离子对UIO-66-2OH光催化性能的影响（英文）

实际废水中存在的离子会对有机污染物的光催化降解产生影响。以ZrCl_4和2,5-二羟基对苯二甲酸为原料,通过水热合成法成功制备了金属有机骨架材料UIO-66-2OH。通过红外(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对UIO-66-2OH的结构进行表征。利用水中常见的金属阳离子和无机阴离子,探索UIO-66-2OH的光催化性能。研究发现,金属阳离子Fe~(3+)和无机阴离子HCO_3~-、CO_3~(2-)可以加快光催化降解的速度。然而,金属离子Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cu~(2+)和无机阴离子Cl~-、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)会抑制光催化性能,且离子价态越高,抑制效果越明显。     

Bi2WO6/TiO2纳米管异质结构复合材料的多模式下的光催化活性比较

以TiO₂纳米管为模板,采用多组分自组装结合水热法制备Bi₂WO₆/TiO₂纳米管异质结构复合材料。通过多种技术如X射线衍射（XRD）,X射线光电子能谱（XPS）,N₂吸附-脱附,扫描电镜（SEM）,高分辨透射电镜（HRTEM）和紫外可见漫反射吸收光谱（UV-Vis DRS）考察所制备样品的组成、结构、形貌、光吸收和电子性质。Bi₂WO₆纳米片或纳米粒子分布在TiO₂纳米管上,形成异质结构。随后,通过在紫外、可见和微波辅助光催化模式下降解染料罗丹明B（RhB）来评价复合催化剂的光催化活性。与TiO₂纳米管和Bi₂WO₆相比,Bi₂WO₆/TiO₂-35纳米管在多模式下表现出更优异的光催化活性。与紫外和可见降解模式相比,Bi₂WO₆/TiO₂-35纳米管在微波辅助光催化模式下对RhB的降解效率最高。这种增强的光催化活性源于适量Bi₂WO₆的引入、纳米管独特的形貌特征和降解模式所引起的增强的量子效率。降解过程中的活性物种被证明是h⁺,·OH和·O₂^-自由基。而且,在微波辅助光催化模式下,可产生更多的·OH和·O₂^-自由基。     

有机杂化硫代碲酸盐化合物（H2en）TeS3和[Ni（en）3]TeS3的溶剂热合成与表征

用低温溶剂热法合成了2种分立结构的有机杂化硫代碲（Ⅳ）酸盐化合物（H₂en）TeS₃（1）和[Ni（en）₃]TeS₃（2）（en=乙二胺）,通过X-射线单晶衍射,红外光谱,元素分析等手段对它们的结构进行了表征。晶体结构解析结果表明：2个化合物均属单斜晶系,空间群分别为P2₁和P2₁/c。化合物1和2具有孤立三角锥[TeS₃]^2-阴离子,化合物1的平衡阳离子为双质子化乙二胺[H₂en]²⁺,阴离子基团[TeS₃]^2-和阳离子基团[H₂en]²⁺之间通过N-H…S氢键连接。化合物2的阳离子基团为过渡金属Ni与乙二胺的配合物[Ni（en）₃]²⁺。另外,对该2种晶体进行了紫外-可见漫反射光谱测试和热重分析。     

一例可分离的双核铁氢自由基阳离子

成功分离得到了一例双核铁氢自由基阳离子盐cis-[Fe₂Cp₂（μ-H）（μ-PPh₂）（CO）₂]^·+[Al（OC（CF₃）₃）₄]^-（cis-1^·+[Al（OC（CF₃）₃）₄]^-）晶体，并使用单晶X射线衍射、电子顺磁共振、红外光谱、紫外-可见光谱以及密度泛函理论对它进行了表征和理论计算。电子顺磁共振和密度泛函理论计算分析表明，自由基的自旋密度主要均等分布于2个铁原子上。     

N-(1-亚氨基乙基)乙脒铂配合物合成、结构和性质

四氯合铂酸钾分别与邻、间、对磺基苯甲酸在乙腈和水中利用水热合成获得了3个铂的N-(1-亚氨基乙基)乙脒配合物:[Pt(NIA)₂]·(2-sb)·2H₂O(1),[Pt(NIA)₂]·(3-sb)·3H₂O(2)和[Pt(NIA)₂]·(1,4-dsb)·2H₂O(3)(NIA=N-(1-亚氨基乙基)乙脒,2-sb^2-=2-磺基苯甲酸二价阴离子、3-sb^2-=3-磺基苯甲酸二价阴离子、1,4-dsb^2-=1,4-二磺基苯二价阴离子)。合成过程中发生了乙氰三聚以及4-sb^2-转变为1,4-dsb^2-的反应。对配合物进行了元素分析、红外、紫外、荧光、热重和粉末X射线衍射表征,并利用单晶X射线衍射测定了配合物的晶体结构。3个配合物为阳离子-阴离子物种,阳离子为[Pt(NIA)₂]²⁺,中心金属离子四配位平面构型;阴离子与阳离子、水形成氢键,组成一个三维网络结构,但3个配合物的氢键模式不同。配合物在热稳定性、荧光性质上有一定差异。     

Bi2WO6/TiO2纳米管异质结构复合材料的多模式下的光催化活性比较

以TiO₂纳米管为模板,采用多组分自组装结合水热法制备Bi₂WO₆/TiO₂纳米管异质结构复合材料。通过多种技术如X射线衍射（XRD）,X射线光电子能谱（XPS）,N₂吸附脱附,扫描电镜（SEM）,高分辨透射电镜（HRTEM）和紫外可见漫反射吸收光谱（UV-Vis DRS）考察所制备样品的组成、结构、形貌、光吸收和电子性质。Bi₂WO₆纳米片或纳米粒子分布在TiO₂纳米管上,形成异质结构。随后,通过在紫外、可见和微波辅助光催化模式下降解染料罗丹明B（RhB）来评价复合催化剂的光催化活性。与TiO₂纳米管和Bi₂WO₆相比,Bi₂WO₆/TiO₂-35纳米管在多模式下表现出更优异的光催化活性。与紫外和可见降解模式相比,Bi₂WO₆/TiO₂-35纳米管在微波辅助光催化模式下对RhB的降解效率最高。这种增强的光催化活性源于适量Bi₂WO₆的引入、纳米管独特的形貌特征和降解模式所引起的增强的量子效率。降解过程中的活性物种被证明是h⁺,·OH和·O₂^-自由基。而且,在微波辅助光催化模式下,可产生更多的·OH和·O₂^-自由基。     

Ag负载CdMoO4光催化剂的制备及其催化性能

采用硼氢化钠还原法制备了Ag负载CdMoO₄光催化剂。运用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等测试手段对催化剂的组成和结构进行了表征;采用紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）和X射线光电子能谱（XPS）等技术对催化剂的光响应和表面状态进行了分析,考察了不同Ag负载量对CdMoO₄紫外光降解罗丹明B和可见光选择性氧化苯甲醇性能的影响。结果表明,与CdMoO₄相比,Ag/CdMoO₄具有更高的光催化活性。利用活性物种捕获实验探讨其光催化降解过程的反应机理,实验结果显示O₂^-·和·OH是光催化降解过程的主要活性物种。     

含过渡金属镉或汞的四元硫化物的溶剂热合成及性能

利用溶剂热法合成了2种四元硫化物Rb₂CdSbS₃（SH）（1）和Rb₂HgSb₄S₈（2）。单晶X射线衍射分析表明,化合物1为一维链状结构,由[CdSbS₃（SH）]^2-阴离子和Rb⁺阳离子组成。化合物2为二维层状结构,由[HgSb₄S₈]^2-阴离子和Rb⁺阳离子组成。固体紫外可见漫反射光谱分析结果表明,化合物1和2的带隙分别为2.06和2.15 eV。荧光分析结果表明化合物1和2均具有黄光发射特性。     

NBO电荷计算对电中性原理的检验

我们在B3LYP/6-31++G（d，p）计算级别下计算了[M（H₂O）₆]³⁺（M=Sc~Co）、[Co（Ⅲ）L₆]（L=F^-、H₂O、NH₃、CN^-），以及基于α-Al₂O₃晶体结构搭建的铝氧簇Al₃O（OH）₇（H₂O）₅（Al₃）和Al₆O₆（OH）₆（H₂O）₅（Al₆）的NBO电荷。除[Co（NH₃）₆]³⁺外，其它化合物均不符合经典教科书中的电中性原理，具有超出-1~+1范围的电荷。此外，我们发现中心原子的电荷受到配位原子种类的极大影响，而这一规律未在电中性原理的表述中。计算结果表明，从[CoF₆]^3-到[Co（CN）₆]^3-，中心离子上所带电荷量从+1.639变化至-1.360，且中心离子上所带电荷随其离子势的增大而降低。另外基于对铝氧簇的计算，我们预测α-Al₂O₃中的Al原子所带电荷应为2.1±0.1。     

两个菲咯啉铜配合物的合成、晶体结构和催化性能

在醇溶剂中合成了2个铜配合物[Cu（Ⅱ）（phen）₂Br]₂[Cu（Ⅰ）₄Br₆]（1）和[Cu（Ⅱ）（phen）₂Br]Br·CH₃OH（2）（phen=菲咯啉）,并采用红外光谱、元素分析、热重和X射线单晶衍射对其进行了分析。1是Cu（Ⅰ）-Cu（Ⅱ）混价态化合物,并通过π-π作用和C-H…Br氢键作用形成了一个超分子网络结构。该化合物的结构单元包括2个[Cu（Ⅱ）（phen）₂Br]⁺阳离子和1个[Cu（Ⅰ）₄Br₆]_2-四核阴离子;阴离子中的4个铜原子组成四面体结构,而6个溴原子分别沿铜四面体的6个边桥联铜原子,形成八面体结构。2由[Cu（Ⅱ）（phen）₂Br]⁺、Br^-和CH₃OH组成,并通过π-π作用也形成了一个超分子网络结构。当它们催化甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯（DMC）时,2仅显示了5.9的DMC转化数,而1中的[Cu（Ⅰ）₄Br₆]^2-阴离子能为甲醇的氧化羰基化反应提供适宜的合成环境,DMC的转化数达到54.7。     

2,7-萘二磺酸阴离子导向五元瓜环基超分子自组装体的制备及其荧光检测性能

通过引入2,7-萘二磺酸(2,7-NDA^2-)阴离子作为结构导向剂,与五元瓜环(Q[5])和过渡金属离子(Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺)在水热条件下制备了4种新颖的Q[5]基超分子自组装体(Q[5]-SA),即{[M(H₂O)4(Q[5])]·(NDA)}·x H₂O(M=Co (1)、Ni (2)、Zn (3))和{[Cd2Cl2(H₂O)4(Q[5])]·(NDA)}·13H₂O (4)。单晶X射线衍射测试结果表明,自组装体1～3同构,其中Q[5]仅一端的部分端口羰基氧原子与金属离子配位形成简单配合物;而4中Q[5]的2个端口均与金属离子Cd²⁺配位形成了一维配位链。在自组装体1～4中,配体2,7-H2NDA均全脱质子,形成2,7-NDA2-阴离子平衡体系电荷,但均未能与金属离子配位,而在2,7-NDA2-阴离子与Q[5]外壁之间的瓜环外壁作用下进一步形成...     

Ag3PO4/Ag2S/g-C3N4复合光催化剂的制备与性能

通过沉积法和离子交换法成功地制备了Ag_3PO_4/Ag_2S/g-C_3N_4复合型光催化剂。利用X射线多晶粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、N_2吸附-脱附等温线、紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱等手段对样品进行了表征。通过降解罗丹明B考察其可见光催化活性及稳定性,研究了硫化钠与磷酸银物质的量的比值(n_(Na_2S)/n_(Ag_3PO_4))、g-C_3N_4添加量对所制备复合光催化材料性能的影响,同时对光催化机理进行了探讨。结果表明,随着n_(Na2S)/n_(Ag3PO4)的增加,所得复合催化材料活性先增加后降低;当n_(Na2S)/n_(Ag_3PO_4)为1.5%、g-C_3N_4与Ag_3PO_4的质量比为3∶7时制备的催化剂ASC1.5的光催化活性最好,在可见光照射下,40 min内可将罗丹明B完全降解,且5次循环使用后仍保持较高的催化活性。和Ag_3PO_4相比,Ag_3PO_4/Ag_2S/g-C_3N_4复合型光催化材料的活性与稳定性都得到明显提高,这主要归因于复合催化剂比表面积和孔结构的增加,载流子分离效率的提高。光催化机理研究表明,空穴(h~+)、超氧阴离子自由基(·O~(2-))和羟基自由基(·OH)都是光催化过程中的主要活性物种。三者作用大小依次为:h~+·O~(2-)·OH。     

BiOBr/g-C3N4 S型异质结无H2O2光-自芬顿高效催化降解RhB

通过焙烧-超声混合法成功地制备了BiOBr/g-C₃N₄S型异质结复合光催化剂。采用多种表征手段对样品物理属性进行了表征,包括X射线多晶粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)。研究了所制备样品有/无Fe³⁺的光-自芬顿催化/光催化降解罗丹明B(RhB)性能。通过捕获实验确定了光催化反应中的主要活性物种,提出了光-自芬顿反应的降解机理。研究结果表明,BiOBr/g-C₃N₄S型异质结能原位生成H₂O₂,添加Fe³⁺后,H₂O₂被原位活化成活性物种且光生电流和载流子分离效率获得显著提高。该光-自芬顿过程能高效降解RhB,其反应速率常数为0.208 min^-1,约为无Fe³⁺光催化反应速率常数的5.3倍,在光-自芬顿循环使用过程中表现出良好的稳定性。Fe...     

异质型BiOI/NaBiO3光催化剂的合成及其光催化性能

根据表面化学蚀刻原理采用加热冷凝回流的方法制备了一系列组成的异质结构BiOI/NaBiO₃光催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)等技术对其晶相结构、微观形貌和光吸收性能进行了表征.光催化实验表明,BiOI/NaBiO₃在可见光下可以有效降解罗丹明B(RhB),当BiOI与NaBiO₃的物质的量分数为一定值时,异质结构的光催化剂明显优于单一组分的光催化活性.通过加入不同的牺牲剂及荧光实验结果推测了该异质结构材料的光催化机理,并且分析了其光生载流子的传输方向及光催化过程的活性物种.研究表明,BiOI/NaBiO₃的催化活性增强主要归结为两者之间形成了有效的异质结构,其内建电场能够促进光生载流子的分离,同时光生空穴h⁺在光催化降解过程中是主要的活性物种.     

苯乙烯三嗪衍生物的合成及在重金属离子识别中的应用

合成了2,4-二(2-噻吩乙烯基)-6-(4′-N,N-二甲氨基苯乙烯基)-1,3,5-均三嗪(2)并鉴定了其结构。在乙腈-水混合介质中,化合物2在355和416 nm处呈现双吸收峰,加入Cu2+,Hg2+和Fe3+后,均在520 nm附近形成新的吸收峰。化合物2与Cu2+、Hg2+和Fe3+均形成1∶1型配合物,其结合常数分别为1.9×105L·mol-1,6.6×103L·mol-1,2.7×103L·mol-1。对照化合物4与金属离子的光谱响应与化合物2相似,仅吸收峰的位置不同。因此,可认为化合物2和4中三嗪环中的N和噻吩环中的S与Cu2+、Hg2+和Fe3+共同配位形成了稳定的金属配合物。     

BiOI/Bi_2WO_6对甲基橙和苯酚的光催化降解及光催化机理(英文)

采用简单的沉积方法制备了不同碘化氧铋含量的BiOI/Bi2WO6光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和BET比表面积测量对其进行了表征。在紫外和可见光的照射下,使用甲基橙和苯酚的光催化降解评价了BiOI/Bi2WO6催化剂的光催化性能。结果表明:与商业P25和纯Bi2WO6相比,13.2%BiOI/Bi2WO6光催化剂具有更高的紫外和可见光催化性能。这明显增加的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2WO6和BiOI界面上的有效转移,降低了电子-空穴对的复合。基于BiOI和Bi2WO6的能带结构,提出了光生载流子的一种转移过程。自由基清除剂的实验表明,·OH,h+,·O2-和H2O2,特别是h+,共同支配了甲基橙和苯酚的光催化降解过程。     

ZnO修饰提升花状BiOBr的可见光催化降解罗丹明B性能

以Bi(NO3)3·5H2O、Zn(CH3COO)2·2H2O和NaBr为前驱体,采用简单溶剂热法制备BiOBr/ZnO三维花状微纳米复合材料.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光子能谱、N2吸附-脱附、光致发光和电子顺磁共振等分析技术对其理化性质进行了表征.通过可见光催化降解罗丹明B(RhB)的实验测试了复合材料...     

Interfacial Charge Modulation via in situ Fabrication of 3D Conductive Platform with MOF Nanoparticles for Photocatalytic Reduction of CO2

Highly-efficient photocatalytic conversion of CO₂ into valuable carbon-contained chemicals possesses a tremendous potential in solving the energy crisis and global warming problem. However, the inadequate separation of photogenerated electron-hole pairs and the unsatisfied capture of CO₂ stay the chief roadblocks. Herein, we designed a novel photocatalyst for CO₂ reduction by assembling three-dimensional graphene (3D GR) with a typical metal-organic framework material UIO-66-NH₂, aiming to construct a built-in electric field for charge separation as well as taking advantage of the typical 3D structure of GR for maximizing the exposed absorption site on the surface. The performance evaluation demonstrated that the photocatalytic activity has been improved for the composite materials compared with that of the pure UIO-66-NH₂. Further mechanism investigations proved that the enhanced photocatalytic performance is attributed to the synergy of enhanced CO₂ absorption and inhibited photogenerated charge recombination, which could be owing to the better distribution and exposure of absorption and reaction sites on composites, and the redistribution of photogenerated carriers between 3D GR and UIO-66-NH₂. This study provides a promising pathway to probe nanocomposites based on MOFs in environmental improvement and other relevant fields.     

纳米羟基磷灰石纳米管的一种简便制备方法及其对溶液中重金属离子的吸附

采用简便的方法合成了20~40 nm长、56 m^2·g^-1的比表面积的羟基磷灰石纳米管(HAP)。然后用制备的HAP纳米管在水溶液中同时吸附Pb^2+、Cd^2+、Cu^2+、Co^2+、Ni^2+、Zn^2+和Hg^2+,其具有高的吸附能力,并能实现快速去除。此外,制备的HAP纳米管对7种重金属离子的脱附率均小于1%,表现出较强的稳定性。实验数据采用Langmuir等温线模型和Freundlich等温线模型进行分析。2个方程的应用结果表明,吸附平衡最适合Langmuir模型,单层饱和吸附能力为958.28 mg·g^-1,具有较好的吸附性能。通过能量色散X射线光谱(EDS)和X射线衍射(XRD)图进一步研究了吸附机理,结果表明,当溶液中Pb^2+离子数量足够时,吸附机理为Pb取代了HAP中的Ca,形成了更稳定的Pb5(PO4)3(OH)。上述实验研究预测了利用HAP纳米管处理含铅废水在环境污染治理中的可行性。