三维网状Dy3+:YVO4/TiO2复合纤维的制备及光催化产氢性能

以电纺TiO₂纳米纤维为基质, 柠檬酸为软模板, 采用一步水热法制备了具有三维立体网状结构的稀土Dy ³⁺掺杂YVO₄/TiO₂复合纤维. 通过X射线衍射、 扫描电子显微镜、 X射线光电子能谱、 N₂吸附-脱附、 紫外-可见漫反射光谱及荧光光谱等手段对材料的组成、 表面形貌和性能进行表征, 以光分解水产氢实验考察其光催化活性. 结果表明, Dy ³⁺∶YVO₄纳米枝与TiO₂纳米纤维相互交联构筑的纳米纤维网具有大比表面积, 可提供更多活性位点, 改善了多相光催化反应的传递过程; 稀土Dy ³⁺掺杂的YVO₄与TiO₂复合形成异质结相互促进, 在拓宽光谱响应范围、 提高太阳光利用率的同时使光生电子-空穴对得到较好分离, 从而提高了样品的光催化活性. 模拟太阳光照射下, Dy ³⁺∶YVO₄/TiO₂复合纤维光催化产氢速率达到8.63 mmol· h ^-1·g ^-1, 是纯TiO₂纳米纤维的10倍.     

金属镍掺杂改进纳米TiO2的表面增强拉曼散射性能

通过溶胶-水热法合成纯的和不同量Ni离子掺杂的TiO₂纳米粒子, 将其作为表面增强拉曼散射(SERS)活性基底, 研究了金属Ni掺杂对于纳米TiO₂ SERS性能的改进. 结果表明, 适量的Ni掺杂能够在纳米TiO₂的能隙中靠近导带底的位置形成丰富的掺杂能级, 促进TiO₂-to-molecule的电荷转移过程, 进而提高纳米TiO₂基底对吸附分子的SERS增强能力, 显著改进纳米TiO₂的SERS性能.     

流动注射分析在线研究Cr(Ⅵ)在纳米TiO2表面上的吸附动力学性质

用溶胶-凝聚法在不同的水解和热处理条件下制备了纳米尺寸的TiO₂微粉,所得的TiO₂表面性质迥异,粒径从几个纳米到数百个纳米,晶型也由低温煅烧的锐钛型转成高温处理时的金红石型.利用流动注射微柱富集在线分析方法对Cr(Ⅵ)离子在纳米TiO₂表面上的吸附动力学特性进行了原位表征.     

TiO2/石墨烯复合材料的光生电荷分离调控与光催化产氢性能研究

半导体光生电荷分离是光催化过程中的关键步骤之一,其效率极大地影响了最终光催化性能.将TiO₂纳米片与石墨烯复合,能够促进TiO₂中光生电子和空穴的分离,从而提高其光催化活性.为了研究光生电荷的分离对TiO₂/石墨烯复合材料光催化性能的影响,通过调控TiO₂纳米片的尺寸来调节TiO₂/石墨烯复合材料中光生电荷分离的能力,然后研究其对TiO₂/石墨烯复合材料光催化性能的影响.合成了一系列不同厚度的TiO₂纳米片,将其与石墨烯复合,并通过光沉积负载Pt纳米颗粒作为助催化剂,用于光催化产氢.实验结果显示,随着TiO₂纳米片厚度减小,其与石墨烯形成的复合结构的光催化性能显著提高.这主要是由于TiO₂纳米片厚度减小时,光生电子沿厚度方向穿过TiO₂纳米片迁移到石墨烯的距离缩短,从而减少了光生电子在迁移过程中与空穴的复合;同时TiO₂纳米片厚度减小使其比表面积增大,使得TiO₂/石墨烯界面面积增大,从而使石墨烯更好地分离出TiO₂中的光生电子,有更多的光生电子到达石墨烯参与催化反应,提高TiO₂/石墨烯复合材料的光催化性能.此研究表明通过控制TiO₂纳米片的尺寸来调控TiO₂/石墨烯复合材料中光生电子和空穴的分离,是显著提高其光催化性能的有效途径.     

吸附—光催化联用去除室内挥发性有机物*

多孔吸附剂吸附和纳米TiO₂光催化是目前室内挥发性有机物（VOCs）去除所采用的主要手段。但存在吸附剂容量有限、饱和失效、TiO₂光催化剂活性低、失活和负载困难等问题。多孔吸附剂与纳米TiO₂联用,通过TiO₂光催化作用可实现吸附剂的原位再生,增加吸附剂的吸附容量;通过多孔吸附剂的吸附作用可为TiO₂光催化提供高浓度污染环境,提高催化剂活性,抑制催化剂失活,消除水蒸气分子对TiO₂表面活性吸附位的竞争吸附,解决催化剂分离难题;从而实现对室内VOCs污染的高效深度净化。本文对近年来多孔吸附剂与纳米TiO₂光催化联用去除室内VOCs进行了综合评述。介绍了吸附—光催化联用去除室内VOCs的多孔吸附剂类型,吸附/光催化复合材料的制备方法及常用反应器,分析了吸附—光催化联用去除室内VOCs过程中水蒸气、催化剂失活对光催化的影响等问题。     

聚丙烯酸在纳米TiO2表面吸附行为的研究

讨论了聚丙烯酸在纳米TiO₂水悬浮体系中的吸附行为.红外光谱分析和吸附实验结果表明,纳米TiO₂通过氢键吸附PAA.PAA吸附量随着浓度的升高而增大直至饱和吸附量,且分子量越大,饱和吸附量越大.pH值增大,则饱和吸附量减小.在相同条件下,表面吸附层的厚度随PAA分子量、浓度和pH值增大而增大.这是由PAA在颗粒表面构型的变化所致.吸附PAA后的纳米TiO₂的表面电荷密度和ζ电位发生变化,pHiep值向低值方向移动.表面吸附自由能的计算结果说明,PAA在纳米TiO₂表面的吸附是自发过程.     

锐钛矿光催化降解苯酚:氟离子吸附的影响大于磷酸根

已知氟离子和磷酸根能加快锐钛矿和P25 TiO₂光催化降解苯酚等有机物，但作用机理仍存在争议.合成了不含无机阴离子的锐钛矿，并在其表面沉积0.52 wt% Pt（Pt/TiO₂）.在初始pH 5.2的水溶液中，99%的氟离子和磷酸根分别为F^-和H₂PO₄^-.加入0.1～30 mmol/L阴离子，苯酚的光催化降解速率常数（k_obs）都增大，证实了氟离子和磷酸根均具有正效应.有趣的是，k_obs增加倍数均与阴离子吸附量呈线性关系，其中氟离子的斜率大于磷酸根，而Pt/TiO₂的斜率大于TiO₂.这表明阴离子的正效应源于吸附于固体表面的阴离子，并且氟离子的活性大于磷酸根.（光）电化学测试表明，氟离子和磷酸根分别抑制和促进O₂还原，但它们都促进苯酚氧化.此外，氟离子和磷酸根分别使TiO₂平带电位移动-159 mV和89 mV.前者有利于TiO₂价带与苯酚发生轨道重叠，后者有利于TiO₂导带分别与O₂发生轨道重叠，进而加快界面电荷转移.由于阴离子广泛存在，该结果将有助于半导体光催化的机理研究及其环境应用.     

CeO2/TiO2复合纳米纤维的制备及光催化性能研究

采用静电纺丝技术和水热合成法制备了CeO₂/TiO₂复合纳米纤维. 利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和比表面积测定(BET)等分析测试手段对样品的形貌及结构进行了表征, 并以罗丹明B的脱色降解为模式反应, 考察了样品的光催化性能. 结果表明: CeO₂纳米粒子均匀地生长在TiO₂纳米纤维表面, 形成了异质结构的CeO₂/TiO₂复合纳米纤维光催化材料. 通过改变碱源, 可以得到不同形貌的CeO₂. CeO₂的存在增加了TiO₂纳米纤维的比表面积, 有效地实现TiO₂光生电子和空穴的分离, 增强了体系的量子效率, 与纯TiO₂纳米纤维相比光催化活性明显提高. 初步探讨了异质结的形成机理.     

类蛋结构的可磁分离光催化剂纳米球的制备及催化性能

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.     

CdS/TiO2复合纳米微粒的原位合成及性质研究

采用一种新方法,在TiO₂表面原位合成CdS纳米微粒,并用红外光谱跟踪了CdS/TiO₂复合纳米微粒的形成过程.紫外吸收光谱研究表明TiO₂对CdS纳米微粒的形成有很好的稳定作用,荧光光谱研究结果表明,这种纳米异质结构有着良好的电荷分离.     

Separation and Preconcentration of Trace Heavy Metal Ions with Nanometer-Size Titanium Dioxide (Anatase) and Determination by Fluorination Assisted ETV–ICP–AES with Slurry Sampling

The adsorption and vaporization of Cu²⁺, Mn²⁺, Cd²⁺, and Ni²⁺ on nanometer-size titanium dioxide (NSTD) was investigated. The optimized temperature and time of ashing and vaporizing, the most suitable pH, the concentration factors, adsorption isotherms, and static adsorption capacities of the ions on NSTD are obtained. The ions adsorbed on NSTD can be on-site directly determined with fluorination assisted electrothermal vaporization inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (FETV–ICP–AES) without elution through slurry sampling. The limits of detection of Cu²⁺, Mn²⁺, Cd²⁺, and Ni²⁺ are 0.08, 0.11, 0.24, and 0.32 ng, while the RSDs are 1.8, 2.6, 2.9, and 3.3%, respectively. The results are in agreement with those of reference samples.     

Adsorption behavior of noble metal ions (Au, Ag, Pd) on nanometer-size titanium dioxide with ICP-AES.

The adsorption behavior of gold (Au), silver (Ag) and palladium (Pd) on nanometer-size titanium dioxide (NSTD) at low concentrations was studied using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). A preconcentration procedure of the analytes was carried out using NSTD as a solid-phase extractant before their determination by ICP-AES. The optimum conditions for adsorption were studied in detail, and under the condition that Au, Ag and Pd ions could be adsorbed and recovered quantitatively. The static adsorption capacities of Au, Ag and Pd on NSTD were 22.63, 14.06 and 11.82 mg/g, respectively. For the elution of gold, silver and palladium, a mixture of 5% thiourea solution and 3 mol L(-1) HNO3 was used. The parameters tested included: pH conditions, contact time of the analytes with NSTD, flow rate, adsorption capacity and sorption kinetics. According to the definition of IUPAC, the detection limits (3sigma) of this method for Au, Ag and Pd with an enrichment factor of 50 were (0.016), (0.006) and (0.012) microg mL(-1), respectively, the relative standard deviations (RSD) were 8.7%, 4.5% and 7.4%, respectively (n = 6). Some geological samples were determined with satisfactory results.     

Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8材料的制备及在三效催化剂中的应用

采用共沉淀法制备了Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8(0≤x≤0.4)材料, 并对所制备的材料进行了X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)的表征, 测定了材料的比表面积(BET法)和储氧量(OSC), 同时采用氢气程序升温还原(H2-TPR)和氨气程序升温脱附(NH3-TPD)研究了材料的还原性能和表面酸性. 研究结果表明, Ce/Ti摩尔比大于1∶2的材料能形成立方萤石结构的固溶体, Ce/Ti摩尔比为1时, 材料表面Ce4+/Ce3+摩尔比达到最大; 随着Ce/Ti摩尔比的增大, 材料的储氧能力先增大后减小, 而TPR还原峰温则是先减小后增大, 当Ce/Ti摩尔比为1时, 材料的储氧量达到最大, 为660 μmol/g; 还原峰峰温最低, 为616 ℃. 以制备的材料为载体制备了一系列Pt/Ce0.1+xTi0.5-xAl0.2Y0.1La0.1O1.8三效催化剂, 并对催化剂进行了活性评价. 活性测试结果表明, 以Ce/Ti比为1的载体材料制成的催化剂对C3H8, CO和NO的起燃温度分别为236, 147和228 ℃, 表现出了优异的温度特性.     

The effect of palladium modifier on the efficiency of antimony hydride trapping in graphite furnace atomic absorption spectrometry (AAS)

A slurry fluorination electrothermal vaporization (ETV)-ICP-AES method for the determination of Cu and Cr in SiO₂ powders has been developed. A polytetrafluoroethylene (PTFE) emulsion is used as fluorinating reagent; the matrix (Si) is partially separated from the sample by selecting the ashing temperature and time to reduce the interference. Moreover, the vaporization behaviour has been investigated in detail. The detection limits are 1.1 ng/mL with 3.8% of RSD (Cu) and 1.6 ng/mL with 3.2% of RSD (Cr). The method is applied to analyze the SiO₂ powders with satisfactory results. Received: 6 January 1997 / Revised: 13 March 1997 / Accepted: 28 March 1997     

十氢萘气相氧化裂解制低碳烯烃的研究

十氢萘气相氧化裂解（GOC）与传统的热裂解工艺相比，O2的存在降低了十氢萘GOC反应的活化能，使反应在较低温度下具有高的反应性能；O2同时起到消除积炭的作用，提高体系的抗积炭能力。十氢萘GOC反应在较低温度下即可获得较高的液体收率；高温下由于十氢萘裂解深度较高，低碳烯烃收率可高于液体收率，在所得的液体中，芳烃，尤其是BTX（苯、甲苯和二甲苯）占主要部分。十氢萘GOC反应制备低碳烯烃的适宜反应条件为，700℃~800℃，停留<0.4s，烷氧摩尔比0.3~0.5，空气可代替纯氧进料。800℃，烷氧摩尔比0.5，停留0.4s，可获得37％左右的低碳烯烃收率和50%左右的液体收率（BTX收率为29％）。     

Determination of Mercury and Thallium in Seawater by Electrothermal Vaporization Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

Electrothermal vaporization inductively coupled plasma mass spectrometry (ETV‐ICP‐MS) has been applied to the determination of Hg and Tl in seawater samples. Various modifiers were tested for the best signal of these elements. After preliminary studies, 0.3% EDTA, 0.1%m/vTAC and 1% v/v HCl were added to the sample solution to work as the modifier. Since the sensitivities of Hg and Tl in various seawater matrices and aqueous standard solutions were quite different, standard addition method and isotope dilution method were used for the determination of Hg and Tl in these seawater samples. This method was applied to the determination of Hg and Tl in NASS‐4 and CASS‐3 reference seawater samples and seawater samples collected from the Kaohsiung area. Results obtained by isotope dilution method and method of standard additions agreed satisfactorily. Detection limits were in the range of 5‐15 and 0.4‐0.5 ng l^?1 for Hg and Tl in seawater, respectively, with the ETV‐ICP‐MS method. The precision between sample replicates was better than 18%) for all the determinations.     

非化学计量组成Ba_(1.03)Ce_(0.5)Zr_(0.4)La_(0.1)O_(3-α)的化学稳定性和离子导电性

用高温固相反应法合成了非化学计量组成的Ba1.03Ce0.5Zr0.4La0.1O3-α质子导体.粉末X射线衍射(XRD)结果表明,该材料为单一钙钛矿型BaCeO3斜方晶结构,在高温下、CO2或水蒸气气氛中具有较高的稳定性.扫描电子显微镜(SEM)观察分析表明,材料经1550℃烧结20h非常致密.在500～900℃温度范围内,用交流阻抗谱技术测定了材料在湿润氢气和湿润空气气氛中的电导率;用气体浓差电池方法测定了材料在湿润氢气、湿润空气气氛中和氢-空气燃料电池条件下的离子迁移数,研究了材料的离子导电特性,并与化学计量组成的BaCe0.5Zr0.4La0.1O3-α材料进行了比较.结果表明,在500～900℃温度范围内、湿润氢气气氛中,Ba1.03Ce0.5Zr0.4La0.1O3-α材料的质子迁移数为1,是一个纯质子导体.在湿润空气气氛中,材料的氧离子迁移数为0.688～0.170,质子迁移数为0.218～0.017,是一个氧离子、质子和电子空穴的混合导体.在氢-空气燃料电池条件下,材料的离子(氧离子+质子)迁移数为0.990～0.796,是一个氧离子、质子和电子的混合导体.与化学计量组成的BaCe0.5Zr0.4La0.1O3-α材料相比较,在相同实验条件下非化学计量组成的Ba1.03Ce0.5Zr0.4La0.1O3-α材料具有较高的电导率和离子迁移数.     

Cu掺杂对LaMnO3催化剂的结构和催化氧化性能的影响

采用非晶态多核配合的方法合成了La1-xCuxMnO3(x=0、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)系列催化剂, 并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、比表面测定仪(BET)等手段对催化剂的微观结构进行了表征. 研究了Cu掺杂对钙钛矿结构及其对CO催化氧化发光性能及催化氧化CO、CH4性能的影响规律. 结果表明, 当x≤0.1 时, Cu掺杂仍可形成单相的钙钛矿结构; 当x>0.1时, 过量掺杂的Cu以CuO杂相存在. Cu掺杂可改善La1-xCuxMnO3催化剂对CO和CH4的催化氧化活性. 经700 ℃焙烧3 h制备的La0.9Cu0.1MnO3催化剂具有最高CO催化氧化活性(T100%=170 ℃), 该结果与CO催化氧化发光结果一致.而La0.95Cu0.05MnO3催化剂对CH4的催化氧化活性最高(T95%=705 ℃).     

贮氢电极合金ZrCr_(0.4)Mn_(0.2)V_(0.1)Co_(0.1)Ni_(1.2)高温电化学性能的研究

研究了AB2型Laves相贮氢电极合金ZrCr0.4Mn0.2V0.1Co0.1Ni1.2在不同温度下的放电容量、活化、高倍率和自放电等电化学性能.实验表明:25℃下,合金电极经13次循环后其最大放电容量为336mAh/g,在70℃下,仅需4次循环就达到298mAh/g;该合金在70℃,300mA/g电流下的高倍率放电性能比25℃时提高了约16%,但自放电性能却从3%/d下降到17%/d,虽然温度升高,合金的循环性能有所下降,但还是相当稳定的.这主要是因为循环过程中合金表面形成的氧化膜阻碍了合金元素进一步溶解造成的.     

Electrothermal volatilization of aluminum as 1-phenyl-3-methyl-4-benzoylpyrazolone[5] chelate for gaseous sample introduction in ICP-AES

Based on gaseous compound introduction as 1-phenyl-3-methyl-4-benzoylpyrazolone[5](PMBP) chelate of aluminum by electrothermal vaporization in ICP-AES, a method for determination of trace aluminum was developed. Trace aluminum was vaporized at temperature of 1000 degrees C, and the vaporization behavior of aluminum chelate was detailedly investigated. Under the optimum conditions, the detection limit of aluminum was 0.6 ng ml(-1), and the relative standard deviation for 0.1 mug ml(-1) aluminum was 4.7% (n=8). The proposed method was applied to the determination of trace aluminum in rice flour reference materials, and the results well agreed with the reference values.