BiOCl/蒙脱土复合光催化剂的制备及其光催化活性

为优化BiOCl光催化剂的结构,改善其对有机污染物的吸附性能,进而提高光催化反应活性,采用超声辅助化学沉淀法制备了BiOCl/蒙脱土(MMT)复合光催化剂,并考察了MMT质量分数(w(MMT))对复合光催化剂结构及光催化反应活性的影响。 X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)等的表征结果表明,所得催化剂呈微球状结构,禁带宽度为3.24 eV。 随着w(MMT)的增加,催化剂的微球状结构逐渐被破坏,但带隙能未发生明显变化。 以8-羟基喹啉为目标物考察了复合催化剂的吸附及光催化反应活性。 结果表明,随着w(MMT)增加,催化剂对8-羟基喹啉的吸附和光催化氧化活性逐渐增加,这可归因于与MMT的复合增大了比表面积并降低了光生载流子复合效率。 当w(MMT)为15%时,催化剂的吸附及光催化性能达到最佳,光照50 min后,8-羟基喹啉的降解率达到85.6%,矿化率达到51.0%。 光生空穴和超氧自由基负离子为主要的氧化活性物种。 复合催化剂还可高效降解邻苯二酚和对氨基苯甲酸。 同时,复合光催化剂表现出较强的化学稳定性,表明其具有较强的实际应用价值,可用于处理含有机酚类污染物的工业废水。     

8-羟基喹啉对V2O5催化氧化环己烯的调变作用

研究了8-羟基喹啉对丙酮中V2O5催化氧化环己烯合成环己烯酮的调变作用,考察了8-羟基喹啉的用量、反应温度、反应时间、溶剂和催化剂用量对环己烯氧化反应的影响,发现在该催化体系中生成的环己烯醇和环氧环己烷可转化成环己烯酮,在适当的反应条件下可抑制环己烯醇和环氧环己烷的生成.结果表明,当五氧化二钒的用量为1%,五氧化二钒与8-羟基喹啉之比为1∶2,在20℃以下反应时,过氧化氢几乎定向地将环己烯氧化成环己烯酮.认为是8-羟基喹啉与钒的配位作用促进了环己烯酮的生成.     

亚硫酸盐协助中空Bi2WO6微球的光催化性能

本文利用亚硫酸盐与Bi2WO6协同作用,有效地提升其光催化活性。以甲基橙和抗生素环丙沙星(CIP)作为被降解物对该体系的光催化降解性能和机理进行了研究。结果表明:光催化活性增强主要原因为亚硫酸盐能与Bi2WO6的光生空穴及羟基自由基反应,不仅能生成新的活性物质亚硫酸自由基(SO3^2-),还能促进Bi2WO6光生电子—空穴对的分离。此外,还考察了催化剂的用量、和污染物的浓度对该体系光催化性能的影响。     

8-羟基喹啉对碘离子修饰的B-Z化学振荡体系的扰动

研究了用碘化钾溶液对B-Z化学振荡反应的修饰,以8-羟基喹啉为被检测化合物考察了修饰前后B-Z化学振荡体系对环境的敏感性变化.结果表明,修饰后的B-Z化学振荡体系对8-羟基喹啉的灵敏度大为提高,在2.50×10~(-9)～3.16×10~(-11)mol/L范围内,振荡体系的周期变化值与8-羟基喹啉浓度的负对数呈现良好的线性关系,相关系数为0.9980.     

多种形貌和晶型8-羟基喹啉铜微纳米材料的简易合成

以8-羟基喹啉和乙酸铜为主要原料,通过简单调控醇水介质和熟化时间,液相沉淀法快速合成出大量不同形貌和晶型的8-羟基喹啉铜微纳米材料.采用SEM,XRD,UV-Vis,FT-IR对产物进行表征.结果表明,以8-羟基喹啉盐酸水溶液与乙酸铜水溶液反应,合成了直径40～130nm的棒状α型二水合8-羟基喹啉铜沉淀物.以8-羟基喹啉乙醇溶液与乙酸铜乙醇溶液反应,获得了厚度约300nm的三维(3D)板条束状α型无水8-羟基喹啉铜微纳米结构.若采用8-羟基喹啉乙醇溶液与乙酸铜的乙醇/水溶液反应,当体系醇/水体积比为3∶1时,随着熟化时间的延长,产物由亚稳的α型和γ型晶相向稳定的β型晶相转变,形貌从胡须束状/菱片状混合结构转变为纳米棒状/菱片状混合结构,50min熟化后最终形成菱片状β型二水合8-羟基喹啉铜及其四角星形自组装体.     

利用实验测量的Pd表面d带电荷密度描述喹啉催化加氢活性（英文）

杂环化合物如喹啉等在Pd表面发生较强的化学吸附,占据活性位,导致钯炭催化剂活性低.因此,需要解决的关键科学问题之一是催化剂电子结构与表面吸附、反应活性的关联,这也是精准设计和调控催化材料结构的科学基础.本文针对喹啉选择加氢制1,2,3,4-四氢喹啉反应,利用有序介孔炭载配位结构精准调控的金钯合金作为模型催化剂,描述金属d带电子特性对吸附络合物稳定化能和催化活性的决定性影响.在原子水平确认了AuPd纳米催化剂具有与块体合金相似的结构,排除了共晶体或核壳结构.通过调变Au和Pd浓度,实现了Pd-Au配位数由0-8的精确调控.利用XPS和XANES测量了Pd位点上d带和非d(sp,主要是s)带得失电子数,将其定义为d带电荷密度(dcharge),发现其与Au-Pd配位数密切相关.在喹啉选择加氢反应中, Au50Pd50和Au67Pd33催化剂的活性最高,与纯Pd催化剂相比,活性提高了11倍.进一步将合金电子结构与反应活性相关联发现,合金催化剂中Pd位点d带电荷密度与反应物生成活性络合物的活化熵(ΔS0*)和转化频率(TOFPd)成线性相关.有序介孔炭载AuPd合金催化剂具有很高的稳定性,在反应中未见金属表面偏析、聚集和流失.金属位点d带电荷密度描述符为含强吸附质反应中高性能催化剂的设计提供了新原理.     

蛋壳型Pd/α-Al2O3催化剂的制备及活性

采用浸渍法制备了蛋壳型Pd/α-Al2O3催化剂,并用于CO和亚硝酸甲酯气相合成草酸二甲酯反应,考察了活性层厚度对催化剂活性的影响.采用偏光显微镜和电感耦合等离子光谱技术对催化剂进行了表征.结果表明,调节前驱体溶液的pH值可以控制活性组分在载体上的分布,从而得到不同钯层厚度的催化剂.这种活性组分位于催化剂外表面的蛋壳型催化剂可以提高活性组分的利用,使亚硝酸甲酯的转化率较高.另外考察了活性组分Pd负载量对催化剂浸渍深度和活性的影响.确定了催化剂活性组分的适宜负载量为0.10%,浸渍深度为16μm.     

低温等离子体场内复合不同晶型氧化锰催化降解甲苯性能和机理（英文）

作为典型的挥发性有机化合物,甲苯通常来源于建筑涂料、交通运输和各种工业生产过程,是PM2.5、臭氧和光化学烟雾的重要前驱体,对环境和人类健康造成巨大影响.近年来,低温等离子体技术因具有在常温常压下就能通过高能电子、活性氧物种和羟基等活性粒子有效降解挥发性有机物的优点而受到广泛关注.然而,高能耗和大量副产物的产生是等离子体技术工业化应用的巨大障碍.当前最有效的策略之一是将等离体技术与催化技术结合,从而加快反应速率,提高产品的选择性和能源利用率.在所应用的催化剂中,MnO_2因具有较好的O3分解效率而成为最有潜力的催化剂之一.但是MnO_2具有不同的晶型结构、隧道结构和形貌,这些均会显著影响MnO_2的催化活性.本文通过一步水热法制备了α-,β-,γ-和δ-MnO_2四种MnO_2催化剂,并将其用于等离子体催化降解甲苯研究,在此基础上系统考察了等离子体催化降解性能和MnO_2不同晶型之间的关系.结果表明,当能量密度为160 J/L时,等离子体单独降解甲苯去除效率为32.5%.引入催化剂能够显著提高甲苯的降解效率,其中α-MnO_2效果最显著,甲苯降解效率能够提升至78.1%,β-,γ-和δ-MnO_2能够相应提升至47.4%,66.1%和50.0%.采用X射线衍射、拉曼光谱、扫面电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积-孔结构分析、氢气程序升温还原和X射线光电子能谱等手段研究了催化剂的理化特性.结果表明,隧道结构、催化剂在等离子体中的稳定性、Mn–O键能和催化剂表面吸附氧均在等离子体催化降解甲苯中发挥了重要作用.在此基础上,通过GC-MS分析降解产生的气相副产物推断甲苯在等离子体和等离子体催化体系中的降解机理.在等离子体催化体系中,通过Mn4+,Mn3+和Mn2+价态的变化,等离子体产生的O3,O2*和其他活性自由基会被吸附到催化剂表面,随后与催化剂吸附的甲苯或中间副产物发生氧化还原反应,将甲苯氧化为CO2等小分子物质.此外,MnO_2作为分解O3最有效的催化剂,可以吸附O3并将其分解为O?或者与H2O生成?OH参与到反应中,从而提高甲苯的降解效率.     

脂肪酶催化缩聚法合成可完全降解的聚羟基丙酸酯(英文)

以3-羟基丙酸甲酯为聚合单体,建立了以固定化脂肪酶Novozym 435为催化剂的酶催化缩聚反应体系,合成可完全降解的高分子聚酯聚羟基丙酸酯,考察了反应条件和介质对反应性能的影响,结果表明,纯度大于95%的单体即可在温和条件下合成聚羟基羧酸酯;降低反应压力可有效提升产物产率和分子量.通过选择合适的有机溶剂介质和表面活性剂,可使产物分子量提升至13000(Mw)以上.脂肪酶催化剂重复利用能力优异,经6批次反应后,其相对活性保持在95%以上.     

取代8-羟基喹啉钌络合物催化Friedl?nder反应合成喹啉衍生物

Friedl?nder喹啉合成法是以邻胺基芳基醛或酮与有α-亚甲基的酮环化制备喹啉的反应,报道了一种喹啉钌络合物催化Friedl?nder法合成喹啉的方法.首先,以8-羟基喹啉钌络合物为催化剂,对模板反应邻氨基苯甲醇和苯乙酮合成2-苯基喹啉进行了反应条件优化实验.重点对比研究了8-羟基喹啉钌络合物配体上不同取代基对反应收率的影响,其中5-甲基-8-羟基喹啉(1e)钌络合物催化邻氨基苯甲醇和苯乙酮合成2-苯基喹啉获得了73%的最高收率.结合IR, UV以及密度泛函理论(DFT)计算讨论了配体结构与催化性能之间的关系.提出了β-H消除形成醛过渡态,交叉aldol反应再亚胺环化,最后脱水生成目标产物的可行机理.以(1e)₃Ru为催化剂,在优化的反应条件下进行了底物扩展研究,以69%～94%的收率合成了32个不同取代的喹啉衍生物,验证了方法的普适性.     

共模板法一步合成绣球状BiOCl/Br固溶体光催化剂

以乙二醇/十二烷基三甲基溴化铵(EG/DTAB)为共模板剂,一步制得BiOCl/Br的固溶体光催化剂,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、N2吸附-脱附仪和紫外-可见漫反射光谱仪进行了表征.结果表明,与采用溶剂热法制得的BiOCl分级微球相比,采用EG/DTAB共模板法制得的BiOCl/Br固溶体具有更明显的分层结构,呈绣球状.同时,DTAB的Br-插入到BiOCl的晶格中,形成固溶体,减小了禁带宽度.绣球状BiOCl/Br固溶体具有比商用P25、二维BiOCl纳米片和三维BiOCl分级微球更优异的可见光间接敏化降解染料性能,当nDTAB/nKCl=0.75时,制得的BiOCl/Br固溶体8 min内在可见光下对罗丹明B(Rh B)的降解率达到97.2%;1 h后在可见光下对甲基橙(MO)的降解率达到83.6%.     

New photocatalyst BiOCl/BiOI composites with highly enhanced visible light photocatalytic performances

BiOCl/BiOI composites with a visible light response were prepared by a simple hydrothermal method. Even though both single BiOCl and BiOI show low photocatalytic activity, BiOCl/BiOI composites provide enhanced efficiency in decomposing organic compounds including Methyl Orange (MO) and Rhodamine B (RhB). Furthermore, the 20%BiOCl/BiOI composite shows the highest efficiency for decomposing MO, while the highest performance is observed for the degradation of RhB over 70%BiOCl/BiOI composite. A possible photocatalytic mechanism has been proposed based on the relative experiments and the band positions of BiOCl and BiOI.     

EDTA-柠檬酸法合成的SrCo0.8Fe0.2O3-δ钙钛矿的结构及制氧性能研究

采用EDTA-柠檬酸联合络合法合成了钙钛矿型金属氧化物SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ(SCF182)粉体。通过XRD和ESEM研究了前驱体溶液不同的pH值对合成的SCF182粉体的晶体结构和微观形貌的影响。并采用固定床实验研究前驱体溶液pH值对SCF182的氧吸附/脱附性能的影响。结果表明,pH值对SCF182晶胞结构和参数影响不大,但影响SCF182的晶粒粒径和微观形貌,当pH值为8的弱碱性条件下时,能够合成蓬松多孔网状纳米结构的钙钛矿粉体。固定床实验显示,前驱体溶液的pH值影响合成的粉体SCF182的氧吸附速率;且SCF182的氧脱附性能随pH值的增大先升高后降低,pH值为8时氧脱附量达到峰值为42.2 mg/g。     

pH调节剂对BiOCl结构和光催化降解RhB的影响

以水解法合成了BiOCl纳米片,并考察了制备溶液的pH调节剂对BiOCl晶形、形貌、孔径分布和比表面积、化学组成、光学性质及催化性能的影响.采用X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对所合成的BiOCl样品进行表征.表征和催化结果表明:pH调节剂为NaOH和Na_2CO_3的BiOCl样品含有杂质,pH调节剂为NH_4OH的BiOCl为纯四方晶型材料;3种pH调节剂合成出的BiOCl都为纳米片,纳米片粒子大小顺序为Na_2CO_3NH_4OHNaOH,孔径大小顺序为Na_2CO_3NaOHNH_4OH;以NaOH、Na_2CO_3、NH_4OH为pH调节剂合成出的BiOCl的带隙能分别为3.27、3.21、3.15 e V,表面元素均为B~(3+)、O~(2-)和Cl~-;可见光降解罗丹明B的顺序为NH_4OHNa_2CO_3NaOH.并且,我们阐述了pH调节剂对光催化降解RhB的影响机理.     

Properties of 8-hydroxyquinoline immobilized on a silica surface

The ionization constants of benzeneazo-8-hydroxyquinoline grafted to a silica surface were determined by potentiometric titration. The spectrophotometric measurements showed that with increase in pH, deprotonation of the grafted 8-hydroxyquinoline nitrogen takes place. The dynamic capacity of the sorbent obtained with respect to the Cu²⁺, Co²⁺, and Ni²⁺ ions at various pH was determined. The immobilized benzeneazo-8-hydroxyquinoline is suitable for removing trace amounts of metal ions from solutions and for their chromatographic separation. It was found that the metal complexes of Cu²⁺ and Co²⁺ with grafted benzeneazo-8-hydroxyquinoline exhibit catalytic activity in the oxidation of hydrazine by molecular oxygen in aqueous solutions.Translated from Teoreticheskaya i Ékperimental'naya Khimiya, Vol. 25, No. 1, pp. 108–112, January–February, 1989.     

氯氧化铋催化剂的电子结构调控及其光催化性能研究

以不同Bi/Cl摩尔比例为原料设计合成了一系列BiOCl半导体催化材料。扫描电子显微镜、XRD衍射峰拟合等分析结果显示,Bi/Cl比例的改变对BiOCl的形貌、表面结构、微观电子结构均具有一定的调控作用。以Bi/Cl = 1 : 1为原料合成的BiOCl光催化剂具有最窄的带隙值（Eg=3.18 eV）,使得其具有较强的的光响应能力。光催化去除罗丹明B（RhB）结果表明,随着Bi/Cl摩尔比例的减小,BiOCl的催化性能呈现先增强后减弱的趋势。Bi/Cl = 1 : 1样品具有最优的催化活性,源于其较优异的光吸收性能以及特殊的表面特性。光催化机理研究表明,光催化去除RhB的过程中,起作用的活性物质主要为光生电子、空穴以及半导体表面产生的超氧自由基。     

制备条件对Au/LaCoO_3催化氧化CO性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型复合氧化物LaCoO_3, 并用沉积-沉淀法(DP法)制备了Au/LaCoO_3催化剂. 考察了制备条件对催化剂催化氧化CO活性的影响. 结果表明, 制备过程中, 溶液pH、 pH调节顺序及催化剂焙烧温度对催化剂活性均有一定影响. Au/LaCoO_3催化剂的最佳制备条件为: 沉积过程中在HAuCl4溶液中先加入载体后, 再调节溶液pH=8, 得到的催化剂经250 ℃焙烧后可提高催化剂稳定性.     

MOF-808/BiOCl复合材料的制备及其光催化性能

将高稳定性的MOF-808与BiOCl结合,采用简便的水热法制备出新型MOF-808/BiOCl复合异质结材料。以环丙沙星(CIP)为污染物,探究复合材料MOF-808/BiOCl对CIP的光催化性能。发现含有10% MOF-808的复合材料(MOF-808/BiOCl-10%)表现出最佳的光催化活性。在紫外光照射20 min内,MOF-808/BiOCl-10%对CIP的光催化降解效率高达94.7%。通过X射线粉末衍射、扫描电镜、红外光谱、荧光光谱、紫外可见漫反射光谱、光电流、电化学阻抗等表征技术来考察材料的物相组成、形貌以及光电化学性质。紫外可见漫反射光谱的结果表明,MOF-808/BiOCl-10%材料光吸收范围得到提高。同时进行了自由基捕获实验。基于以上实验数据,提出了MOF-808/BiOCl复合材料可能的光催化机理。     

水热反应条件对多孔球状Bi2WO6光催化剂结构及性能的影响

采用水热法制备了Bi₂WO₆光催化剂, 考察了水热反应温度、 水热反应时间及前驱体溶液pH值等条件对其对乙烯可见光催化活性的影响, 并通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和比表面积分析等对催化剂的晶相组成、 微观形貌和光学性质等进行表征. 结果表明, 在水热反应温度为120 ℃、 水热反应时间为12 h、 前驱体溶液pH=0.5条件下, Bi₂WO₆光催化剂经过各向异性生长以及自组装奥斯特瓦尔德成熟(Ostwald ripening)过程, 形成由二维纳米薄片自组装的多孔微球状结构, 有效增大了与乙烯气体的接触面积, 禁带宽度降至2.86 eV, 可见光响应范围拓宽, 表现出优异的光催化性能, 在可见光下240 min内对乙烯的降解率达到13.69%.