盐酸介导策略合成的具有优异光催化能力的ZnFe2O4小颗粒点缀一维苝二酰亚胺S型异质结

由于有机材料的结构多样性,越来越多的研究者选择有机材料作为光催化剂.典型的n型有机半导体花二酰亚胺(PDI)不仅在可见光照射下有较强的光响应能力,而且有合适的带隙和负导带,使得光激发电子具有较强的还原能力.半导体光催化剂的适用性受到光生载流子复合的限制,而构建S型异质结可有效保证电荷分离,也可保证空穴和电子的强氧化能力...     

磁性AgBr/Ag3PO4/ZnFe2O4复合催化剂的制备及光催化性能

水热法结合原位沉淀法成功制备新型磁性溴化银/磷酸银/铁酸锌(AgBr/Ag₃PO₄/ZnFe₂O₄)复合催化剂,并通过X射线衍射、能量色散X射线、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和紫外-可见漫反射光谱对其晶相结构、组成、形貌及吸光性能进行了表征。在可见光照射下,所制备的AgBr/Ag₃PO₄/ZnFe₂O₄复合催化剂光催化降解罗丹明B (RhB)的活性优于Ag3PO4/ZnFe₂O₄、AgBr/ZnFe₂O₄和P25 TiO₂。在酸性和碱性溶液中,AgBr/Ag₃PO₄/ZnFe₂O₄光催化剂呈现出优良光催化性能。在AgBr/Ag₃PO₄/ZnFe₂O₄体系中,光催化降解RhB的速率随着反应体系温度的升高而增大,由阿伦尼乌斯方程计算获得反应体系活化能为31.9 kJ·mol^-1。AgBr/Ag₃PO₄/ZnFe₂O₄复合材料优异的可见光催化活性归因于光生电荷的有效分离,所产生的超氧自由基和空穴是RhB降解的主要活性物种。     

微波液相法一步合成H3PW12O40/Bi2WO6光催化剂及其脱氮性能

采用微波液相法一步合成了固载型H₃PW₁₂O₄₀/Bi₂WO₆光催化剂. 通过紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)、 场发射扫描电子显微镜(SEM)、 表面积及孔隙度(BET)测定、 氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、 吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)和X射线衍射(XRD)对所合成催化剂的结构和性质进行了考察, 并以吡啶浓度为15 mg/g的模拟油对光催化剂的脱氮效果进行评价. 结果表明, 与传统浸渍固载法相比, 微波液相一步法不仅能高效合成H₃PW₁₂O₄₀/Bi₂WO₆光催化剂, 且所合成的催化剂能被低能量的光激发. 固载H₃PW₁₂O₄₀不但能提高Bi₂WO₆纳米颗粒的表面酸量, 还能通过改变Bi₂WO₆前驱液的酸强度来调控催化剂形貌. 在H₃PW₁₂O₄₀固载量为15%(质量分数), 微波功率为800 W, 反应时间为90 min条件下得到的H₃PW₁₂O₄₀/Bi₂WO₆的光催化脱氮活性最高, 在催化剂与模拟油质量比为1/300, 500 W氙灯光照60 min的最佳光催化反应条件下, 模拟油脱氮率达到92.63%.     

A direct synthesis of nitriles and amides from aldehydes using dry or wet alumina in solvent free conditions

An efficient and simple procedure for the direct conversion of aldehydes into the corresponding nitriles with NH₂OH·HCl/dry Al₂O₃/MeSO₂Cl or amides with NH₂OH·HCl/wet Al₂O₃/MeSO₂Cl are studied.     

铁酸锌(311)表面结构的密度泛函理论研究

利用原子层沉积技术（ALD）合成了铁酸锌（ZnFe₂O₄）纳米颗粒。基于密度泛函理论和原子热力学的方法,计算了ZnFe₂O₄的结构、磁性和电子性质,研究了ZnFe₂O₄（311）面六种不同终结面的稳定性与氧化学势和锌化学势的关系。结果表明,ZnFe₂O₄是具有正尖晶石结构的半导体,禁带宽度为1.91 eV,且具有反铁磁性。在ZnFe₂O₄可以稳定存在的化学势范围内,O₁、O₂、Fe₂、Zn₂四种终结面可以稳定存在,且具有不同的稳定区间。在富锌条件下（△μ_Zn=0 eV）,O₁终结面在大部分O化学势范围内最稳定,在贫锌条件下（△μ_Zn=-3.88 eV）,O₂终结面变得最稳定。     

硝酸盐对羰基硫与气溶胶表面非均相反应的影响

利用原位漫反射傅里叶红外光谱(DRIFTS)对硝酸盐与α-Fe2O3形成的混合气溶胶与羰基硫(COS)的非均相反应进行研究,并比较了不同硝酸盐(NaNO3、KNO3和NH4NO3)和α-Fe2O3的混合物与COS反应的情况.结果表明:NaNO3质量分数为4％的混合颗粒物与COS反应具有最高的反应活性,相比纯α-Fe2O3的反应速率提高了约5倍;含等质量分数(24％)硝酸盐的混合物和纯α-Fe2O3对COS的转化能力依次为:α-Fe2O3/KNO3＞α-Fe2O3/NaNO3＞α-Fe2O3/NH4NO3＞α-Fe2O3,而纯NaNO3、KNO3和NH4NO3颗粒与COS不发生反应.说明硝酸盐的存在很大程度上提高了COS在α-Fe2O3颗粒物表面的转化能力.     

Photothermal performance of MFe2O4 nanoparticles

In this paper, we synthesized three kinds of ferrites and investigated their photothermal property. The result indicated that the photothermal effect of Fe₃O₄ and MnFe₂O₄ nanoparticles declined while that of ZnFe₂O₄ nanoparticles maintained relatively stable after preservation for 70 days, and then ZnFe₂O₄ nanoparticles could effectively kill cancer cells under NIR laser.     

Fabrication of high performance thin films from metal fluorocomplex aqueous solution by the liquid phase deposition

The hetro-structured oxide thin films from metal fluorocomplex solution have been prepared by the liquid phase deposition (LPD) method. The Pt/Nb₂O₅ and Au/Nb₂O₅ composite films can be prepared from a mixed solution of niobium source, H₃BO₃, Pt(NH₃)₄Cl₂ and HAuCl₄ aqueous solutions under the ambient temperature and atmosphere. In the case of Au/SiO₂ composite film, (NH₄)₂SiF₆ solution is used as a mother solution. The Pt and Au ionic species are deposited in Nb₂O₅ and SiO₂ matrices. They are reduced to their metallic state after treatment above 200 °C. The size of dispersed particles can be controlled by heat treatment temperature. It is also clear that, gold nanoparticles are also found to interact with SiO₂, although the interaction is smaller than that with Nb₂O₅ showing the size of Au nanoparticles remain smaller in Nb₂O₅ that in SiO₂.     

Cu_3B_2O_6/CuB_2O_4单晶的制备及其可见光催化降解亚甲基蓝

以醋酸铜/硝酸铜和硼酸为原料,柠檬酸作发泡剂,采用溶胶-凝胶法制得了高纯度的单晶结构硼酸铜(Cu3B2O6/CuB2O4).利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、热重-差热分析(TGDTA)等对样品进行了表征,并考察了Cu3B2O6/CuB2O4在可见光(400 nmλ1100 nm)下对亚甲基蓝(MB)溶液的催化降解性能.结果表明,两种结构的硼酸铜都具有良好的光催化性能.当亚甲基蓝的初始浓度为50 mg·L-1,催化剂用量为1 g·L-1,光照6 h后,CuB2O4对亚甲基蓝的光催化降解率为63.36%,Cu3B2O6对亚甲基蓝的光催化降解率为99.52%.紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)结果表明,Cu3B2O6的中间能态宽度为1.78 eV,小于CuB2O4的中间能态宽度(1.95 eV),且Cu3B2O6的禁带宽度较窄(Eg=2.34 eV),不仅可以发生价带顶与中间能态的电子跃迁,同时可以发生禁带间的电子跃迁,所以Cu3B2O6比CuB2O4具有更高的可见光催化性能.     

Li改性MnO_2及LiMn_2O_4催化NH_3-SCR反应性能研究

采用高温固相反应法、Pechini合成方法和柠檬酸配位法,制备了系列锂锰复合氧化物LiMn2O4催化剂,应用于NH3-SCR反应,并与固相反应法合成的MnO2进行了比较。采用N2吸附-脱附、扫描电镜、X射线衍射、H2程序升温还原、NH3程序升温脱附、NO程序升温脱附和X射线光电子能谱对LiMn2O4催化剂进行表征。结果表明,引入Li有利于提高锰基催化剂的SCR活性和抗硫性。Pechini法制备LiMn2O4的NO转化率可在130~260℃达到90%以上;固相反应法制备LiMn2O4的NO转化率大于90%的温度为90~310℃;MnO2的温度窗口则仅为140~280℃。与MnO2相比,引入Li可形成LiMn2O4结构,因此,催化剂中更多的锰离子保持在相对较低的价态Mn3+,并调整表面活性氧含量;同时,Li的存在调变了LiMn2O4表面的酸位,从而减少高温下MnO2表面容易发生的NH3非选择性氧化,改善其催化NH3-SCR反应的温度窗口,也增强了抗硫性。     

三氯化六氨合钴(Ⅲ)实验式确定实验的改进研究——电位滴定法测定氯含量

"三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备及其实验式的确定"是基础化学实验中的一个综合实验。该实验以活性炭为催化剂,CoCl_2与氧化剂H_2O_2、过量氨水、NH_4Cl反应制备三氯化六氨合钴(Ⅲ),通过测定产物中的氨、钴、氯含量,求出整数比,从而来确定其实验式。本文对氯的测定方法进行了改进研究,比较了电位滴定法和莫尔法测定产物中氯含量的效果。实验证明电位滴定法精密度高、重现性好、结果更可靠、教学效果更好。     

电化学法改性阳极对MFC性能的影响

采用不同质量分数的NH_4NO_3和(NH_4)_2S_2O_8溶液作为电解液,对双室微生物燃料电池的阳极炭布进行改性。以餐厨废水作为阳极底物,以K_3[Fe(CN)_6]和NaCl混合溶液为阴极液,考察不同电解液改性阳极条件下微生物燃料电池的产电性能及污水处理效果。结果表明,采用NH_4NO_3或(NH_4)_2S_2O_8改性炭布作为阳极的微生物燃料电池的发电性能和水处理效果均有改善。其中,采用质量分数为4%的(NH_4)_2S_2O_8溶液作为阳极改性电解液时,微生物燃料电池系统的产电性能达到最佳,其稳态电流密度约为60 m A/m~2,COD去除率约为42.5%。     

室温固相反应制备Keggin结构杂多酸铵盐纳米粒子

纳米材料由于其量子尺寸效应及表面效应而在磁、光、电等方面显示出许多常规粒子所不具有的特性[1] .纳米材料成功应用的实例及潜在应用前景推动了各种纳米粉末的合成及合成方法的发展 [2～ 4 ] .利用低温固相反应制备纳米粒子尚不多见 ,但已有报道 [5,6] .多金属氧酸盐因其独特的结构而具有较高的催化活性、导电性、磁性、光电致变色性以及抗病毒活性 ,因而有着广阔的应用前景 ,这些方面的研究已越来越引起人们的兴趣 [7～ 10 ] .本文采用室温固相反应首次制备了多金属氧酸盐纳米粒子 (NH4 ) 3PMo12 O4 0 · 9H2 O(1 )和 (NH4 ) 3PW12…     

球形表面富锰MnxCo3−xO4−ƞ尖晶石型催化剂选择性催化还原NOx研究

采用共沉淀法制备了高比表面积的Mn_xCo_3−xO₄球形催化剂,研究了NH₃选择性催化还原NO_x性能。Mn-Co金属氧化物具有尖晶石结构,随着Co含量的增加,晶体结构由四方相转变为立方相。高浓度的表面活性氧物种和变价元素的强有效电子转移(Co³⁺ + Mn³⁺ ↔ Co²⁺ + Mn⁴⁺)有利于提高Mn_xCo_3−xO₄ (x = 1.0、1.5、2.0)尖晶型石催化剂的氧化还原能力,催化剂表面的Mn富集作用形成了氧缺陷结构和丰富的表面活性位点,进一步促进SCR脱硝反应,呈现出优异的催化性能。Co_tet(CoMn)_octO₄晶体结构中,Mn离子(Mn³⁺和Mn⁴⁺,以三价锰为主)和部分Co离子被配置到八面体中心,这些物种作为活性位点存在着较强的电子转移交互作用,该构型对促进低温脱硝活性和保护活性位点耐受SO₂毒害具有重要的意义。Mn-Co尖晶石表面的NH₃-SCR脱硝反应过程主要遵循Eley-Rideal反应机理,即吸附态NH₃与气态NO (或NO₂)的反应路径。随着反应温度的增加,反应生成的NH₄NO₃中间体很可能转化为NH₄NO₂物种,进而分解为N₂,提高了催化剂的氮气选择性。     

H2O对Cu+/S2O82-/γ-Al2O3催化剂合成碳酸二甲酯性能的影响

反应温度120℃、压力3.0 MPa的条件下,考察了H₂O对浆态床DMC合成催化剂Cu⁺/S₂O₈^2-/γ-Al₂O₃活性的影响。结果表明,外界H₂O的引入加剧了催化剂的失活速率。对引入H₂O后回收催化剂进行了元素分析、XRD、DTG、Py-FT-IR和NH₃-TPD等表征,结果表明,H₂O的引入加速了催化剂中活性组分Cu的流失速率,生成更多没有催化甲醇氧化羰基化活性的Cu₂(OH)₃Cl晶体,加剧了催化剂的失活。     

Free aluminium extraction from various reference materials and acid soils with relation to plant availability

The single extractions with 15 extractants (agents) (H₂O, KCl, NH₄Cl, NH₄F, CaCl₂, BaCl₂, CuCl₂, LaCl₃, Na₂S₂O₄, (NH₄)₂C₂O₄, Na₄P₂O₇, NTA, EDTA, DTPA, HCl), the optimised BCR (Community Bureau of Reference) three-step sequential extraction procedure (SEP) and the solid phase extraction (SPE) by the chelating ion-exchanger Iontosorb Salicyl (cellulose resin containing covalently bound salicylic acid functional groups) were used for the partitioning of Al in very acid soil samples taken from an area influenced by acid mine solutions. The precision, accuracy and repeatibility for all steps of the optimised BCR SEP were checked on the various reference materials (CRM 483 sewage sludge amended soil, CRM BCR 701 freshwater sediment, SRM 2710 and SRM 2711 Montana soils). Also the new indicative values of the optimised BCR SEP fractional Al concentrations were obtained for these reference materials. The aluminium amounts obtained by the used extraction procedures were valuated and discussed from the aspect of the Al concentration in the plants (grass) growing on the same studied soils. The aluminium toxicity indexes (ATI) calculated for the studied soils, the BaCl₂ and acetic acid soil extracts and the grass stems and roots were used for the assessment of the Al toxicity to the plants. The ATI value was defined as the ratio of the nutrient cations (Ca, Mg, K, Na) concentration sum to the Al concentration. The flame atomic absorption spectrometry (LOQ = 0.2 mg l⁻¹) and the inductively coupled plasma optical emission spectrometry (LOQ = 0.03 mg l⁻¹) were used for the aluminium quantification.     

原位光沉积制备Z型α-Fe2O3/g-C3N4异质结及其可见光驱动光解水产氢性能

采用原位光沉积-煅烧法制得了Z型α-Fe₂O₃/g-C₃N₄异质结复合光催化剂。分别采用透射电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱、荧光光谱以及电化学测试对样品进行了表征,并考察了可见光下光解水产氢活性。结果表明:当α-Fe₂O₃的负载量为2.9%时,α-Fe₂O₃/g-C₃N₄复合光催化剂具有最优的产氢催化活性,产氢速率高达1841.9μmol·g^-1·h^-1,约为g-C₃N₄的3.3倍。光催化性能的提高主要归因于3方面:(1)高温煅烧过程中α-Fe₂O₃的形成,有效促进了氮化碳片层的热剥离,增大了比表面积,从而为光催化反应提供了更多反应活性位;(2)超细α-Fe₂O₃颗粒(5~8 nm)高度均匀地分散在g-C₃N₄表面,并且与其紧密结合,形成了高质量的Z型异质结;(3)Z型异质结不仅有效抑制地了光生载流子的复合,同时极大地保留了g-C₃N₄导带电子的强还原性和α-Fe₂O₃价带空穴的强氧化性。     

Structural Characterizations of Spherical Octadecavanadates Encapsulating Na+, K+ or I- and Ellipsoidal Octadecamolybdate Encapsulating two Anions of SO42-

Polyoxoanions of tungsten, molybdenum, and vanadium have been the subject of interest since their wide variety of compositions, structures, and properties give rise to numerous important applications^[1]. From the NH₄VO₃/Na₂S_x (or (NH₄)₂S_x) reaction system we synthesized several spherical octadecavanadates with Na⁺,K⁺, NH₄⁺ or I encapsulated using hydrothermal method. These complexes include (NH₄)₁₁[V₁₈O₄₂(Na)]·(H₂O)₂₀ 1; (NH₄)₁₁[V₁₈O₄₂(K)]·(H₂O)₆, 2; (NH₄)₁₀(Na)[V₁₈O₄₂(Na)]·(H₂O)₂₆, 3; (NH₄)₁₁[V₁₈O₄₂(NH4]·(H₂O)₂₀, 4; and (NH₄)₂₀(I)₇[V₁₈O₄₂(I)]·(H₂O)₁₂, 5, in which the structures of 1, 2, 3, and 5 have been determined by X-ray analyses. In the analogous reaction system of (NH₄)₂MoS₄/(NH₄)₂S_x, we also obtained one ellipsoidal octadecamolybdate, (NH₄)₄[Mo₁₈O₅₄(2SO₄)]·(H₂O)₄, 6 with a standard Wells-Dawson structure^[2]. The Ortep drawings of the two kinds of structures are viewed as follows.     

Photocatalytic degradation of amoxicillin by carbon quantum dots modified K2Ti6O13 nanotubes: Effect of light wavelength

Novel carbon quantum dots modified potassium titanate nanotubes (CQDs/K₂Ti₆O₁₃) composite was synthesized and exhibited high photocatalytic activity for degradation of amoxicillin under UV and visible lights with nine wavelengths. Better amoxicillin removal was achieved at lower wavelength irradiation due to its higher photo energy.     

SO_4~(2-)功能化处理对Fe_2O_3催化剂上氨选择性催化还原NO_x性能的促进机理研究

采用沉淀法制备了Fe(OH)_3和Fe_2O_3。通过硫酸化处理得到SO_4~(2-)/Fe(OH)_3和SO_4~(2-)/Fe_2O_3两种催化剂,并将其应用于氨选择性催化还原NO_x(NH_3-SCR)反应,研究了SO_4~(2-)功能化处理对Fe_2O_3催化剂上NH_3-SCR脱硝性能的促进机理。结果表明,与纯的Fe_2O_3相比,硫酸化处理得到的催化剂上SCR活性得到显著提升;其中,SO_4~(2-)/Fe(OH)_3表现出更加优异的催化性能,在250-450℃时NO_x转化率高于80%,且具有优异的稳定性和抗H_2O+SO_2性能。XRD、Raman、TG、FT-IR、H_2-TPR、NH_3-TPD和in situ DRIFTS等表征结果显示,硫酸功能化处理能抑制Fe_2O_3的晶粒生长,同时SO_4~(2-)与Fe~(3+)结合形成硫酸盐复合物,提高了催化剂表面酸性位点的数量和酸强度,抑制了Fe_2O_3上的氨氧化反应,从而提高了其脱硝催化性能。