Pt/TiO_2复合纳米结构形貌控制及光催化动力学

制备了3种不同形貌的Ti O2结构:纳米杯、(001)纳米片、(100)纳米片,并进一步与Pt纳米粒子复合以去除污水中的有机染料。透射电镜结果证实了3种Ti O2纳米结构的形成,观察到了附着其上的Pt纳米粒子。使用XRD确定了3种Ti O2纳米结构均为锐钛矿相。以罗丹明B作为有机染料,检测了不同形貌Ti O2及其Pt复合物的光催化性能。结果表明:纳米杯状的Pt/Ti O2在罗丹明B溶液中表现出最高降解率,在1.5 h内降解率可达99.1%。同时讨论了Ti O2及其复合物的光降解机理。     

时间分辨红外发射光谱法对自由基反应的研究

在过去的 15年中 ,傅立叶变换红外发射光谱法广泛应用于研究气相自由基反应 .Sloan首先研究了O(1D)的反应 ,随后Leone和Hancock研究了O(3 P)的反应 .此后 ,孔繁敖和朱起鹤等研究了小自由基 ,包括CH、CH2 、CH3 、C2 H3 、C2 H5、C2 H、C3 H3 和C3 H5与O2 、NO、N2 O、NO2 等分子的反应。在红外光谱中观察到各个反应的初生产物和初步反应通道 ,和从头算的理论研究结合起来 ,这些反应的机理已基本弄清 .     

高等植物光系统Ⅱ反应中心的亚纳秒时间分辨荧光光谱的测量

高等植物光系统Ⅱ是光合作用中的一个非常重要的单元,它是与裂解水放氧相关的功能结构,光系统Ⅱ反应中心是进行光化学反应的场所,在其内部发生的光能的吸收、激发态的传递、电荷的分离重组以及迁移等等过程,都是在非常短的时间里发生的,其时间尺度在10^-15～10^-7s之间,本文建立了亚纳秒时间分辨荧光光谱测量装置,并对菠菜光系统Ⅱ反应中心蛋白复合体D₁/D₂/cyt b─559,在不同波长激发下的时间分辨荧光光谱进行了测量,经过解卷积和多指数数据拟合,获得4个寿命组分,并对结果进行了分析讨论,指出在不同的激发波长激发下的荧光衰减曲线的差异可能源于被激发的组分不同和能量传递路径的不同.     

碳载PtSn催化剂上乙醇电氧化的原位时间分辨红外光谱研究

采用调变的多元醇法制备了高分散碳载PtSn催化剂(PtSn/C),XRD测试结果表明金属粒子的平均粒径为2.2 nm,略小于Pt/C催化剂,而晶格参数相对增大。通过电化学原位时间分辨红外光谱研究了乙醇在PtSn/C催化剂上的吸附和氧化过程,表明线性吸附态CO(CO_L)是主要的乙醇解离吸附物种,导致催化剂中毒,阻止反应继续进行;当电位增大到0.3 V时,出现了乙醛和乙酸的红外吸收峰,作为乙醇解离吸附的竞争反应,乙醛和乙酸的生成有效抑制了催化剂中毒,随着电位的增大和时间的延长,生成乙酸的选择性增大;电位进一步增大至0.4 V时有微弱CO₂吸收峰出现,是乙醇电氧化的最终产物,主要来自于CO_L的氧化消耗。根据实验结果讨论了PtSn/C催化剂上乙醇的电催化氧化机理。     

ZnS中Te等电子中心的时间分辨光谱研究

用时间分辨光谱研究了很大的Te组分范围内的ZnS_1-xTe_x（x=00 05—085）合金的发光动力学特性，结果表明：不同形态的Te等电子中心具有不同的辐射复 合寿命，从几个ns到几十个ns的范围内变化，当x＝015左右时，寿命达到最大值（约 40ns）.其物理机理源于不同的Te等电子中心具有不同的局域化特性.当Te组分较小时，等 电子中心从Te₁逐渐演变到Te₂，Te₃或Te₄ 时，相应发光寿命增加，表现出不断增强 的激子发光局域化特性；而当Te组分较大时，Te原子团变得较大，其局域势与基体原子势的 相互作用增强，等电子中心的局域化特性减弱，而基体价带扩展态特征变得明显起来，相应 发光寿命逐渐减小.还研究了激子束缚能随Te组分的变化以及发光强度随温度的变化关系， 所得结果进一步支持了时间分辨光谱研究所得到的结论. 关键词： ZnS 等电子中心 时间分辨光谱 局域态     

利用原位红外光谱与微分电化学质谱联用技术研究在Pt以及PtRu电极上发生的甲醇氧化反应

利用电化学衰减全反射原位傅里叶变换红外光谱与微分电化学质谱联用技术,在流动电解池环境以及恒电位条件下研究了Pt电极和Pt电极通过表面电沉积Ru形成的PtRu电极(Pt_xRu_y)上发生的甲醇氧化反应(反应电解质溶液为0.1 mol/L HClO₄+0.5 mol/L MeOH). 在0.3～0.6 V(参比电极为可逆氢参比)实验用到的所有电极上,CO是唯一能从红外光谱观察到的与甲醇相关的表面吸附物;在Pt_0.56Ru_0.44电极上可以观察到CO吸附在Ru原子形成的岛上和CO线式吸附在Pt电极表面红外波段,而其他电极上只能观察到Pt表面上线式吸附的CO;甲醇氧化活性按Pt_0.73Ru_0.27>Pt_0.56Ru_0.44>Pt_0.83Ru_0.17>Pt的顺序递减;在0.5 V 时,甲醇在Pt_0.73Ru_0.27电极上的氧化反应的CO₂电流效率达到了50%.     

CeO_2/TiO_2催化剂上NH_3选择性催化还原NO反应动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备了CeO_2/TiO_2催化剂,对CeO_2/TiO_2催化剂上NH_3选择性催化还原NO反应进行了动力学研究。实验结果表明:NO转化速率与NO成一级反应,与NH_3成零级反应,与O_2成0.5级反应,反应主要遵循Eley-Rideal机理进行;该反应的活化能为51.2 kJ/mol。     

脉冲升温纳秒时间分辨中红外光谱研究氨基酸重水溶液的分子间氢键

应用变温傅立叶变换红外光谱和脉冲升温纳秒时间分辨红外差谱研究了组氨酸和甘氨酸的重水溶液的羧基负离子的振动．结果表明不仅氨基酸分子之间形成氢键，而且氨基酸分子和溶剂分子之间也形成氢键．当温度升高时，羧基负离子在1600?1610 cm?1 附近的反对称伸缩振动发生蓝移，说明高温使氢键减弱．温度从10℃突然升高到20℃，组氨酸的时间分辨瞬态光谱出现两个漂白峰，一个在1604 cm?1，指认为形成氨基酸分子间氢键的羧基负离子的峰；另一个在1612 cm?1，指认为氨基酸分子和溶剂分子形成氢键的羧基负离子的峰．前     

共掺杂金红石TiO2的电子结构和红外光谱研究

本文对大别山双河、碧溪岭地区硬玉石英岩中的金红石进行了Fourier变换红外光谱(FTIR)分析, 结果显示所有金红石颗粒分别在3280 cm^-1和3295 cm^-1 出现强的吸收峰. 基于前人提出H在金红石结构中以孔道中心(CC)和八面体共边(BOE)方式存在的两种模型, 本文采用第一性原理计算方法研究了掺杂(Al, H)和(Fe, H)时金红石相TiO₂的晶体结构和电子结构. 根据O—H键的振动频率和O—H…O键中O—O之间距离的经验关 关键词： 2')" href="#">金红石相TiO₂ 孔道中心 电子结构 第一性原理     

空气电极/AC作载体对TiO2光催化性能的影响

研究了空气电极和活性碳 (AC)作载体对TiO2 光催化氧化活性艳红 (K 2BP)性能的影响 .实验结果表明 ,用空气电极 /AC作载体能显著提高TiO2 的光催化反应速度 ;空气电极不仅具有良好的合成H2 O2 的性能 ,而且对TiO2 光催化剂可产生大约 +0 .5V的偏压作用 ,大大减小了TiO2 光生电荷的复合几率 ;AC对有机物分子良好的吸附作用提高了有机物分子在TiO2 表面及周围的富集浓度 ,其含量在 2 1%左右可使光催化剂达到最佳的催化效果 .复合电极工作电流密度对活性艳红的氧化脱色速度有影响 ,i=15mA/cm2 ,速度达到最大 ;活性艳红分子在复合电极表面的吸附受溶液pH值的影响 ;提出了复合电极的工作原理 .     

铂颗粒粒径效应:负载铂纳米颗粒的TiO2薄膜性质研究

制备了负载不同大小Pt纳米颗粒的TiO薄膜。利用TEM测定了Pt粒子的大小,XRD,UV—Vis和测量光电流等方法对TiO2复合膜进行了表征,以亚甲基蓝降解反应评价了Pt／TiO2薄膜的光催化活性。结果表明,在负载相同物质的量的Pt情况下,Pt颗粒的大小直接影响TiO2薄膜的性能,显示较强的粒径效应,当负载平均粒径约5nm的Pt粒子后,薄膜具有最高的光电流和光催化活性。     

CdS/TiO2/漂珠复合光催化剂制备及其降解高效氯氰菊酯研究

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了Cds/TiO2/漂珠复合光催化剂,通过SEM,XRD对其结构进行了表征.以高效氯氰菊酯(BEC)杀虫剂的光催化降解为模型反应,研究了CdS/TiO2/漂珠的光催化性能,探讨了影响催化剂活性的因素及采用太阳光作光源处理BEC的可行性.结果表明,CdS/TiO2/漂珠投加量为3 000mg·L-1,初始浓度为45 mg·L-1、初始pH为6.5,通气量为200 mL·min-1时间为60 min,BEC降解率分别为92.1%(125W高压汞灯)和79.3%(5 W紫外灯),采用太阳光照射300 min,BEC降解率可达93.4%.BEC的降解反应遵从L-H动力学模型,测得反应速率常数9.80 mg·(L·min)-1,吸附常数4.36×10-3 L·mg-1.     

RuO2/TiO2/漂珠复合光催化剂的制备及性能

"利用RuO2/TiO2前驱体溶胶,采用溶胶-凝胶-浸渍法在漂珠(FP)表面沉积RuO2/TiO2膜,经120 ℃干燥、500 ℃焙烧制备复合光催化剂RuO2/TiO2/FP,并通过SEM、XRD以及FT-IR分别对其结构进行了表征． 结果表明,RuO2/TiO2膜的平均厚度(三层)约1 1m,膜材料中TiO2主要呈现锐钛矿型结构,而RuO2是以非晶态高度分散在粒子表面．以高效氯氰菊酯杀虫剂的光催化降解为模型反应,研究了RuO2/TiO2/FP的光催化性能,探讨了影响催化剂活性的因素及采用太阳光做光源处理     

铕掺杂纳米二氧化钛透明光触媒乳液的制备及光催化性能研究

本文采用常温络合—控制水解法,以TiCl_4,有机羧酸,氨水,硝酸铕,D-山梨醇等为主要实验药品,制备了Eu掺杂纳米TiO_2光触媒乳液。以酸性红3R染料为待降解物,分别考察了不同条件下制备的TiO_2光触媒乳液在太阳光模拟器生成光照射下的光催化性能。此外,还考察了Eu掺杂纳米二氧化钛透明光触媒乳液对于不同浓度染料的光催化性能。通过酸性红3R染料的降解实验,研究了影响Eu掺杂纳米二氧化钛透明光触媒乳液光催化活性的因素。通过X射线衍射仪(XRD)、纳米激光粒度分析仪、紫外可见分光光度计(UV-Vis)等对样品进行表征。结果表明:样品的平均粒度为4.1 nm左右,晶型为锐钛矿,样品的吸收光谱可拓宽至可见光区。当Eu掺杂量为0.3%,pH值为6,回流时间是15 min时,制备的Eu掺杂纳米二氧化钛光触媒乳液的光催化性能最佳。该光触媒乳液经太阳光照射1 h之后,对浓度为25 mg/L的酸性红3R模型反应物的降解效率最高,达到97%以上。     

Controlled Formation of TiO2/MoS2 Core–Shell Heterostructures with Enhanced Visible‐Light Photocatalytic Activities

Most recently, much attention has been devoted to photocatalytic materials that may help to solve the global energy crisis and may provide environmental protection. Herein, novel cocatalysts based on few layered MoS₂ and TiO₂ nanomaterials have been designed by growing MoS₂ nanosheets on the surface of TiO₂ nanospheres through a facile hydrothermal method. The method allows the formation of TiO₂/MoS₂ core–shell heterostructures of uniform morphologies and stable structure and provides a good control over shell thickness. The mechanism that forms these heterostructures is discussed in detail. In addition, as cocatalyst, MoS₂ nanosheets can enlarge the light harvesting window to include visible light and improve the photocatalytic ability of TiO₂. Using Rhodamine B as the model, the resultant heterostructure is demonstrated to possess excellent and stable photocatalytic activity in the degradation of organic pollutants under visible light illumination. The TiO₂/MoS₂ heterostructures possess this catalytic activity due to their large surface area and their excellent interface for separating holes and electrons. Therefore, this novel heterostructure nanomaterials possess potential applications in water treatment, degradation of dye pollutants, and environmental cleaning.     

基于Er3+：YAlO3/TiO2的可见光催化降解室内甲醛

为使TiO2能够在可见光下发挥其于紫外激发的高光催化活性降解室内甲醛,采用水热处理法将TiO2与掺杂稀土离子Er3+的上转换发光剂Er3+∶YAlO3结合,制备具有可见光响应的Er3+∶YAlO3/TiO2光催化剂,并对其进行了表征分析。结果表明,TiO2以锐钛矿为主,且Er3+∶YAlO3可有效地将可见光上转换至可激发TiO2的紫外光。在箱式反应器中进行光催化降解气态甲醛,研究了甲醛初始浓度与催化剂用量对甲醛降解效率的影响。结果表明,该光催化反应的假一级反应速率常数( kapp )与甲醛初始浓度成正相关,而随催化剂用量的增加先升高后降低。当甲醛初始浓度为0.058 mg/m3、催化剂用量为0.1224 g/L时,kapp最大为3.65×10-3 min-1。该反应符合Langmuir-Hinshelwood模型,反应速率常数为5×10-8 mg/( L·min)。     

光催化剂SO2- 4/TiO2和TiO2 的光谱行为比较

用ＩＲ、Ｒａｍａｎ和ＤＲＳ光谱研究了ＳＯ＾２－４／ＴｉＯ２光催化剂和ＴｉＯ２光催化剂的光谱行为差别。结果表明,ＴｉＯ２光催化剂的表面只有Ｌ酸中心,而ＳＯ＾２－４／ＴｉＯ２光催化剂表面既有Ｌ酸中心也有Ｂ酸中心。ＴｉＯ２的硫酸化有效地抑制了晶相转变和晶粒度的增加。与ＴｉＯ２相比,ＳＯ＾２－４／ＴｉＯ２光催化剂的锐钛矿相含量较多、晶粒较小、光谱吸收边蓝移,从而增大了光吸收阈值,增强了光生空穴和电子的氧化