硒化铜纳米晶体的高效抗菌活性研究

制备了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)包被的硒化铜纳米晶体(Cu_(2-x)Se NCs),并对其高效抗菌活性机制进行了研究。革兰氏阴性细菌大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)和革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aurues)被用作模型菌株,通过探究其最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),以及杀菌动力学评估了Cu_(2-x)Se NCs的抗菌性能。实验结果显示,金黄色葡萄球菌对Cu_(2-x)Se NCs更为敏感,这是由于大肠杆菌具有双层膜而金黄色葡萄球菌仅拥有单层膜。此外,当Cu_(2-x)Se NCs浓度为32μg/mL时,不管是革兰氏阳性菌还是革兰氏阴性菌,都会在1 h内全部死亡,证明Cu_(2-x)Se NCs拥有较强的杀菌性能。     

LiF-DyF_3-Cu_2O-Dy_2O_3熔盐体系的粘度特性研究

熔体粘度对熔盐电解过程中金属与熔盐的有效分离、炉膛及电极寿命等具有显着影响。因此,运用旋转法对制取Dy-Cu合金的LiF-DyF_3-Dy_2O_3-Cu_2O熔盐体系粘度进行了研究。考察了温度、单一氧化物(Dy_2O_3或Cu_2O)及混合氧化物(Dy_2O_3与Cu_2O)添加对熔盐体系粘度的影响。同时,通过Arrehnius公式验证了熔盐粘度与温度的关系,计算并分析了粘度活化能的变化规律。研究结果表明:在温度为910～1030℃范围内, LiF-DyF_3熔盐体系的粘度均随着温度的升高及单一氧化物(Dy_2O_3或Cu_2O)添加量的增大而降低,随熔盐中Cu_2O与Dy_2O_3质量比的增大而升高;粘度活化能随单一氧化物(Dy_2O_3或Cu_2O)添加量的增大而增大。熔盐电解制备Dy-Cu合金适宜温度为970～1000℃,W_((Cu_2O))+W_((Dy_2O_3))=2.0%(质量分数)且W_((Cu_2O))∶W_((Dy_2O_3))比值为1∶0.5。     

Cu_2Se基“声子液体”类热电材料

热电材料是一类能够实现热能和电能之间直接相互转化的半导体功能材料,在热电制冷和温差发电等领域具有广阔的应用前景。目前,转换效率低是制约热电材料应用的主要原因,因此,如何提高和优化影响转换效率的热电优值是当前研究的主要问题。Cu_2Se基"声子液体"类热电材料是一种利用特殊晶体结构获得极低热导率的新型高性能热电材料,Cu_2Se在高温时会发生结构性相变,Cu原子变成可自由迁移的类液态Cu离子,通过强烈散射声子来降低材料的晶格热导率,对Cu_2Se的研究大大推动了热电领域的发展。本文围绕"声子液体"类热电材料,分析概括了Cu_2Se的性质、晶体结构与应用领域,重点阐述了国内外有关Cu_2Se基"声子液体"类热电材料的研究成果、制备方法以及性能优化手段,结合目前的研究状况分析并展望了今后"声子液体"类热电材料的发展方向以及提高性能的策略。     

Cu_2O@HKUST-1前驱物法合成CuO中空管状超级结构及其CO催化氧化性能

以Cu_2O@HKUST-1(HKUST-1=Cu_3(BTC)2,BTC~(3-)=均苯三甲酸离子)线状核@壳结构为前驱体,通过在碱性条件下原位水解HKUST-1壳、氧化刻蚀Cu_2O核的方法得到了一种新型的、由相互交错的CuO纳米片构筑的、中空管状的超级结构,并研究了其对CO氧化的催化活性。结果表明,这种中空的CuO管状超级结构具有较大的比表面积(56.3 m~2/g)和可观的催化活性,催化剂对CO的完全转化温度为200℃,190℃时转化效率为17.3 mmolCO/(gCuO·h)。     

高T_c YBa_2Cu_3O_(7-δ)起导相生成的机理

自M.K.Wu等发现高T_cYBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体以来,人们从各个不同的角度对这个体系进行了大量的研究工作,对它的制备、结构、性能及应用都有了一定的认识。我们在制备高T_cYBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体时,发现在摄氏900℃以上的高温,烧结温度仅差十几度足以引起超导性能的明显差别,这是令人难以理解的。为此有必要对达个体系在烧结过程中的相变、氧含量变化及各相的结构作进一步的研究,以求弄清YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导相生成的机理。     

新型可见光响应的InVO_4-Cu_2O-TiO_2三元纳米异质结:制备及其光催化性能（英文）

由于日益严重的环境和能源危机,可见光催化剂的开发已成为当今最具挑战和紧迫的任务之一.将TiO_2和其它窄禁带半导体复合,已被证明是一种有效的可提高其可见光光催化性能的策略.Cu_2O是一种禁带宽度为2.0 eV的p型窄禁带半导体,InVO_4则是一种禁带宽度为2.0 eV的n型半导体,因它们可用于可见光光解水产氢和有机污染物的可见光降解而在过去的数年中引起了人们广泛的关注.但是纯的Cu_2O和InVO_4由于光生电子空穴对在其内部快速地复合,光催化活性通常都比较低.基于能带工程的策略本文设计了一种新型的可见光响应的InVO_4-Cu_2O-TiO_2三元纳米异质结,并通过普通的湿化学法进行制备:先通过水热法制备InVO_4,再通过溶胶-凝胶法制备InVO_4-TiO_2二元复合物,最后通过沉淀和还原过程制备得到InVO_4-Cu_2O-TiO_2三元纳米异质结.在10%InVO_4-40%Cu_2O-50%TiO_2三元纳米异质结的X-射线衍射谱中没有观察到明显的杂质峰;通过透射电子显微技术和高分辨透射电子显微技术观察到了它们之间异质结的形成,纳米颗粒的尺寸范围在5-20 nm;经紫外可见漫反射光谱估算得到10%InVO_4-40%Cu_2O-50%TiO_2的禁带宽度为2.78 e V,在可见光区域具有较强的吸收.以普通的9 W节能灯作为可见光光源光照甲基橙5 h后,纯的InVO_4,TiO_2和Cu_2O几乎没有光催化活性;10%InVO_4-90%TiO_2的光催化活性也很低,甲基橙降解率为8%;70%Cu_2O-30%TiO_2对甲基橙降解率达84%,但初始活性较低;10%InVO_4-40%Cu_2O-50%TiO_2对甲基橙降解率接近90%,并且循环使用6次后,其光催化活性的保持率还维持在90%以上,而50%Cu_2O-50%TiO_2光催化活性的保持率只有74%.经对使用过的10%InVO_4-40%Cu_2O-50%TiO_2进行X射线光电子能谱表征发现,存在一弱小的Cu(II)震动卫星峰,表明在InVO_4-Cu_2O-TiO_2的光催化过程中Cu_2O的光蚀并不严重.从能带工程的角度分析,InVO_4-Cu_2O-TiO_2三元纳米异质结具有优异的可见光催化性能的主要原因为:InVO_4的导带电极电位约为-0.5 e V(vs.SHE,下同),价带电位约为+1.5 e V,Cu_2O的分别约为-1.6和+0.4 e V,与TiO_2(导带和价带电极电位分别约为-0.23和+2.97 e V)相比,它们的导带位置更负,将它们组装成三元复合结构,可见光激发的导带电子就可能从InVO_4和Cu_2O的导带迁移到TiO_2的导带上去.同时,n型的TiO_2和InVO_4都与p型的Cu_2O形成p-n异质结,n型的TiO_2和InVO_4之间形成n-n异质结,由于p-n异质结中内电场的存在以及不同能级相互耦合,可进一步促进可见光激发的导带电子从InV O4和Cu_2O的导带迁移到TiO_2的导带上去,以及可见光激发的价带空穴从InVO_4的价带迁移到Cu_2O的价带上去,从而实现光生载流子空间上的有效分离.本文有望为新型可见光响应的半导体复合催化剂的设计和制备提供新的思路.     

Cu2O@HKUST-1核壳结构材料的制备及其抗氧化性能

以球状纳米Cu_2O为核心,直接牺牲其表面的部分Cu_2O,与溶液中的均苯三羧酸(H_3BTC)配体反应,原位生成具有核壳结构的Cu_2O@HKUST-1材料。采用O_2程序升温脱附(O_2-TPD)、H_2程序升温还原(H2-TPR)及CO氧化反应对Cu_2O@HKUST-1核壳材料的抗氧化能力进行了研究,证明金属-有机框架材料(MOFs)HKUST-1对反应气体起到富集、缓释作用,保护Cu_2O核不被氧化,显著提高了其抗氧化能力。     

CO氧化反应铜钒系复合氧化物催化剂活性及抗硫中毒性能考察

本文研究了SO_2对复合氧化物的硫中毒问题。通过催化剂设计、并经实验确证,在γ-氧化铝载体上的铜钒系复合氧化物催化剂具有显著的抗硫性能和良好的活性。为了进一步验证和阐明铜钒系复合氧化物催化剂的抗硫性能,制备了CuO、5CuO+V_2O_5、Cu_3V_2O_8、β-Cu_2V_2O_7、CuV_2O_6、V_2O_5等具有一定组成和晶型结构的模型催化剂,详细考察了它们的硫中毒及复活性能,发现Cu_3V_2O_8具有较好的活性和最佳的抗硫中毒性能。根据CuO、Cu_3V_2O_8的晶型结构特征,解释了它们在硫中毒过程及活性复活过程中的不同实验现象,并初步探讨了铜钒系复合氧化物催化剂的抗硫机制。     

核壳结构纳米Cu_2O/Ag的制备、表征和应用研究

通过溶胶-凝胶法制备了单分散性的球形纳米Cu_2O,采用取代反应法在上面负载一层纳米Ag,制备了核壳结构的Cu_2O/Ag纳米复合材料。利用透射电镜(TEM)分析了纳米Cu_2O/Ag的形貌,并用X射线衍射测(XRD)X射线光电子能谱(XPS)分析了其物相组成,利用紫外-可见光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)研究了其光谱特征,以罗丹明B(Rh B)为模型污染物,在紫外光照射下评价了纳米Cu_2O/Ag的光催化活性。结果表明:Cu_2O平均直径为150nm,表面纳米银直径为7nm,形成核壳结构;光催化结果显示,银沉积显著提高了Cu_2O的光催化活性。     

复合半导体MoS_2/Cu_2O的制备及其光催化性能研究

采用两步法制备了MoS_2/Cu_2O催化剂,对其催化降解甲基橙(MO)性能进行了研究.首先,通过液相剥离和梯度离心获得少数层MoS_2纳米片,然后采用水热还原法在MoS_2纳米片上合成Cu_2O纳米颗粒,形成MoS_2/Cu_2O复合半导体,并分别通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、UV-Vis紫外可见漫反射光谱(DRS)等手段对催化剂的结构进行表征.在可见光下,MoS_2/Cu_2O复合半导体降解MO的效率明显高于纯MoS_2和Cu_2O.为了获得最佳光催化活性,探究了MoS_2质量分数(5%、10%、20%、30%、40%、50%)对MoS_2/Cu_2O复合半导体光催化降解MO的影响.最后,经过5次循环实验,MoS_2/Cu_2O降解率下降为82.5%,循环稳定性有待进一步提高.     

YBa2Cu3O7—x超导化合物在加热过程中相转变的高压电镜原位观察

对YBa_2Cu_3O_(7-x)超导化合物在加热过程中的相转变进行了高压电镜原位观察,并做了在空气中的X射线衍射分析和真空处理样品的X射线衍射物相分析。结果表明,在真空环境下,相变温度与氧含量有关,一般比在空气中低100～120℃。在320～350℃,孪晶带开始消失,在样品表面出现一些Cu_2O黑斑,并开始由正交结构YBa_2Cu_3O_(7-x)向正交结构Y_2BaCuO_5化合物转变,在500℃左右相转变结束。在冷却过程中未发现相转变。     

二碘化钐诱导的芳族二硒醚Se—Se键还原断裂导致芳基硒负离子:β-硒代酯(腈)的制备

报导了芳族二硒醚在SmI_2作用下,Se—Se键还原断裂成硒负离子。再与α,β-不饱和酯(腈)发生Michael加成反应,得到β-硒代酯(腈)。     

Cu2O/CNTs复合材料的制备及其光催化性能

以乙二醇为还原剂,采用溶剂热法在混酸(V_(H_2SO_4)/V_(HNO_3)=3∶1)超声处理的碳纳米管(CNTs)表面负载氧化亚铜(Cu_2O),通过改变CNTs的含量制备出球形Cu_2O/CNTs复合材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、N_2吸附-脱附、紫外-可见光漫反射(DRS)、有机总碳量(TOC)等对Cu_2O/CNTs进行表征;研究CNTs含量对Cu_2O/CNTs复合材料的结构、形貌、比表面积与孔径、光吸收特性的影响;结合光催化机理讨论CNTs对Cu_2O/CNTs光催化性能的影响。结果表明,当CNTs含量为0.2 g时,Cu_2O/CNTs的光催化性能最佳,在可见光照射60 min后,对甲基橙的降解率达到92.1%。     

新型二维七核簇合物[WS~4Cu~6Br~4(Py)~4]的合成及晶体结构

标题化合物是通过(NH_4)_2WS_4,CuBr和(n-Bu)_4NBr的低热固相反应,其固相产物的乙腈溶液和吡啶发生取代反应来合成的.此簇合物为四方晶系,空间群I(?)2d,晶胞参数:a=1.4612(2)nm,c=1.5125(3)nm,V=3.2300(3)nm~3,Z=4,μ=126.90cm~(-1),Dc=2.73g/cm~3,F(000)=2479,最终偏差因子R=0.040.X射线单晶衍射法证实由六个Cu原子所组成的稍畸变的八面体,包围着近似正四面体的WS_4核,形成WS_4Cu_6单元,通过-Cu_(eq)-Br-Cu_(eq)-桥,此单元连接其最近的另一个单元,形成一个二维网络结构.     

Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O在LiF-DyF_(3)熔盐体系的溶解度研究EI北大核心CSCD

以LiF-DyF_(3)为熔盐,电解Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O制备Dy-Cu合金过程中,明确Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解度是制定合理加料制度、提高电解效率的关键。采用等温饱和法研究了Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解平衡时间,考察了温度、DyF_(3)浓度对单一氧化物(Dy_(2)O_(3)或Cu_(2)O)及混合氧化物(Dy_(2)O_(3)与Cu_(2)O)溶解度的影响,通过最小二乘法对溶解度数据进行了拟合,建立了温度、DyF_(3)浓度与Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解度之间的数学回归方程。研究结果表明,Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O在LiF-DyF_(3)熔盐中溶解平衡的时间分别为110,120 min,溶解反应为吸热反应。相同温度下,随熔盐中DyF_(3)浓度增大,Dy_(2)O_(3)的溶解度逐渐增大,Cu_(2)O溶解度变化较小;在温度为910~1030℃,熔盐中DyF_(3)浓度为15%~40%(摩尔分数)时,Dy_(2)O_(3),Cu_(2)O溶解度分别为0.55%~3.45%,0.39%~0.52%。     

CuO和Au纳米结构协同增强Cu2O立方体光催化活性和稳定性

氧化亚铜(Cu_2O)是一种重要的P型半导体,并且具有无毒、廉价和易于控制合成等优点,被广泛应用于光催化领域.然而,低的光催化性能极大地限制了它的应用,特别是氧化亚铜立方体表面存在的障碍层严重阻碍了光生载流子传输,导致其几乎没有光催化活性.构建异质结构是提高氧化亚铜光催化性能的有效手段,然而,目前氧化亚铜异质结构的光催化性能和稳定性仍然需要大幅地提高.我们的前期研究发现,通过乙二胺在氧化亚铜表面轻微氧化刻蚀形成CuO/Cu_2O异质结构,在提高一定的光催化活性的同时能够大幅提高其稳定性.另外,在氧化亚铜表面负载金纳米颗粒也能够有效地增强氧化亚铜的光催化性能.因此,协同氧化铜和金纳米颗粒应该能够同时大幅地提高氧化亚铜的光催化活性和稳定性.本文利用乙二胺对氧化亚铜立方体进行轻微的氧化刻蚀,然后光还原负载金纳米颗粒,成功地制备了Au/CuO/Cu_2O异质结构. TEM和SEM结果表明,氧化铜和金纳米结构随机均匀地分散在氧化亚铜表面. XPS数据表明, Au/CuO/Cu_2O异质结构表面的二价铜主要来自生成的氧化铜纳米结构.表面残存的N元素表明,氧化铜由一价铜与乙二胺形成的配合物转变而来.在可见光下光催化降解甲基橙实验结果显示, Au/CuO/Cu_2O异质结构的光降解速率大幅地提高.通过表观量子效率的估算发现, Au/CuO/Cu_2O异质结构光催化活性是纯Cu_2O的123倍, Au/Cu_2O的5.4倍.光电流测试中, Au/CuO/Cu_2O异质结构的光电流也都明显高于Cu_2O, Au/Cu_2O和CuO/Cu_2O.不仅如此, Au/CuO/Cu_2O异质结构在8个循环后还能维持80%的光催化活性,远高于Au/Cu_2O的5个循环.由此可见, Au/CuO/Cu_2O异质结构具有增强的光催化活性和稳定性.通过电子顺磁共振(ESR)自由基测试发现,光催化降解过程中,羟基自由基是主要的氧化物种,而且Au/CuO/Cu_2O异质结构的自由基信号强度明显高于Cu_2O和CuO/Cu_2O,这也说明金和氧化铜的双异质结构提高了体系载流子分离效率. PL数据进一步证实了这一结论.另外,比表面积和暗吸附实验数据表明,轻微的表面积增加不会显著地改变三元异质结构的吸附和光催化性能.根据UV-Vis和价带XPS数据,我们认为轻微光吸收变化和价带改变不会显著影响异质结构的光催化活性.因此,金和氧化铜纳米结构协同增强光生载流子分离效率,是提高氧化亚铜光催化活性的主要原因.首先, Au/Cu_2O异质结构通过肖特基结和金颗粒的表面等离子共振效应提高光生载流子的分离效率.其次,氧化铜纳米结构不仅能与氧化亚铜形成II型异质结构,而且还能够作为保护层提高氧化亚铜的稳定性.另外,氧化铜纳米结构生成过程中去除了表面障碍层,减少空穴在氧化亚铜上的累积,进而提高氧化亚铜的稳定性.总之,氧化铜和金纳米结构的协同效应显著提高了体系的光催化活性和稳定性.     

银对提高YBa2Cu3O7—y超导体临界电流密度Jc的作用

对YBa_2Cu_3O_(7-y):Ag_x超导体的性质进行了研究。该体系有较低的正常态电阻。XRD分析表明,在x<0.2时,该体系为正交结构。随Ag含量的增加,123相的α轴与b轴无明显改变,而c轴增加。X=1.5时,c轴增加了0.33％,表明有部分Ag进入123相晶胞。SEM研究表明,YBa_2Cu_3O_(7_y):Ag_x超导体晶粒细化均匀,晶粒间形成网状结构,改善了弱连接,使其临界电流密度J_c从50A/cm~2提高到572A/cm~2。     

NaOH浓度对Cu_2O结构及甲醛乙炔化性能的影响

以CuCl_2·2H_2O为铜源,NaOH为沉淀剂,L-抗坏血酸钠为还原剂,采用液相还原法制备了Cu_2O,并将其应用于甲醛乙炔化反应制1,4-丁炔二醇.借助傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和H_2程序升温还原(H2-TPR)等手段研究了NaOH浓度对Cu_2O结构、性质及催化性能的影响.结果表明,调变NaOH浓度改变了Cu2O的结晶度与粒径,从而使Cu_2O表现出不同的炔化性能.低NaOH浓度时,Cu_2O结晶度低,粒径小,易被还原为非活性的金属Cu;高浓度时,Cu_2O结晶度过高,粒径大,难以转化为活性物种炔化亚铜,两者均造成催化剂活性较低.而中等浓度的NaOH使Cu_2O具有了适宜的结晶度与粒径大小,Cu_2O可高效转化为炔化亚铜活性物种,表现出最优的炔化性能.     

REBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体系列中稀土离子置换对XPS影响的研究

测量了REBa_2Cu_3O_7-δ(RE=Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Y)单相氧化物超导体各元素的室温XPS特征峰,低温下YBa_2Cu_3O_7-δ的XPS,R-T曲线和晶格参数。对所有化合物,从XPS上没有直接观察到Cu~(3+)。室温研究结果表明,E_f处的强度很低,具有磁性稀土离子的置换对超导体E_f处的强度影响不大。YBa_2Cu_3O_7-δ的低温XPS测量进一步表明,对超导体电子结构起重要作用的是氧配位体上的空穴。     

吡唑-3,5-二(N-烷基甲酰胺)类配体的双核铜配合物的合成和结构

合成了吡唑-3,5-二(N-烷基甲酰胺)(LH_3)的一系列配合物:(LH_2)_2Cu_2(NO_3)_2·H_2O,L_2Cu_2Na_2·nH_2O。得到了(PEAH_2)_2Cu_2(NO_3)_2·H_2O的单晶结构。(PEAH_3代表吡唑-3,5-二(N-乙基甲酰胺))。从元素分析及红外光谱讨论了不同pH时配合物的配位形式。配合物的ESR谱表明了分子内两个Cu原子间有自旋交换作用。