вязкость наножидкости с наночастицами или углеродными нанотрубками и увеличивается с уменьшением размера наночастиц. Одним из основных факторов, ответственных за наблюдаемое увеличение вязкости наножидкости, является структурирование молекул базовой жидкости вблизи наночастиц или углеродных нанотрубок.
Используя вариационный метод, мы исследовали температурную зависимость электронной теплопроводности (КЭ) в редкоземельных манганитах, легированных ионами щелочноземельных металлов, которые демонстрируют хорошо известное поведение КМР (кандидомагнитного магнитосопротивления). Анализ основан на двухзонном (Ɩ-b) гамильтониане модели решетки Андерсона, подходящем для режима сильной электронно-решеточной связи Яна-Теллера (ЯТ), согласующемся с двухжидкостными описаниями, включающими (l-b) гибридизацию. Ключевые параметры модели включают кулоновское отталкивание «U», сильную связь Хунда «JH» между спинами eg и t2g и гибридизацию «V» между l-поляронами и d-электронами одного и того же спина. В ферромагнитной металлической фазе расчеты показывают, что КЭ увеличивается с повышением температуры, а вблизи температуры перехода Tc ≈ 400 К наблюдается минимум или провал КЭ при фиксированных значениях «V», «JH» и «x». Результаты, полученные для келина, демонстрируют типичный кристаллический характер, при этом рассеяние на границах зерен является основным механизмом, ограничивающим теплопередачу в этих соединениях.
Вибрационные и оптические свойства монокристаллов HoFe3(BO3)4 были исследованы с помощью рамановской спектроскопии и измерений оптического поглощения. Рамановский спектр, записанный при комнатной температуре, выявляет четко выраженные фононные моды, связанные с колебаниями решетки и внутренними модами структурных единиц. Интенсивные полосы в диапазоне 1200-1450 см-1 приписываются внутренним колебаниям групп BO3, в то время как особенности в области 400-700 см-1 обусловлены октаэдрами FeO6. Спектр оптического поглощения, измеренный в диапазоне 190-1100 нм, демонстрирует слабые узкие полосы в видимой и ближней инфракрасной областях, соответствующие внутри-4f переходам ионов Ho3+, и выраженный край поглощения в ультрафиолетовой области, связанный с переходами переноса заряда O2⁻ → Fe3+. Оптическая ширина запрещенной зоны оценивается в 3,3-3,5 эВ. Установлена корреляция между колебательными и оптическими свойствами, демонстрирующая роль групп BO3 и октаэдров FeO6 в определении электронной структуры и оптического отклика материала. Результаты обеспечивают согласованную экспериментальную характеристику HoFe3(BO3)4 и указывают на его потенциал для оптических и магнитооптических применений.
В данной работе показано, что взаимодействие хлопьев высокоориентированного пиролитического графита и графеновых пленок с алканами является необходимым, но недостаточным условием для наблюдения в них джозефсоновской вольт-амперной характеристики, которая, как известно, присуща всем сверхпроводящим материалам. Другим ключевым фактором является создание деформационного поля в материале на основе графена.
Показано, что характеристики субнанометровых дельта-легированных бором слоёв в химически осаждённых из газовой фазы алмазных плёнках могут быть вычислены в квазиклассическом приближении как в равновесии, так и во внешнем электромагнитном поле, ионизирующем легирующие атомы бора. Найдены соответствующие решения, в первом случае - аналитически, во втором - численно. Использование квазиклассического приближения позволяет существенно упростить математическое моделирование алмазных структур с субнанометровыми дельта-легированными слоями, необходимое для их использования в наноэлектронике, например в быстродействующих полевых транзисторах.
Представлена минимальная 0D кинетическая модель для межфазного заклинивания нанопузырьков, стабилизированных поверхностно-активными веществами. Модель связывает кинетику адсорбции Лангмюра с геометрической концентрацией и механическим равновесием. В плоскости (сродство Лангмюра, скорость десорбции) существует резкая граница заклинивания; коммерческие бутиловые и изобутиловые ксантаты находятся глубоко внутри заклиненной области при типичных дозах флотации (вероятность Монте-Карло 1,00). Энергия гистерезиса составляет от 10-14 до 10-9 Дж, а критическая объемная концентрация для заклинивания колеблется от 8.2 × 10-6 до 0.35 моль·м-3. Граница предсказуемо смещается в зависимости от объемной концентрации, давления и времени цикла, но нечувствительна к модулю оболочки. Подтверждена численная сходимость, а показатель расходимости за один цикл достигает пика при +0.42 с-1 вблизи перехода. Модель представляет собой инструмент прогнозирования для нанопузырьков, стабилизированных поверхностно-активными веществами, в процессах флотации, катализа и биомедицинских наносистем.