球形Cu2O@HP-β -CD 合成、表征及类芬顿去除水中亚甲基蓝的研究

利用液相沉淀法制备 Cu₂O@HP-β-CD, 通过 XRD、SEM、FT-IR 对 Cu₂O@HP-β-CD 的结构进行表征, 并研究其对亚甲基蓝 (MB) 的类芬顿催化降解性能。XRD 图谱显示样品的衍射峰为纯 Cu₂O, HP-β-CD 与 Cu 摩尔比为 1 : 1 时样品 SEM 形貌为 500 nm, 大小均一的球形。Cu₂O@HP-β-CD 类芬顿体系降解 MB 的实验结果表明, 当HP-β-CD 与 Cu 摩尔比为 1 : 1, 加入浓度为 20 mmol/L 的 H₂O₂, 100 min 时 MB 去除率达到 96.1%。相同条件下, 液相法单一合成的 Cu₂O 的 MB 去除率为 54.4%; Cu₂O@HP-β-CD 的一级动力学反应速率常数为 0.027 76 min^?1 , 高于 Cu₂O 的反应速度常数 (0.007 4 min^?1)。Cu₂O@HP-β-CD 的自由基捕获实验表明了·OH 在催化降解过程中起主要作用。     

氯氧化铋/氧化亚铜复合材料的制备及其可见光催化性能

通过水热法成功制备了BiOCl/Cu₂O 复合材料, 是一种良好的可见光响应的光催化剂。通过X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis) 和电化学阻抗谱(EIS) 等分析方法对BiOCl/Cu₂O 复合材料进行表征分析。以酸性橙(AO7) 为目标污染物进行光催化降解实验, 探究了BiOCl/Cu₂O 复合材料的光催化性能和降解机制。XRD 结果表明, 随着BiOCl 含量的增多, BiOCl 的衍射强度逐渐上升。SEM 结果表明, BiOCl 小纳米片附着在相对较大的八面体Cu₂O 表面形成复合结构。通过UV-vis 和EIS 分析结果可知, 复合材料的带隙相较于Cu₂O 略微增大但其阻抗明显变小。降解实验结果表明, 质量比为3 : 5 的BiOCl/Cu₂O 复合材料在90 min时的可见光催化降解率(56.8%) 明显高于Cu₂O 的降解率(26.3%), 其降解速率常数(0.009 3 min^-1) 是纯Cu₂O(0.003 3 min^-1) 的2.8 倍。自由基捕获实验表明BiOCl/Cu₂O 复合材料光催化过程中起主要作用的活性物种是超氧自由基(·O_{2^- )。6 次循环降解实验后光催化剂BiOCl/Cu2O(3 : 5) 对AO7 的降解率仍可达到48.3%。BiOCl 与Cu2O形成的异质结构在一定程度上降低了表面转移电阻, 加快了光催化过程中光生电子的转移速率, 提高了光生电子和空穴的分离率, 增强了光催化效果。}     

基于双金属MOFs 制备Co3O4/In2O3 复合物及其气敏性能的研究

以硝酸铟(In(NO₃)₃·xH₂O)、对苯二甲酸(H₂BDC)、六水合硝酸钴(Co(NO₃)· 6H₂O) 为原料, 首先采用一锅油浴法合成了含有Co²⁺ 的铟基金属有机框架材料(MOFs) Co²⁺/CPP-3(In) 材料, 然后在450 ℃ 下焙烧制备Co₃O₄/In₂O₃ 复合物气敏材料, 将Co₃O₄/In₂O₃ 复合物的粉体制作成传感器, 并对其气敏性能进行研究。利用扫描电子显微镜和X 射线衍射仪(XRD) 对双金属MOFs Co²⁺/CPP-3(In) 材料和Co₃O₄/In₂O₃ 复合物进行表征, 采用静态配气法测试其气敏性能。结果表明, Co₃O₄/In₂O₃(n_Co : n_In = 0.4 : 1) 样品的形貌保留了其MOFs 前驱体的棒状结构, 棱柱形框架更为突出, 表面呈凹陷状, 棒体中间粗两边细, 六角截面和棒体均布满了孔洞。结合EDX 和XRD 表征结果, Co²⁺/CPP-3(In) MOFs 前驱体完全转化成Co₃O₄/In₂O₃ 复合物; Co₃O₄/In₂O₃(n_Co : n_In = 0.4 : 1) 复合物在 70 ℃ 下对5×10^-6 H₂S 的气敏性能最优, 响应值达到153, 是同条件下纯备In₂O₃对H₂S 响应值的5 倍, 并且有较好的重复性、选择性和稳定性。     

Pd纳米晶修饰TiO2纳米管阵列光电极的制备及性能

为提高TiO₂的可见光催化性能,采用阳极氧化法在Ti箔上原位生成TiO₂纳米管阵列,再利用阴极电沉积法制备了贵金属Pd纳米晶修饰的TiO₂纳米管阵列光电极,并利用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线光电子能谱（XPS）及紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）对其表观形貌、表面形态及光吸收性能进行表征．结果表明:Pd纳米晶有效地修饰在TiO₂纳米管阵列的表面,且以Pd⁰形式存在．此外,Pd纳米晶修饰明显拓展了TiO₂纳米管阵列的可见光响应范围．以甲基蓝为模型污染物,重点考察阴极沉积电压及沉积时间对其光催化性能的影响．结果表明:阴极沉积电压为-0.8 V、沉积时间为10 min对甲基蓝的光催化降解效果最佳,且符合拟一级反应动力学模型．模拟太阳光下光照120 min对甲基蓝的降解率可达71.4％,是纯TiO₂纳米管阵列光电极的1.5 倍．     

SO2-4对块体纳米晶铜阳极极化行为的影响

为了揭示SO₂^-4对块体纳米晶铜耐蚀性能的影响规律,利用电化学方法,结合X射线衍射、能谱分析、扫描电镜等表面分析技术,研究了惰性气体沉积原位温压法制备的块体纳米晶铜在不同质量分数（0.3%、1.3%、2.3%、3.3%和4.3%）Na₂SO₄溶液中的阳极极化行为.结果表明,随着SO₂^-4的增多,纳米晶铜的致钝电流密度增大,而致钝电位降低.在0.3%的Na₂SO₄溶液中加入1%的NaCl,纳米晶铜阳极极化行为发生明显变化,Cl^-在纳米晶铜表面形成难溶于水的CuCl保护钝化膜,纳米晶铜致钝电流密度降低,活化-钝化过渡区电流密度下降速率显著减小.     

可见光响应型(CuAg)xIn2xZn2(1-2x)S2光催化剂的光催化制氢

为实现可见光下分解水制氢,用沉淀煅烧法合成系列(CuAg)_xIn_2xZn2(1-2x)S₂光催化剂．采用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、电位粒径仪(DLS)、X射线能谱(EDS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等方法研究了光催化剂的能带结构,评价其光催化性能．结果表明,随着组成配比x值的增加,光催化剂的光吸收从紫外光向可见光扩展,禁带宽度逐渐变小. 通过计算发现,光催化剂的导带电位逐渐接近氢的氧化还原电位．合成的(CuAg)_xIn_2xZn2(1-2x)S₂ (x=0.05~0.30)在可见光下都能光催化产氢,并且(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S₂(即x=0.15)具有最高的光催化制氢活性．调节组成配比可调控光催化剂的能带结构,有助于获得具有高活性和稳定性的可见光响应型光催化剂．     

不同CO2浓度和施氮水平对麦田CO2净通量的影响

为研究不同CO₂浓度和施氮量对麦田CO₂净通量的影响,利用开顶式气室(OTC)组成的CO₂浓度自动调控平台模拟CO₂浓度升高环境.以冬小麦为试验材料,设置CK (对照,环境大气CO₂浓度)、C₁(CO₂浓度比CK增加120 μmol·mol^-1)和C₂(CO₂浓度比CK增加200 μmol·mol^-1)3个CO₂浓度水平;施氮量设置常规施氮量(N₁,25 g·m^-2)和低氮(N₂,15 g·m^-2)2个水平.采用静态箱-高精度气体分析仪观测麦田CO₂净通量.结果表明:各处理的麦田CO₂净通量变化特征一致,均呈先增大后减小的趋势,在拔节期和抽穗期达到峰值.N₁处理下,在整个生育期,CK、C₁和C₂处理的CO₂累积量分别为-105.8±12.6、-123.1±11.5和-120.2±4.1 kg·hm^-2.N₂处理下,在整个生育期,CK、C₁和C₂处理的CO₂累积量分别为-82.3±9.2、-95.4±7.6和-96.7±2.8 kg·hm^-2;拔节期C₂处理的CO₂累积量比CK显著增加了31.8%(P=0.024).C₁处理下,拔节期N₁处理的CO₂累积量显著高于N₂处理55.0%(P=0.009);C₂处理下,N₁处理的整个生育期CO₂累积量显著高于N₂处理23.6%(P=0.010).各处理CO₂净通量跟土壤湿度的相关关系均达到显著;N₁处理下,C₁和C₂处理的CO₂净通量跟光合有效辐射的相关关系达到显著,N₂处理下,CK和C₁处理的CO₂净通量跟光合有效辐射的相关关系达到显著;N₁处理下,C₁处理的CO₂净通量跟空气温度的相关关系达到显著,其余处理未达到显著.本研究表明:在小麦的拔节期和抽穗期,相比于CO₂浓度升高,施氮量对麦田CO₂净通量的影响更为显著;CO₂浓度升高与施氮量对麦田CO₂净通量的影响没有显著的交互作用.     

模板法合成三维菊花状TiO2纳米花及其性能

为了解决一维、二维纳米材料在降解有机污染物时,易发生团聚、催化活性低、难以回收利用等问题,以TiO₂(P25)和NaOH为原料,ZnO为模板,采用水热法合成了三维菊花状TiO₂纳米花．运用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、氮气吸附脱附、紫外-可见漫反射、傅立叶红外等手段对合成的样品进行测试分析. 结果表明:其花瓣是由TiO₂纳米颗粒通过自组装定向排列而成的链状结构,构成纳米花的粒子晶粒尺寸约15 nm,花状结构尺寸约为5 μm,结晶性良好,为锐钛矿相;比表面积为102.3 m²／g,平均孔径为17.41 nm;以亚甲基蓝为目标污染物,在紫外光照射下对其进行光催化性能实验,80 min亚甲基蓝的降解率为98％,催化活性高于P25,显示出较强的光催化活性．     

TiO2/ML-Ti3C2复合纳米材料的制备及其光催化性能

通过水热技术在二维(2D)多层材料Ti_3C_2 (multi-layer Ti_3C_2, ML-Ti_3C_2)的表面及层间原位晶化和生长锐钛矿相TiO_2纳米球,制备出TiO_2/ML-Ti_3C_2复合纳米材料。采用XRD、SEM、氮吸附等表征技术对TiO_2/ML-Ti_3C_2纳米复合材料进行分析表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,对纯TiO_2和TiO_2/ML-Ti_3C_2复合纳米材料的光催化性能进行了评价。实验结果表明,两种材料的耦合抑制了Ti O_2中光生电子-空穴对的湮灭,延长了复合光催化剂中载流子寿命,拓宽了复合材料的光谱响应范围。在紫外光照射下,以TiO_2/ML-Ti_3C_2复合纳米材料为光催化剂,200 mg/L的MB溶液在20 min内几乎完全脱色,降解率为98.98%。TiO_2/ML-Ti_3C_2纳米复合材料的光催化性能优于纯TiO_2和Ti_3C_2, Ti_3C_2优异的电子传输能力和超强的吸附性能优化了TiO_2的光催化性能。本研究为使用光催化技术处理废水提供了一种新的思路,具有一定的实际应用前景。     

TiO2对高C3S熟料烧成的影响

通过外掺TiO₂来改善高C₃S熟料的烧成.配制7个生料样品,其潜在矿物组成均为w(C₃S)=75%、w(C₃A)=7%、w(C4AF)=18%,TiO₂掺量分别为0、05%、10%、15%、20%、25%、30%,在设定的高温下煅烧成熟料,通过化学分析、XRD、SEM/EDS等方法,研究了TiO₂对熟料易烧性、矿相形成、C₃S晶体形貌和熟料强度等的影响.结果表明,掺入少量TiO₂明显提高了熟料的易烧性;当TiO₂掺量小于2%时,f-CaO随TiO₂掺量的增加而显著降低;当TiO2掺量超过2%后,f-CaO随TiO₂掺量的变化不大;当TiO₂掺量达到3%时,在1 350和1 400 ℃温度煅烧的熟料中均发现了CaO·TiO₂新相;掺2%TiO2在1 400℃煅烧条件下的熟料,TiO₂在C₃S中的固溶量约1.7%;掺入适量的TiO₂,熟料中C₃S结晶比较完整、均匀,熟料强度较高.适当掺入TiO₂对改善高C₃S熟料的烧成和提高其强度都是有利的.     

Cu~(2+)/Ce~(4+)-TiO_2可见光催化降解活性艳红X-3B

采用溶胶凝胶法合成了掺杂Cu~(2+)和Ce~(4+)的Ti O2可见光催化剂,用活性艳红X-3B降解脱色为模型反应,结合紫外-可见光谱法、XRD和SEM等表征手段,考察了制备条件与光催化活性的关系.实验结果表明:适量掺杂稀土元素Ce~(4+)较单独掺杂Cu~(2+)能更加有效地提高催化剂在可见光下的催化活性,掺杂后使催化剂的吸收带边位置发生红移,晶型结构为锐钛矿和金红石的混合晶型.掺杂Ce~(4+)量为1.5%时,0.4 g催化剂对30 m L浓度为5 mg/L的活性艳红X-3B模拟印染废水降解率达到61.1%.     

负载型光催化膜特征及氟伐他汀降解性能分析

为克服传统悬浮型光催化技术因催化剂分离困难而导致的水体二次污染问题,通过悬浮过滤方式将ZnIn_2S_4负载在超滤膜表面得到光催化膜.利用扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射图谱分析(XRD)对其进行表征并分析其超滤性能.以氟伐他汀为目标污染物,采用功率500 W,光强230 W/m~2的长弧氙灯为光源,考察不同负载量光催化膜在光照条件下对氟伐他汀的降解率.结果表明,随着ZnIn_2S_4负载量增加,光催化膜对紫外光和可见光的响应逐渐增强,表面Zn、In、S元素特征峰响应逐渐增强,ZnIn_2S_4六方相型特征衍射峰逐渐增大,膜表面形成了均匀的光催化功能层,膜面亲水性增强,纯水通量衰减得到缓解,对氟伐他汀的降解率明显提高.但是过量ZnIn_2S_4会在膜面发生堆叠团聚,降低催化剂利用率,进而影响催化效率.负载量为0.2 g的光催化膜表面ZnIn_2S_4光催化层均匀,能有效利用光源能量,催化活性高,节省物料,在光照条件下对氟伐他汀的降解率可高达94.75%,长期运行下具有良好的光催化稳定性.     

沸石负载Mn,N共掺杂TiO2及光催化性能

为提高传统TiO₂光催化剂的可见光催化活性,本文采用溶胶-凝胶法合成了Mn,N共掺杂TiO₂光催化剂,改善了传统TiO₂光生载流子易复合的问题;进一步采用沸石作为载体对改性后的TiO₂样品进行负载,解决了传统光催化剂存在的难分离回收问题,以达到光催化剂可重复使用的目的.借助X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪等测试手段对Mn,N共掺杂TiO₂光催化剂的结构、元素组成、微观形貌和光催化降解性能进行系统分析与研究.研究结果表明,沸石负载Mn,N共掺杂TiO₂的样品较未改性的TiO₂样品具有更高的光催化降解活性,在可见光照射下,在最优掺杂条件下获得的TiO₂光催化剂在60 min内对孔雀石绿的降解率可达到97%,这主要归因于锰离子掺杂能够对TiO₂光生载流子的复合产生抑制作用,促进光生电荷分离,与此同时氮元素掺杂可有效拓宽TiO₂半导体光催化剂光响应范围.此外,经过5次循环使用后,对孔雀石绿的降解率没有较大程度的减弱,依然能够维持在88%以上,表明沸石负载Mn,N共掺杂TiO₂的样品具有较好的光催化循环稳定性.     

Self-cleaning glass coated with Fe^3＋ -TiO2 thin film

The self-cleaning glass coated with Fe^3 -TiO2 photocatalytic thin film was prepared by sol-gel process from the system Ti(OC4H9),-NH(C2H4OH)2-C2H5OH-H2O containing FeCl3. The microstructure and properties of the film were studied using differential thermal analysis-thermogravimetry(DTA-TG), X-ray diffration (XRD) and scanning electron microscope(SEM). The transmittance of the self-cleaning glass was measured by using UV-Vis spectrometer. The effects of content of Fe^3 and the thickness of Fe^3 -TiO2 thin film on the photocatalytic ac-tivity were examined. The results show that the photocatalytic thin films are mainly composed of Fe3O4 and TiO2 particles within 10-100 nm. The appropriate amount of Fe^3 is effective for improving the photocatalytic activities of TiO2. The best photocatalytic activity is obtained when the molar ratio of Fe^3 to TiO2 is 0. 005 and the glass is coated with 9 layers.     

Cu_2O空心微球光催化降解生活污水

以硫酸铜为铜源,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面修饰剂,水合肼为还原剂,在水溶液中制备纳米氧化亚铜颗粒构成的空心微球。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见光漫反射光谱等手段对样品进行表征,并研究了氧化亚铜空心微球对生活污水的光催化降解性能。研究结果表明,氧化亚铜空心微球壳厚20～30nm,直径170～220nm,在400～700nm波长范围有较强吸收,对生活污水有明显的光催化降解效果。     

Synthesis and characterization of Mg3(PO4)2-coated Li1.05Ni1/3Mn1/3Co1/3O2 cathode material for Li-ion battery

Mg₃(PO₄)₂-coated Li_1.05Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂ cathode materials were synthesized via co-precipitation method. The morphology, structure, electrochemical performance and thermal stability were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), cyclic voltammetry(CV), electrochemical impedance spectroscopy(EIS), charge/discharge cycling and differential scanning calorimeter (DSC). SEM analysis shows that Mg₃(PO₄)₂-coating changes the morphologies of their particles and increases the grains size. XRD and CV results show that Mg₃(PO₄)₂-coating powder is homogeneous and has better layered structure than the bare one. Mg₃(PO₄)₂-coating improved high rate discharge capacity and cycle-life performance. The reason why the cycling performance of Mg₃(PO₄)₂-coated sample at 55 °C was better than that of room temperature was the increasing of lithium-ion diffusion rate and charge transfer rate with temperature rising. Mg₃(PO₄)₂-coating improved the cathode thermal stability, and the result was consistent with thermal abuse tests using Li-ion cells: the Mg₃(PO₄)₂ coated Li_1.05Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂ cathode did not exhibit thermal runaway with smoke and explosion, in contrast to the cells containing the bare Li_1.05Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂. Funded by the National Natural Science Foundation of China (No. 20273047)     

Al_2O_3包覆对富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2的电化学性能影响

采用水热法合成富锂三元正极材料,探究了最佳包覆比例下Al_2O_3包覆对材料的电化学性能影响.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了富锂三元正极材料的表面形貌和结构,通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)技术分析了材料电化学性的影响因素.结果表明,通过异丙醇铝水解制得了氧化铝包覆层,提高了材料的比容量,稳定了材料的结构.     

Modification of LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2 cathode material by CeO2-coating

LiCo_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂ was coated by a layer of 1.0 wt% CeO₂ via sol-gel method. The bared and coated LiMn_1/3Co_1/3Ni_1/3O₂ was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), cyclic voltammogram (CV) and galvanotactic charge-discharge test. The results show that the coating layer has no effect on the crystal structure, only coating on the surface; the 1.0 wt% CeO₂-coated LiCo_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂ exhibits better discharge capacity and cycling performance than the bared LiCo_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂. The discharge capacity of 1.0 wt% CeO₂-coated cathode is 182.5 mAh·g⁻¹ at a current density of 20 mA·g⁻¹, in contrast to 165.8 mAh·g⁻¹of the bared sample. The discharge capacity retention of 1.0 wt% CeO₂-coated sample after 12 cycles reaches 93.2%, in comparison with 86.6% of the bared sample. CV results show that the CeO₂ coating could suppress phase transitions and prevent the surface of cathode material from direct contact with the electrolyte, thus enhance the electrochemical performance of the coated material.