多相光催化分解H2S中阴离子表面活性剂对半导体催化剂CdS表面的影响

研究了在H₂S碱性溶液中,CdS粉末催化剂存在时,光催化分解H₂S释氢和生成硫反应。考察了阴离子表面活性剂——十二烷基硫酸钠(SDS)对催化剂的表面性质和催化活性的影响。通过模拟该反应体系,用电化学方法测定了单晶CdS电极在上述反应体系中加入SDS(浓度低于临界胶团浓度CMC值)后的平带电位的变化。结果表明:单晶CdS电极的平带电位,由于该体系加入SDS而正移,与n型多晶半导体CdS在加入SDS的H₂S碱性溶液中,光催化分解H₂S的释氢量减少相一致。并探讨了在该体系中,由于表面活性剂的阴离子与S^2-在单晶CdS电极表面上的竞争吸附,而引起单晶CdS电极的平带电位正移。     

O2-在CdS表面复合氧化物层中的积聚及其对Pt/CdS（T）光催化活性的影响

Pt/CdS经短时间高温空气处理后,CdS表面覆盖有一层氧化物(CdO-Cd(OH)2);在储存过程中,表面层中的Cd(OH)2进一步与空气中的CO2反应生成CdCO3,并有O2-在表面层中积累.O2-可起e-CB和h+VB复合中心的作用,导致Pt/CdS(T)光催化活性的降低.     

表面活性剂亲水-亲油能力对动态界面张力的影响

当两个不互溶的液相接触时,如果其中一相或两相含有表面活性物质,就可能产生动态界面张力。两相间的界面张力随时间连续变化,直到平衡为止。在到达平衡的过程中,经常通过一个最低值。酸性油／碱水体系也会出现类似现象。Englind和Berg把动态界面张力解释为表面活性物质在界面上累积的结果,并观察到1,5－戊二醇由白油向水中传质时存在明显的吸附－脱附位垒。Rubin和Radke首次给出了解释酸性原油与碱水溶液接触时产生动态界面张力的物理模型,他们提出在油水上存在一个表面活性物质的脱附位垒,原油中的酸性物质与氢氧化钠在界面上的反应是迅速完成的,而这些物质的脱附,则比较缓慢,从而合理地解释了这一特征。近年来,由于超低界面张力在强化采油中的重要性,国外研究者对酸性油／碱／表面活性剂体系的动态界面张力特征进行了比较系统的研究,但其机理有待进一步探讨,本文通过对正构烷烃／石油磺酸盐体系动态界面张力的研究,考察了吸附－脱附位垒产生的原因、影响因素及其对动态界面张力曲线的影响,对酸性油／表面活性剂体系动态界面张力的机理进行了更深入的探索。     

铝材表面状态对TiO2薄膜光催化性能和光致亲水性的影响

在纯铝片和具有氧化铝层的铝片上用提拉法制备TiO2/Al和TiO2/Al2O3/Al样片,通过FTIRATR技术和密闭间歇式反应装置分别考察了TiO2薄膜对油酸和乙烯的光催化降解性能,通过测试接触角考察TiO2薄膜的光致亲水性.结果表明,TiO2/Al2O3/Al对油酸的光降解性能比TiO2/Al的好,但其光催化氧化乙烯性能和光致亲水性能较差.这种差别可通过不同过程的作用机理和Al与TiO2表面的电子转移作用得到较好解释,由此得出TiO2薄膜的光催化性能与光致亲水性可能是两种既有联系又相互独立的性质     

非金属氧化-还原对MO2/MO2-(M=N,S,Cl)的电子转移反应动力学

以Marcus-Hush电子转移理论为基础,提出了用量子化学密度泛函方法研究自交换和异交换电子转移反应的理论方案.在DFTB3LYP/6-311+G(2D)水平上研究了溶液中NO₂/NO₂^-,SO₂/SO₂^-和ClO₂/ClO₂^-等3个氧化-还原对的自交换以及它们之间的6个交叉电子转移反应的动力学性质,获得了与实验较为一致的结果.     

表面活性剂与血红蛋白的作用对转移电子数的影响

将不同浓度(0.15-10.0 mmol·L-1)的双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)和血红蛋白(Hb)依次修饰到热解石墨电极(PG)上, 制备了稳定的Hb-DDAB/PG电极. 利用循环伏安和紫外光谱研究了Hb-DDAB/PG电极的性质. 由Laviron模型得到的转移电子数表明该电化学反应由双电子过程逐步过渡到单电子过程, 进而证明DDAB膜厚的增加导致血红蛋白亚基间作用的减弱和亚铁血红素的释放.     

pH值对2-(2-吡啶基)咪唑荧光光谱的影响研究

合成了2-(2-吡啶基)咪唑,并通过稳态荧光光谱研究了它在溶液中的光物理行为及溶液酸碱度的影响.发现2-(2-吡啶基)咪唑化合物存在分子内光诱导电子转移反应(PET),并且这一过程强烈地依赖于溶液的pH值,但是氮原子的质子化会影响PET过程.     

焙烧温度对In2TiO5纳米带晶型结构及光催化性能的影响

以Ti(OC₄H₉)₄、In(NO₃)₃和聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为原料,采用静电纺丝技术制备了In₂TiO₅纳米带。利用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 DRS)和N₂吸附-脱附等技术对不同焙烧温度处理得到的样品进行表征,详细研究了焙烧温度对In₂TiO₅纳米带晶粒尺寸、形貌、比表面积和孔径的影响。以20 mg·L^-1的氟喹诺酮类抗生素左氧氟沙星(LEV)为目标降解物,125 W高压汞灯为光源,评价了不同焙烧温度下In₂TiO₅纳米带的光催化活性。结果表明,焙烧温度对In₂TiO₅的形貌与光催化活性有明显影响。当焙烧温度为800℃时,制备的In₂TiO₅纳米带表面光滑,其宽度为(552±58) nm、厚度约为140 nm,光催化活性最强,光照60 min,LEV的降解率可以达到95%。     

焙烧温度对In2TiO5纳米带晶型结构及光催化性能的影响

以Ti(OC₄H₉)₄、In(NO₃)₃和聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为原料,采用静电纺丝技术制备了In₂TiO₅纳米带。利用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 DRS)和N₂吸附-脱附等技术对不同焙烧温度处理得到的样品进行表征,详细研究了焙烧温度对In₂TiO₅纳米带晶粒尺寸、形貌、比表面积和孔径的影响。以20 mg·L^-1的氟喹诺酮类抗生素左氧氟沙星(LEV)为目标降解物,125 W高压汞灯为光源,评价了不同焙烧温度下In₂TiO₅纳米带的光催化活性。结果表明,焙烧温度对In₂TiO₅的形貌与光催化活性有明显影响。当焙烧温度为800℃时,制备的In₂TiO₅纳米带表面光滑,其宽度为(552±58) nm、厚度约为140 nm,光催化活性最强,光照60 min,LEV的降解率可以达到95%。     

表面富S2-的CdS量子点的合成及其与甲硝唑的作用

在冰水浴条件下,用柠檬酸三钠和六偏磷酸钠为稳定剂,通过控制较低浓度的氯化镉溶液和硫化钠溶液缓慢反应,合成了荧光稳定性好、表面富硫的水溶性CdS量子点。利用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱和共振光散射光谱研究了CdS量子点与甲硝唑相互作用的光谱行为,发现甲硝唑与CdS富硫表面的过量S2-的结合引起量子点的荧光猝灭效应,甲硝唑对CdS荧光量子点的荧光猝灭为静态猝灭,它们主要以静电引力结合。     

CdS纳米粒子制备的影响因素及 CdS纳米粒子-酚藏花红体系的光谱特性

室温条件下在水溶液中合成了粒度分布均匀、分散性好的CdS纳米粒子. 研究了pH值、反应时间等条件因素对其吸收光谱和荧光光谱特性的影响, 并探讨了CdS纳米粒子-酚藏花红体系的光谱特性、可能的作用机理和应用前景.     

S/Cd物质的量比对微波水热制备CdS微晶的形貌影响及光学性能研究

采用微波水热法,以CdCl2·H2O和Na2S2O3·5H2O为镉源和硫源,在不同的S/Cd物质的量比条件下合成了CdS微晶。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、EDS、透射电子显微镜(TEM)等对样品的物相、形貌和元素组分进行了分析。结果表明:随着S/Cd物质的量比的增大,产物CdS的形貌发生规律性变化,由四面体结构逐渐转变为准球形结构;准球形结构具有分级结构,是由更小的纳米晶组装而成;光致发光性质研究结果表明,所得的CdS微晶具有较好的蓝光发射性能。     

水溶性CdSe/CdS核壳纳米粒子制备的影响因素及其对CdSe/CdS光谱特性的影响

以半胱氨酸镉配合物为前体, 在水溶液中合成CdSe纳米粒子, 以CdS对其表面进行修饰, 得到具有核壳结构的CdSe/CdS 纳米粒子. 采用XRD, TEM表征其结构及形貌; 以荧光光谱研究了时间、pH值、壳量、壳前体加入方式、稳定剂用量等因素对CdSe/CdS光谱特性的影响.     

Studies on Single-electron Oxidation of N-Alkyl-p-Phenylenediamines and Benzidines in Aqueous Acetonitrile by Cyclovoltammetry and ESR Spectroscopy

It is demonstrated by cyclovoltammetry and ESR spectroscopy that N,N,N,'N,'-tetramethyl; tetraethgl, tetra-n-propyl, tetra-n-butyl-p-phenylenediamine and tetraethyl, tetra-n-propyl-p-benzidine undergo deprotonat ion and two consecutive single electron transfer step CE reaction at electrode in aqueous acetonitrile with the corresponding radical cations as the intermediate. The bivalent cations produced at the electrode react not only with hydroxyl anion in the medium to give quinone but also with the N-alkyl-p-phenylene-diamines or benzidines to produce the corresponding radical cations.     

Influence of the Host Matrix on the Microstructure of Sol-Gel Films Doped with CdS and PbS Q-Dots

The preparation of non-linear optical materials for integrated photonic devices needs the development of procedures which permit a very good control of the microstructure. Sol-gel is a good method for the preparation of glasses doped with semiconductor Q-Dots. However, the control on the microstructure and the properties of the material is related to many parameters (e.g., conditions of hydrolysis, precursors, heat treatments, etc.). In this work the effect of the matrix on the size and size distribution of the semiconductor nanoparticles was investigated. The films were characterized by UV-VIS-NIR spectrophotometry, Grazing Angle X-Ray Diffraction (GA-XRD), and High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM).     

苯酚类化合物在超微粒表面光解自由基的研究

研究了苯酚及其衍生物在超细微粒二氧化钛表面的光诱导电子转移和光化学反应过程，结果表明，在碱性条件下，苯酚类化合物较易于光降解，所生成的主要自由基为氢原子和苯氧基，体系中的羟基来源于超氧负离子基，而并非经由氢氧根HO~-失去电子后转变为HO~·，文中对于光诱导电子转移及有关光反应机理进行了分析讨论。     

表面缺陷与钯的沉积对硫化镉纳米晶粒的光催化制氢性能的影响

The development of the photocatalytic production of hydrogen from water splitting has attracted immense attention in recent years. CdS is a potential photocatalyst with a visible light response, though it still suffers from a limited activity for hydrogen production due to the fast recombination of photo-induced electron/hole pairs and the low reaction rate of hydrogen evolution on the surface. Studies on the effect of CdS surface structure and properties on hydrogen production are still very limited. In this work, we prepared three CdS nanocrystals with different morphologies: long rod, short rod, and triangular plate. The prepared samples were well characterized by transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), Brunauer-Emmett-Teller (BET) specific surface area analysis, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), photoluminescence (PL) spectroscopy, and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS). From the results of TEM, XRD and XPS, we find that the three CdS nanocrystals with different morphologies were successfully synthesized. From the PL spectra, we conclude that the area of exposed nonpolar surface and degree of surface defects increase with an increase in aspect ratio. We also performed the photocatalytic hydrogen production reaction using the three CdS crystals. Long rod-like CdS (lr-CdS) exhibits the highest photocatalytic activity, with a hydrogen production rate of 482 μmol·h^-1·g^-1, which is 2.6 times that of short rod-like CdS (sr-CdS) (183 μmol·h^-1·g^-1) and 8.8 times that of triangular plate-like CdS (tp-CdS, 55 μmol h^-1·g^-1). It is found that lr-CdS shows a higher hydrogen production rate than sr-CdS and tp-CdS. We find that the hydrogen production rate is related to the degree of surface defects. Surface defects can trap the photo-induced electrons/holes, thus decreasing their probability of recombination. In addition, these defects can be used to anchor Pd particles to form a heterojunction structure that facilitates the separation of photo-induced charges. Therefore, we also compared three CdS/Pd nanocrystals synthesized with the three abovementioned morphologies with respect to hydrogen production. With 1% (w, mass fraction) Pd, the hydrogen production rate was greatly enhanced compared to all the CdS catalysts. Compared to the unpromoted CdS, the reaction rate is enhanced 43.1, 10.7 and 6.0 times over those of sr-CdS, lr-CdS and tp-CdS, respectively. Notably, the hydrogen production rate with short rod-like CdS/Pd reaches 7884 μmol·h^-1·g^-1, which can be favorably compared with the ever-increasing values reported in the literature. Hopefully, this work provides knowledge on the effect of crystal surface structure and properties on photocatalysis.     

不同导电基底对TiO2薄膜光致亲水性的影响

分别在导电铝合金片(Al)和具有阳极氧化铝层的非导电铝片(AAO/Al), 以及铟锡氧化物导电玻璃(ITO/glass)和普通非导电玻璃(glass)表面通过提拉法制备出TiO2/Al和TiO2/AAO/Al, 以及TiO2/ITO/glass和TiO2/glass两组TiO2薄膜样品, 通过测试紫外光照下水滴接触角的变化考察TiO2薄膜的光致亲水性. 结果表明, 相对于TiO2/Al2O3/Al, 基底导电的TiO2/Al表现出较好的光致亲水性能; 而相对于TiO2/glass, 基底导电的TiO2/ITO/glass表现出较差的光致亲水性能. 分析认为, Al和ITO两导电基底和TiO2薄膜间的不同电子转移方向影响TiO2薄膜的光致亲水性能, Al片提供电子给TiO2有助于提高以光生电子为主要初级活性物种的光致亲水性, 而ITO接受TiO2的光生电子, 导致光致亲水性的下降.     

ITO/TiO2表面电沉积CdS纳米粒子及其薄膜的光电性能

采用阴极恒电位沉积方法, 在TiO2表面沉积制备出CdS纳米粒子. XRD和SEM测试结果表明, CdS粒子的结构以六方晶相为主, 粒径分布均匀, 表面形貌呈菜花状. 通过调节沉积电位和沉积时间等因素在一定程度上可以控制CdS纳米粒子的生长. 随着沉积电位变负, CdS粒子的粒径逐渐减小. 沉积时间越短, 粒子粒径越小. 紫外-可见吸收光谱测试结果表明, 不同条件下制备出来的CdS粒子表现出一定的量子尺寸效应. 此外, 沉积条件也会影响ITO/TiO2/CdS复合半导体薄膜的光电性能.