脱硫废水Hg~(2+)-Cl~--SO_3~(2-)体系中汞配合物稳定性影响的研究

湿法烟气脱硫设备作为可协同脱除烟气中汞污染物的技术得到了广泛应用。但是,脱硫废水排放可能会引起的二次污染却少有关注。本文通过搭建实验台架,根据脱硫废水性质模拟脱硫废水的Hg~(2+)-Cl~--SO_3~(2-)体系。并通过紫外可见光谱分析手段确定C1HgSO_3为脱硫废水中主要汞配合物。实验研究了废水温度、pH、氧化程度以及重金属含量等因素的变化对CIHgSO_3的稳定性的影响。发现废水性质的改变可以打破Hg~(2+)-Cl~--SO_3~(2-)体系的平衡,从而破坏了ClHgSO_3的稳定性。     

基于T-Hg~(2+)-T结构的非标记共振光散射法检测汞离子

根据目标物诱导核酸分子构象发生变化,导致体系共振光散射强度增大的原理建立了检测Hg~(2+)的新方法。当溶液中有Hg~(2+)存在时,基于"T-Hg~(2+)-T"特异性结合作用,促使Hg~(2+)特异核酸探针的构象发生变化,由单链状态变为刚性双链结构,使体系共振光散射强度增大。在波长566nm处,当汞离子浓度在7.2×10~(-9)~9×10~(-8)mol·L~(-1)范围内时,体系的共振光散射增强程度ΔI与汞离子的浓度(c)具有良好的线性关系。其线性方程为ΔI=5.12c+3.55(r=0.999 5)。将该方法用于环境水样中汞离子的测定,相对标准偏差(RSD)小于1.9%;样品加标回收率为99.4%~104.3%。该方法以Hg~(2+)的高度特异性核酸探针作为识别元件,通过控制Hg~(2+)浓度的变化调节共振光散射强度的变化,将Hg~(2+)的检测转化为对DNA分子构象变化的检测,该转化有利于增强体系共振光散射强度,提高方法灵敏度,该共振光散射检测方法能检测到浓度为2.16×10~(-9)mol·L~(-1)的Hg~(2+)。同时,由于"T-T"错配碱基对对Hg~(2+)的特异结合能力,显著提高了该分析方法对Hg~(2+)的选择性。另外,该方法操作简便、不需标记。     

DMF保护的荧光银纳米簇的制备及其对Hg~(2+)浓度的检测

采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为还原剂和保护剂,在140℃下回流反应,简便合成了荧光银纳米簇(DMF-Ag NCs)。通过高分辨率透射电镜(HRTEM)、紫外-吸收光谱、荧光光谱对DMF-Ag NCs进行了表征。研究发现,Hg~(2+)会使DMF-Ag NCs聚集而猝灭荧光。基于此,建立了一种快速、灵敏检测Hg~(2+)的新方法。在最佳实验条件下,Hg~(2+)溶液浓度与DMF-Ag NCs荧光强度在5.0×10-9~1.5×10-7mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为3.0×10-9mol/L,线性相关系数为0.995 8。该方法可用于环境水样中Hg~(2+)的检测。     

红色荧光粉Na8.33 La1.67(SiO4)6 O2:Eu3+的制备及发光特性

采用高温固相法制备了Na_(8. 33)La_(1. 67)(SiO_4)_6O_2∶Eu~(3+)红色发光材料,利用X射线衍射仪测定其晶体结构,利用Hitachi F4600表征其发光光谱。在紫外光激发下,样品Na_(8. 33)La_(1. 67)(SiO_4)_6O_2∶Eu~(3+)呈多峰发射,分别对应于Eu~(3+)的~5D_0-~7F_j(j=0,1,2,3,4)能级跃迁,主峰是位于615 nm的~5D_0-~7F_2跃迁发射。研究了Eu~(3+)掺杂浓度对材料发光性质的影响,改变Eu~(3+)掺杂浓度,样品的发射强度随之改变,Na_(8. 33)La_(1. 67)(SiO_4)_6O_2∶Eu~(3+)材料的Eu~(3+)浓度为15%时,发光强度最大。讨论了浓度猝灭的机理,理论计算表明引起Eu~(3+)离子能量弥散的主要原因是离子间交换相互作用。     

碱土金属离子共掺杂对铕离子在Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2中发光性能的影响

采用高温固相还原法合成Ca_(12-x-y)M_xAl_(14)O_(32)F)2∶yEu(M=Mg,Sr,Ba)体系荧光粉,分别采用X射线粉末衍射仪和荧光光谱仪测试其物相及荧光性能,通过掺杂碱土金属离子可以调整Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2∶Eu~(3+)/Eu~(2+)的组成和结构,进而影响Ca_(12-x-y)M_xAl_(14)O_(32)F_2∶yEu的发光性能。研究结果表明:在Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2∶Eu中掺杂一定浓度的Mg~(2+)不利于Eu~(3+)的还原,掺杂一定浓度的Sr~(2+)或Ba~(2+)有利于Eu~(3+)的还原;通过改变碱土金属离子的掺杂浓度调节Eu~(3+)和Eu~(2+)的浓度比,可以调整蓝光发射和红光发射的强度比,进而使发光颜色从蓝色变为淡紫色,再变为蓝绿色。     

KLa(MoO_4)_2∶Yb~(3+),Ho~(3+),Tm~(3+)白光荧光粉的制备及性能研究

采用水热法成功制备了Yb~(3+),Ho~(3+),Tm~(3+)三掺的多晶KLa(Mo O4)2荧光粉。在980 nm激光激发下,KLa(MoO_4)_2∶Yb~(3+),Ho~(3+),Tm~(3+)发出裸眼可见的明亮白光,这其中包括Tm~(3+)离子发出的蓝光(~475 nm)、Ho~(3+)离子发出的绿光(~540 nm)和红光(~651 nm)。根据色度坐标系计算得出的坐标点可以看出,随着Ho~(3+)/Tm~(3+)掺杂浓度之比的增加,KLa(Mo O_4)_2∶Yb~(3+),Ho~(3+),Tm~(3+)所发出的白光呈现从冷白光到暖白光的变化。最后详细讨论了KLa(Mo O_4)_2∶Yb~(3+),Ho~(3+),Tm~(3+)荧光粉可能的发光机制。     

循环伏安法研究Ba2YCu3O7—y超导体

本文利用电化学循环伏安法(CV 法),以饱和 Ba(OH)_2水溶液为电解液,对单相Ba_2YCu_3O_(7-y)正交和四方结构超导体进行了研究.结果发现:在典型的正交相中确实存在Cu~(3+)→Cu~(2+)的还原峰,而四方相则无此峰出现.从而首次直接检测到 Ba_2YCu_3O_(7-y)烧结体中 Cu~(3+)离子.     

配体调控GONR催化H_2O_2还原HAuCl_4-RRS法测定Ni~(2+)

在60℃水浴条件下,过氧化氢(H_2O_2)还原HAuCl_4生成金纳米溶胶反应缓慢,加入氧化石墨烯纳米带(GONR)等纳米酶催化剂后,反应加快。当有丁二酮肟(DMG)配体存在时,DMG吸附在GONRs表面,导致GONR的催化作用减弱;而当溶液中存在Ni~(2+)时,形成Ni(DMG)2复合物,使DMG从GONRs表面脱附,此时GONRs得到释放,使得从而GONRs催化效应活化,催化作用增强。随着Ni~(2+)浓度的增加,脱附的GONRs越多,催化H_2O_2-HAuCl_4反应加快,体系生成的金纳米粒子增多,体系的RRS信号增强,当Ni~(2+)浓度在0.07~0.98μmol·L~(-1)浓度范围内,ΔI_(540nm)与Ni~(2+)浓度呈良好的线性关系,线性方程为ΔI_(540nm)=729.31c+32.049,线性相关系数R~2=0.991 4,检测限为0.028μmol·L~(-1)。     

H_2O和SO_2对汞在MnO_2表面吸附影响的机理研究

MnO_2是一种备受关注的低温SCR脱硝催化剂的活性组分材料,其不仅对NO_x具有强催化还原作用,而且能够把烟气中的单质汞(Hg~0)催化氧化为易脱除的氧化态汞。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了H_2O和SO_2在MnO_2表面的吸附机理,并分析其对Hg~0吸附的影响机制.结果表明,H_2O主要吸附在MnO_2(110)表面的Mn_5 top位,而Hg~0主要吸附在O_(br)bridge上,因此H_2O与Hg~0在MnO_2表面不会发生竞争吸附;SO_2能稳定的吸附在MnO_2(110)表面O_(br)bridge或者hollow位上,且SO_2的吸附能小于Hg~0的吸附能,故SO_2会与Hg~0竞争吸附,从而对Hg~0在MnO_2上的吸附产生不利影响。     

近紫外宽带激发LED用红色荧光粉(Gd_(1-x)Eu_x)6(Te_(1-y)Mo_y)O_(12)的制备与性能

利用高温固相法制备了一种新型红色荧光粉(Gd_(1-x)Eu_x)_6(Te_(1-y)Mo_y)O_(12),研究了Eu~(3+)单掺和Eu~(3+),Mo~(6+)共掺Gd_6TeO_(12)荧光粉的结构、形貌和荧光性能.实验结果表明,所合成的粉体为纯相.在393 nm近紫外光激发下,(Gd_(1-x)Eu_x)_6(Te_(1-y)Mo_y)O_(12)荧光粉发出特征红光,位于632 nm处的发射主峰属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁.当Eu~(3+)掺杂浓度超过20%(物质的量分数)时发光出现浓度淬灭,经证实这是由电偶极-电偶极相互作用造成的.随着工作温度升高,荧光粉发光强度减小,计算得到Eu~(3+)热淬灭过程中的激活能为0.1796 eV.当(Gd_(0.8)Eu_(0.2))_6TeO_(12)中共掺Mo~(6+_(取代Te~(6+)),该荧光粉发射光谱的峰位、强度变化不大,但是Mo~(6+)-O~(2-)电荷迁移态显著增大了近紫外波段的激发带宽度,可以有效提高激发效率.具有近紫外宽带激发特征的(Gd_(0.8)Eu_(0.2))_6(Te_(0.6)Mo_(0.4))O_(12)是一种潜在的白光LED用荧光粉材料.     

同多钨酸的红外和拉曼光谱

本文合成了Li_2WO_4,四同多钨酸(Ag_8W_4O_(16))六同多钨酸([N(C_4H_9)_4]_0W_6O_(19)),聚钨酸-Y([NH(C_4H_9)_3]_4W_(10)O_(32),[N(CH_3)_4]_4W_(10)O_(32)),仲钨酸-A(HW_6O_(21)~(5-)(Na~+)),仲钨酸-B(H_2W_(12)O_(42)~(10-)(Na~+、NH_4~+)),ψ-偏钨酸([NH(C_4H_9)_3]~+,[N(CH_3)_4],~+K~+、Ba~(++)),偏钨酸(H_2W_(12)O_(40)~(6-)(Ni~(2+)、(C_2H_5)NH_3~+、NH_4~+))和白钨酸九种同多钨酸,并用x光粉末衍射图进行了检验,得到了红外和拉曼光谱图。在此基础上得出:(1)每种阴离子都有它自己的特征谱图,阳离子对阴离子的影响很小,可以忽略不计。(2)导出了Z值与拉曼主峰位,键长与拉曼主峰位的关系。(3)推测出类似于六同多钨酸的钨化物,具有较强的催化活性。(4)证实了仲钨酸-A和仲钨酸-B之间的平衡、(5)在白钨酸的拉曼光谱中可以观察到WO_3的特征峰,可以设想白钨酸中可能存在WO_3的结构。     

NaClO/Ca(OH)_2旋转喷雾脱硫脱硝的实验研究

在直径380 mm,高830 mm的工业旋转喷雾吸收塔模型上开展了NaClO/Ca(OH)_2混合液脱除烧结烟气中的SO_2和NO的实验研究,考察了溶液pH,模拟烟气温度,NaClO浓度,SO_2浓度,NO浓度这些操作参数对脱除效率的影响,得出最佳的实验工况为pH=10,T_g=60℃,m_s=6,并在此条件下进行了平行实验,实验结果表明脱硫、脱硝效率可分别达到98%和60%以上。     

H_2O_2多点添加对Fe~(2+)/H_2O_2体系ORP影响的研究

Fenton体系中H_2O_2的添加方式直接影响着H_2O_2对·OH的消耗程度.本文采用多点投加装置,研究H_2O_2多点投加对Fe2+/H_2O_2体系氧化还原电位(Oxidation-Reduction Potential,ORP)的影响规律。研究发现,当添加点数增加时,溶液终态ORP增大。Fe~(3+)/Fe~(2+)电对是体系ORP的主要贡献物质。OH被捕捉后,体系ORP升高,可能是Fe~(3+)/Fe~(2+)的循环状态发生改变。温度升高,H_2O_2对·OH消耗增强,使得Fe~(3+)/Fe~(2+)的转化过程发生变化,溶液ORP升高。H_2O_2加入溶液的时间尺度,会影响体系ORP的增长过程及终态值,实验发现时间尺度为4 min时最佳,原因在于其它体系中Fe~(2+)不能充分转变成Fe~(3+),因而体系ORP增长较慢,稳定时体系ORP数值较低。     

紫外可见光谱法测定Cr~(3+)电化学氧化过程中的Cr_2O_7~(2-)

应用紫外可见光谱法对以二氧化铅为阳极,硫酸介质中Cr~(3+)电化学氧化过程中反应生成的Cr_2O_7~(2-)进行了分析测定,并测定了该反应过程的现场光谱。实验结果表明,以350nm作为Cr_2O_7~(2-)的定量吸收波长,可以测定Cr~(3+)电化学氧化过程中的Cr_2O_7~(2-)浓度,其摩尔吸光系数为1.98×10~3L·mol~(-1)·cm~(-1),体系中Pb~(2+)的存在对测定没有干扰。该反应过程的现场光谱测定表明,在以硫酸为介质、二氧化铅为阳极的Cr~(3+)电化学氧化反应生成Cr_2O_7~(2-)过程中,没有检测到中间体。     

铝-甲基丙二酸静态结构和NMR的密度泛函理论研究

自然界中广泛存在的低分子量有机酸对环境中铝离子的生物化学和地球化学均有重要影响:一方面,有机酸小分子与土壤溶液中的Al~(3+)络合会降低游离态Al~(3+)毒性;另一方面,溶液中有机酸与Al~(3+)的配位会改变铝形态的溶解、转化和迁移过程。在Gaussian 03程序包中,采用密度泛函理论(DFT)和超分子-极化连续模型(GP-SM-PCM)模拟了溶液中铝-甲基丙二酸(Al-mMal)的静态结构,并计算了NMR化学位移。在B3LYP/6-311+G(d,p)水平下优化构型的NMR化学位移值与实验值基本一致,表明采用的方法适用于被研究体系。研究结果表明:(1)对于Al(mMal)(H_2O)_4~+配合物,螯合环对邻位水分子有活化作用,但却惰化对位水分子;(2)对于Al(mMal)_2(H_2O)_2~-配合物,trans异构体由于溶剂分子更对称而能量更低,但无法从NMR数据判断哪种异构体为实验测定的主要构型;(3)对于Al(mMal)_3~(2-)配合物,左右旋的静态结构和NMR数据基本相同。     

金属离子Bi~(3+)掺杂Lu_(1-x)O_3:x%Ho~(3+)荧光粉的发光性能

采用高温固相法制备了金属离子Bi~(3+)掺杂Lu_(1-x)O_3:x%Ho~(3+)系列荧光粉,研究了不同浓度Bi~(3+)掺杂Lu_(1-x)O_3:x%Ho~(3+)荧光粉的晶体结构、Lu_2O_3基质中Bi~(3+)→Ho~(3+)的能量传递规律及合成粉体的发光性质。X射线衍射结果表明Bi~(3+)、Ho~(3+)掺杂对Lu_2O_3的立方相结构没有影响。在322 nm激发波长下发射出位于551 nm处Ho~(3+)的~5S_2→~5I_8跃迁;在551 nm监测下,合成的Ho~(3+)、Bi~(3+)共掺杂Lu_2O_3荧光粉出现Bi~(3+)的322 nm特征激发峰以及Ho~(3+)的448 nm处的~5I_8→~5F_1跃迁。当Bi~(3+)掺杂浓度为1.5%时,Bi~(3+)对Ho~(3+)的能量传递最有效,比单掺Ho~(3+)样品发射强度提高了34.8倍。Lu_(98.5%-y)O_3:1.5%Ho~(3+),y%Bi~(3+)(y=1,1.5,2)样品,随着Bi~(3+)掺杂浓度增加,用980 nm激发比322 nm激发在551 nm处获得的光强分别提高了13.3倍、16.8倍、14.2倍。通过计算得到Bi~(3+)和Ho~(3+)之间的能量传递临界距离为2.979 nm,且Bi~(3+)与Ho~(3+)之间的能量传递是通过偶极-四极相互作用实现的。     

Hg~(2+)@CDs的荧光传感体系检测水质中的I~-

在人体内部环境中,碘是合成甲状腺激素的关键原料之一,而甲状腺激素主要功能是促进人体生长发育以及调节新陈代谢,因此碘对人体内部环境正常运转起到至关重要的作用。碘在人体内主要以碘化氨基酸的形式存在于甲状腺中,对其常用的检测手段有很多种。而这些方法虽然具有较高精度以及灵敏度高,但检测过程较为复杂且检测周期较长。因此,发展一种成本较低、操作简单、快速准确的I~-检测方法具有应用意义。研究设计一种简便且快速精准的I~-检测方法,利用荧光"Off-On"传感体系对溶液中I~-进行定量检测。以柠檬酸为碳源、乙二胺为氮源,通过水热法一步合成水溶性较好且具有良好荧光性质的碳点(CDs)。利用荧光光谱仪以及紫外-可见光光谱仪对该CDs的光学性能进行表征。通过分析CDs的光谱可知该CDs的激发波长为345 nm,发射波长为470 nm。另外,通过傅里叶-红外光谱仪以及高分辨紫外光电子能谱对该CDs表面的官能团以及元素进行分析检测。通过荧光光谱进行检测,可以发现当CDs溶液中存在Hg~(2+)时, CDs的荧光发生猝灭现象。其原因是CDs与Hg~(2+)的d轨道间非辐射电子转移或Hg~(2+)与CDs表面的氨结合形成非荧光复合物,导致CDs的荧光强度下降。通过将最佳浓度的Hg~(2+)与CDs溶液进行混合,来制备Hg~(2+)@CDs的荧光传感体系溶液。分析Hg~(2+)@CDs的荧光传感体系溶液的荧光光谱图可以发现,当Hg~(2+)@CDs的荧光传感体系溶液中存在I~-时,体系荧光强度随着I~-浓度的上升而逐渐增强。该原因可以归根于I~-与Hg~(2+)之间存在较强的相互作用可将Hg~(2+)从CDs表面脱附,使CDs的荧光重新恢复,从而实现I~-的荧光"Off-On"检测。利用该方法来检测溶液中的I~-,其检测范围在5.0～75μmol·L~(-1),而检测限为0.25μmol·L~(-1)。实验最后还利用荧光光谱仪对Hg~(2+)@CDs的荧光传感体系的选择性以及抗干扰能力进行分析,结果显示该荧光传感体系对I~-具有较好的选择性以及良好的离子抗干扰性能。     

Sn~(2+)掺杂高Gd_2O_3硼硅酸盐玻璃的辐照发光性能

在还原气氛下制备了Sn~(2+)掺杂SiO_2-B_2O_3-Gd_2O_3-La_2O_3玻璃,并测试了该玻璃的密度、吸收光谱、光致发光、荧光寿命和X射线激发下的辐照发光。研究结果表明,在SiO_2-B_2O_3-La_2O_3玻璃系统中,随着Sn~(2+)浓度的增大,紫外吸收截止波长红移,荧光强度先增大后因浓度淬灭而减小,在Sn~(2+)浓度为0.3%时达到最大。随着Gd_2O_3逐渐取代La_2O_3,玻璃的密度增大,Sn~(2+)的荧光寿命变短,但未发现Gd~(3+)对Sn~(2+)的敏化增强作用。在X射线激发下,Sn~(2+)的辐照发光强度随着Gd_2O_3浓度的增大而增大,且不因Gd~(3+)浓度淬灭而减小,说明在X射线激发下,Gd~(3+)和Sn~(2+)之间可能存在能量传递。     

LiGd(W_yMo_(1-y))_2O_(8-x/2)F_x∶Eu~(3+)红色荧光粉的制备和发光特性

采用高温固相法制备了LiGd(W_yMo_(1-y))_2O_(8-x/2)F_x∶0.4Eu~(3+)(x=0~1,y=0~1)系列白光LED用红色荧光粉。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、荧光光谱仪对荧光粉的形貌、结构、光学性能进行了表征。结果表明,Eu~(3+)、F-和WO_4~(2-)的掺杂没有改变LiGd(MoO_4)_2的四方晶系白钨矿结构;F~-和WO_4~(2-)最佳掺杂量分别为x=0.6,y=0.4。在396 nm激发下,LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6))_2O_(7.7)F_(0.6)∶0.4Eu~(3+)的发光强度比未掺杂样品提高了60%,量子效率可达66.23%。当温度升高至100℃时,样品的发射强度降为25℃时的76.6%。在460 nm激发下,样品的最强窄带发射峰位于617 nm处,归属于~5D_0→~7F_2跃迁,色坐标为(0.649 9,0.346 3)。5D0能级的荧光寿命曲线遵循单指数规律衰减,随着F-掺杂浓度的增加,5D0能级的荧光寿命不断增加,归因于低声子能量的F-掺入有效减小了能量的无辐射跃迁概率。所制备的LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6))_2O_(7.7)F_(0.6)∶0.4Eu~(3+)荧光粉有望应用于白光LED。     

非晶锂离子导体B_2O_3-Li_2O—LiCl一Al_2O_3中VO~(2+)的电子自旋共振

两种非晶锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3-0.1V_2O_5(x=0.05和0.15)的电子自旋共振谱研究表明:(i)ESR线型是高斯型,证实V_2O_5添加量适当;(ii)超精细结构来源于VO~(2+)络离子,具有四角对称性,属C_(4v)群。越精细耦合张量的平行分量平均值A_∥=0.0175cm~(-1),垂直分量A_⊥=0.0063cm~(-1)。由g_∥(g_⊥)求出其基态~2B_(2g)与第一激发态~2E_g的能级间距△_1=2.46×10~4cm~(-1),基态与第二激发态~2B_(1g)的能级间距△_2=3.03×10~4cm~(-1);(iii)变温实验证实:Al_2O_3组分较少(x=0.05)的非晶ESR强度比x=0.15的非晶高3倍至2倍,而Al_2O_3组分越多则ESR强度随温升下降越小。