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相似文献
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1.
采用葡萄糖水热碳化法合成了一系列碳层包覆的NiFe2O4核壳八面体(NiFe2O4@C). 通过调控葡萄糖的含量可以有效控制NiFe2O4表面包覆的碳层厚度. 利用X射线衍射(XRD)、 拉曼光谱(Roman)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对NiFe2O4@C的组成、 结构、 形貌和光学性能进行了表征. 考察了表面水热碳层对NiFe2O4光催化降解亚甲基蓝(MB)性能的影响. 结果表明, NiFe2O4的光催化活性很大程度上依赖于在其表面包覆的碳层厚度, 碳层厚度为5.5 nm的NiFe2O4@C-3展现了最佳的光催化活性. 荧光光谱(PL)、 瞬态光电流和电化学阻抗谱(EIS)表征结果证明, NiFe2O4@C的光催化性能的提升归因于在NiFe2O4核和碳壳之间形成了异质结, 有效地促进了光生载流子的传输和分离效率. NiFe2O4@C复合材料展现了较好的稳定性和可回收性, 在污水处理方面有很大的应用潜力.  相似文献   

2.
通过反胶束和静电自组装方法制备了一种类蛋结构的可磁分离光催化剂纳米材料SiO2@NiFe2O4@TiO2(TSN), 这种光催化剂对甲基橙废水有较好的降解效果, 并显示出了超顺磁性, 通过外加磁场方便地实现催化剂在水中的分离与回收. 该光催化剂纳米球的X射线衍射, TEM和FTIR结果表明, 铁酸镍纳米粒子被包裹在SiO2内, 形成SiO2@NiFe2O4(SN)纳米球载体, 纳米TiO2颗粒组装在SN表面, 形成TiO2光催化壳层. 利用甲基橙的降解考察了光催化剂纳米球的活性, 结果表明, 在NiFe2O4和TiO2之间包覆一层无定形的SiO2可以显著提高光催化剂纳米球TSN的催化活性.  相似文献   

3.
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型有机半导体苝二酰亚胺(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和强还原能力.此外,由于普通光催化剂分离回收困难,可以将PDI与磁性半导体ZnFe2O4相结合来构建复合光催化剂,该复合光催化剂可以通过外加磁场进行回收以降低成本,在提高复合光催化剂性能的基础上保证回收率,并且具有较好的光化学稳定性.然而,不同方法制得不同粒径和形貌的PDI或ZnFe2O4的光催化性能也不同.因此控制PDI和ZnFe2O4的形貌对增强光催化活性起着至关重要的作用.本文采用盐酸-介导策略制备了ZnFe2O4小颗粒点缀的一维PDI的S型异质结(1D PDI/ZnFe2O4).实验发现,用盐酸介导策略调控二者的形貌可以使其具有更好的光催化能力.采用透射电镜(TEM)、X射线衍射、X射线光电子能谱等对1D PDI/ZnFe2O4进行表征,通过光降解四环素溶液评价1D PDI/ZnFe2O4的光催化能力和稳定性,并利用DFT理论计算和ESR方法等对1D PDI/ZnFe2O4的光催化机理进行深入的探讨.扫描电子显微镜和TEM结果表明,盐酸介导可有效调控1D PDI/ZnFe2O4的形貌,经过盐酸介导,PDI变成均匀的棒状结构,ZnFe2O4变成均匀的小颗粒,并点缀在PDI上;而未引入盐酸的PDI仍呈不规则块状,其ZnFe2O4仍为小颗粒团聚的大球状结构.XPS结合能的偏移及DFT理论计算结果表明,材料间形成了内部电场.当PDI和ZnFe2O4接触时,为了使PDI和ZnFe2O4的费米能级相同,PDI中的e-通过界面转移到ZnFe2O4中,导致界面处产生了内部电场.同时,由于e-的流失,PDI的带边向上弯曲,而ZnFe2O4的带边向下弯曲.在光照射下,PDI和ZnFe2O4的e-从VB激发到CB.内电场、带边弯曲和库仑相互作用加速了PDI CB上e-和ZnFe2O4 VB上h+的复合,也抑制了PDI CB上e-和VB上h+的复合.综上,1D PDI/ZnFe2O4的电子传递机理与S型异质结光催化反应机理一致.光催化剂催化四环素溶液降解性能结果表明,1D PDI/ZnFe2O4催化四环素溶液的降解率分别是PDI和ZnFe2O4的9.18倍和9.73倍.说明通过盐酸介导策略可以有效地调控1D PDI/ZnFe2O4的形貌,使其具有良好的光催化性能和回收再利用性.本文为磁性有机-无机S型异质结光催化剂的组装提供了新思路.  相似文献   

4.
郄佳  李明  刘利  梁英华  崔文权 《化学进展》2016,28(10):1569-1577
能源短缺和环境恶化是人类社会快速发展面临的重大难题。太阳能作为一种清洁无污染的理想新型能源,具有取之不尽、用之不竭的特点,是实现可持续发展的最佳能源选择。半导体光催化可以直接利用太阳光进行催化反应,得到了广泛关注。作为一种低成本无金属光催化剂,g-C3N4具有独特的电子能带结构、优良的化学稳定性和热力学稳定性,在光催化领域如分解水制氢制氧、降解有机污染物、CO2还原、抗菌和有机官能团选择性转换等方面表现出巨大的应用前景。目前g-C3N4光催化剂存在着如比表面积小、可见光利用率低、量子产率低和光生载流子易复合等问题,制约了其在光催化领域的应用。因此,提升g-C3N4光催化性能是光催化研究领域的重要课题。第一性原理具有半经验方法不可比拟的优势,已成为光催化研究领域计算和模拟的重要基础。基于密度泛函理论的第一性原理在光催化领域的广泛应用,为有效迅速地探求能够改善g-C3N4光催化性能的方法提供了明确的研究手段。本文从理论计算的角度综述了近年来在g-C3N4改性方面所取得的一些重要研究进展,主要包括元素掺杂、复合和形貌调控等改性手段。本文以g-C3N4改性光催化剂为研究对象,从电子性质、能带结构、光学性质和缺陷形成能的角度阐述了各种改性手段提高光催化活性的微观机理。最后,在总结前文所述各类改性研究的基础上,对g-C3N4改性光催化剂未来的发展趋势作出了展望。  相似文献   

5.
采用水热法合成了尖晶石型NiFe2O4,并利用X射线粉末衍射仪对其物相进行了表征,利用紫外-可见分光光度计对其光催化降解刚果红的性能进行了研究。以刚果红为光催化降解底物,探究了刚果红初始浓度、催化剂用量、溶液pH、不同光源等因素对NiFe2O4光催化降解刚果红活性的影响。结果表明,当刚果红溶液浓度为20 mg/L、催化剂NiFe2O4的用量为0.065 g、pH 2~10、在太阳光下照射480 min时,刚果红的降解率高达99%以上,催化剂性能稳定,适合处理刚果红类有机污染物。  相似文献   

6.
过氧化氢(H2O2)是一种很有潜力的能量载体,且作为一种环保型氧化剂广泛运用于有机合成、饮用水处理、废水处理等工业和医疗卫生领域。随着对环境保护要求的提升,预计H2O2的需求量将大幅增加。传统的蒽醌法(AQ)制备H2O2的工艺流程繁琐和存在有机物污染环境的现象。以O2和H2O为原料、太阳能为能源、半导体为光催化剂的光催化生产H2O2是一个绿色化学过程,具有反应条件温和、操作简单可控和无二次污染等优点。近年来,光催化产H2O2引起了人们的广泛关注。本综述介绍了光催化产H2O2的机理和效率低的原因,重点论述了光催化生成H2O2的体系以及提高光催化产H2O2的策略,最后对光催化产H2  相似文献   

7.
采用简单混合法制备了一系列Bi2O3/Bi2WO6复合光催化剂. 在紫外光降解水中苯酚的过程中, Bi2O3/Bi2WO6的光催化活性随Bi2O3含量的增加呈现先增大后减小的趋势. 当Bi2O3最佳负载量等于12.5% (质量分数, w)时, 该复合光催化剂的活性大约是单一Bi2WO6的4 倍. 固体样品表征表明, Bi2O3主要以β-Bi2O3存在, 复合光催化剂是Bi2O3和Bi2WO6的简单混合物. 此外, 在电催化氧化水的过程中, β-Bi2O3/Bi2WO6薄膜电极的光电流远大于β-Bi2O3和Bi2WO6薄膜电极的光电流之和. Bi2O3对Bi2WO6光催化的促进作用是由于前者接受后者的光生空穴, 提高Bi2WO6光生载流子的分离效率, 从而加快了O2的还原和苯酚的降解.  相似文献   

8.
采用次序模板法合成了单、双壳层的中空铁酸镍(NiFe2O4)材料,通过改变前驱体溶液组成及煅烧条件等因素实现了对产物形貌的调控.在中空NiFe2O4颗粒表面原位包覆聚多巴胺,再经过碳化处理,制备了具有中空多壳层结构(HoMS)的NiFe2O4/C复合吸波材料;考察了其电磁参数,计算了其吸波性能,分析了不同复合结构对性能的影响.结果表明,中空多壳层结构能够显著降低材料的密度,而碳薄层不仅能够改善其阻抗匹配性,而且提升了材料的反射损耗性能.其中,双壳层NiFe2O4/C复合物的吸波性能最佳,当样品厚度为3.5 mm时,材料在8.44 GHz处反射损失最小,为-32.35 dB;当样品厚度为2.0 mm时,材料在14.01~17.69 GHz范围内反射损耗小于-10 d B,有效吸收频宽为3.68 GHz.这些优异性能主要源于独特的中空多壳层结构增加了电磁波多次反射/散射的概率,提供了更多的界面极化,实现了电磁波的快速...  相似文献   

9.
介绍了一种将TiO2光催化剂担载在新型载体上的光催化电极.新型载体是用炭质材料和聚四氟乙烯制备的,它具有电合成H2O2的功能.在电流密度为15mA/cm2时,光催化电极不仅具有高达80%的电合成H2O2的电流效率,而且该电极的电位处在0.02V(SCE)左右,使载体表面的TiO2光催化剂获得了约+0.47V的阳极偏压(相对平带电势),对增加TiO2光催化反应效率十分有益.在具有新型光催化电极的光反应体系中,水中的有机分子受到来自溶液中大量·OH自由基(H2O2被紫外光分解的中间产物)的均相氧化(即光化学氧化),以及来自TiO2表面光生空穴的复相氧化(即光催化氧化).在光化学氧化和光催化氧化的联合作用下,有机分子的矿物化反应速度显著提高.  相似文献   

10.
利用半导体光催化剂技术可以将环境污染物进行分解、转化和矿化,是解决环境污染问题的一条有效途径.聚合物半导体石墨相氮化碳(g-C3N4)具有独特的电子结构和化学性质,是一种新型的非金属功能性材料,在利用太阳能转化清洁能源和化学合成领域受到广泛关注.近几年,g-C3N4的开发使得利用半导体光催化技术进行环境净化的研究取得了进一步发展.本文围绕g-C3N4作为催化材料在环境净化中的应用,包括对水体有机污染物、细菌、大气污染物、重金属离子、CO2等的分解转化等,综述国内外近年来的一些重要研究进展.并以在降解有机污染物中的应用为例对g-C3N4性能优化的各种改性措施进行了总结.最后,本文对g-C3N4在光催化环境净化反应过程的反应机理进行总结,并对未来发展趋势进行展望.  相似文献   

11.
An efficient approach to the synthesis of highly congested di, penta and hexacyclic pyrazoles as well as imidazole fragment containing novel heterocyclic molecule has been developed through a carbanion induced transformation of suitably functionalized 2H-pyran-2-ones, benzo[h]chromene and thiochromeno[4,3-b]pyrans. Due to the presence of fluorescence, we report their prime application metal sensor as off/on switching in ferric ions.  相似文献   

12.
A new and simple synthesis of novel N-protected methyl 5-substituted-4-hydroxypyrrole-3-carboxylates, which exist in equilibrium with their 4-oxo tautomers, has been developed in two steps starting from N-protected α-amino acids. The key intermediates are enaminones, which can also be isolated, characterized, and used for the construction of other functionalized heterocycles, before they spontaneously decompose to pyrrole products. 4-Hydroxypyrroles are prone to partial aerial oxidation but can be efficiently alkylated or reduced to stable polysubstituted pyrrolidine derivatives.  相似文献   

13.
The chemoselectivity in the intramolecular CH insertion of various diazosulfonamides has been experimentally studied. The results reveal that the aliphatic 1,4-, 1,5-, or 1,6-C(sp3)?H insertions of diazosulfonamides are not accessible, while the aromatic 1,5-C(sp2)?H insertion can be realized specifically by adjusting the diazo-adjacent group. In addition, the general chemoselectivities in the intramolecular CH insertions of diazosulfonyl compounds are summarized. Generally, diazosulfones undergo both aromatic 1,5-C(sp2)?H and aliphatic 1,5- and 1,6-C(sp3)?H insertions, while diazosulfonates undergo aliphatic 1,5- and 1,6-C(sp3)?H insertions. However, diazosulfonamides only undergo aromatic 1,5-C(sp2)?H insertion.  相似文献   

14.
N-Heterocyclic carbene-palladacyclic complexes 3 were successfully achieved in a one-pot procedure under mild conditions. The structure of 3a was unambiguously confirmed by X-ray single crystal diffraction and it was an active catalyst in the Buchwald-Hartwig amination and α-arylation of ketones even at very low catalyst loadings (0.01?mol%).  相似文献   

15.
An efficient tandem approach for the selective synthesis of 4,5-dihydroimidazo[1,5-a]quinoxalines 6ag and imidazo[1,5-a]quinoxalines 7ah by the reaction of 2-imidazolyl anilines 4ac with aryl aldehydes 5ak under mild reaction conditions is described. Introduction of electron releasing alkyl groups in substrates 4ab was found to be instrumental for the success of the reaction.  相似文献   

16.
The Diels-Alder reactivity of 1,2-heteroborines (H4C4B(H)X, X?=?NH, PH, AsH; O, S, Se) has been computationally explored by means of Density Functional Theory (DFT) calculations. The influence of the HB?=?X fragment on the reactivity of the system has been quantitatively analyzed in detail by means of the so-called Activation Strain Model (ASM) of reactivity. It is found that the interaction between these species and the dienophile is significantly stronger than that computed for their all-carbon isoelectronic counterpart, benzene. In addition, the strain energy plays a key role in the observed reactivity trends. The role of the aromaticity strength of these heteroarenes on the reactivity is also assessed.  相似文献   

17.
A variety of N-aryl and N-alkyl carbazolones were conveniently achieved in good to high yields via Pd2(dba)3-mediated intramolecular coupling of N-substituted α-iodo enaminones under microwave irradiation. The Pd(0)-catalyzed cyclization was found to proceed favorably with the more electron-deficient phenyl ring during the reactions involving unsymmetrical N,N-diaryl α-iodo enaminones. This unique property enables the construction of carbazolone skeleton containing nitro substituted benzenoid ring.  相似文献   

18.
An efficient iodine-mediated oxidative Pictet-Spengler reaction in dimethyl sulphoxide (DMSO) using terminal alkynes as the 2-oxoaldehyde surrogate for the synthesis of aryl (9H-pyrido[3,4-b]indol-1-yl)methanones is described. The scope of the protocol includes the total synthesis of Fascaplysin, Eudistomins Y1 and Y2. The methodology is extended for preparing pyrrolo[1,2-a]-quinoxaline and indolo[1,5-a]quinoxaline derivatives. The utility of 1-aroyl-β-carbolines was demonstrated by performing palladium-catalyzed β-carboline directed ortho-C(sp2)-H functionalization of the phenyl ring with thiomethyl (SMe) group using DMSO as source and for accessing 4-aryl-canthin-6-ones.  相似文献   

19.
In this Letter, we described a facile method for constructing fused bicyclic 1-arylpyrazol-5-one ring system. We employed various methylene-containing carboxylic acids as the substrates and proved that the pyrazolone ring closure requires activated methylene group in intermediate II. Accordingly, a series of structurally diversified, fused bicyclic 1-arylpyrazol-5-ones was prepared in moderate to high yields using the requisite substrates.  相似文献   

20.
Both substituted 2,4,5,6-tetrahydrocyclopenta[c]pyrazoles and 2,4,5,6-tetrahydropyrrolo[3,4-c]pyrazoles have been synthesized by the 3+2 intramolecular dipolar cycloaddition of nitrilimines to alkynes. This cyclization has been extended to more versatile 3-bromo derivatives by the use of alkynylbromides as dipolarophiles.  相似文献   

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