ZnO纳米粒子多相催化n-C7H16-SO2气相光化学反应的研究

利用自制的ZnO纳米粒子和商品的ZnO粒子，研究了ZnO粒子多相催化n-C6H16- SO2的气相光化学反应。利用气相色谱－质谱联用仪（GC／MS）和气相色谱仪（GC ）对反应物n-C6H16和SO2以及主要气相产物3－庚酮进行了定量分析，考察了不同 条件下它们的降解和产生趋势，初步探讨了氧气和水蒸气对ZnO粒子多相催化n- C7H16-SO2气相光化学反应的影响，并对反应的一些现象作了描述及相应的说明。 结果表明，无论有无氧化存在，ZnO粒子均能够对n-C7H16-SO2的气相光化学反应起 一定的催化作用，但是有氧气的催化活性比无氧气的高。这可能说明了ZnO的光催 化作用主要与生成的活性氧物种（O^*)有关，同时光致空穴（h^+）也能够直接引 发氧化反应；虽然ZnO纳米粒子的光催化活性随着焙烧温度的升高而降低，但是均 比商品的高。而在模拟大气的条件下，ZnO纳米粒子对n-C7H16SO2的气相光化学反 应有很大的影响，大大地促进了n-C7H16和SO2的降解，这说明ZnO纳米粒子的存在 对大气中SO2－烃的气相光化学反应的影响是不容忽视的。此外，对ZnO粒子多相催 化n-C7H16-SO2气相光化学反应的机理进行了探讨。     

ZnO和TiO2粒子的光催化活性及其失活与再生

 利用XRD，TEM，BET和UV－Vis等测试技术对商品的ZnO及TiO2和纳米ZnO及TiO2粒子进行了表征．无论是商品的还是纳米的，在光催化氧化降解气相n－C7H16和SO2及液相苯酚的反应中，TiO2均表现出比ZnO高的光催化活性，并从光腐蚀性和表面电荷两方面分析了其原因．在光催化氧化降解n－C7H16的反应中，ZnO粒子易失活，而TiO2粒子不易失活．但是，在光催化氧化降解SO2的反应中，ZnO和TiO2粒子均易失活．SPS和XPS测试结果表明，光催化剂表面的导电类型由反应前的n型变成了失活后的p型．这主要是由于反应产物发生吸附所致．失活后的光催化剂可以通过浸洗和干燥再生．     

表面修饰DBS基团对TiO2气相光催化性能的影响

采用溶胶-水热法直接获得表面修饰十二烷基苯磺酸钠(DBS)分子基团的TiO2纳米粒子, 并考察了DBS表面修饰对纳米TiO2光催化氧化降解气相n-C5H12反应的活性和寿命的影响, 并利用表面光电压(SPS)谱和光致发光(PL)光谱等方法研究了DBS表面修饰的影响机制. 结果表明, 表面修饰DBS分子基团能够抑制TiO2纳米微晶生长, 促进纳米TiO2分散, 增强吸附性和提高光生电荷分离, 使光催化活性显著提高. 但寿命并未下降, 这与TiO2和DBS基团的光稳定性有关. 动力学研究结果表明, TiO2光催化氧化n-C5H12反应遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型, 为准一级反应.     

水热法制备ZnO纳米棒及其光催化性能研究

以Zn(acac)2.H2O为单源前驱体,采用水热法在140℃条件下制备了ZnO纳米棒,并用XRD、SEM、TEM等测试手段对其进行了表征。利用紫外—可见分光光度计测试了其光吸收性能,发现ZnO纳米棒对200-400 nm波长范围的光有很强的吸收性,在可见光范围内,也有较强的吸收。以ZnO纳米棒为光催化剂对有机染料酸性红4B进行了光催化降解实验,并研究了光源、污水浓度对ZnO纳米棒光催化氧化效果的影响。研究结果表明,在日光照射180 min后,对酸性红4B的降解率接近100%。     

纳米SnO2／ZnO复合氧化物的制备及制备条件对光催化性能的影响

以SnCl4·5H2O、ZnSO4·7H2O、NH3·H2O为原料,采用共沉淀法制备出纳米SnO2/ZnO复合光催化剂,以降解甲基橙为模型反应,考察了不同条件制备的复合氧化物的光催化活性,并用TEM、XRD测试手段对其进行了表征。结果表明,ZnO复合SnO2后,光催化活性明显提高,但是焙烧温度超过900℃后,其光催化活性又大大降低。     

Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子的制备、表征及光催化活性

 用焙烧前驱物碱式碳酸锌的方法制备了ZnO纳米粒子，采用光还原沉积贵金属的方法制备了Pd／ZnO和Ag／ZnO复合纳米粒子，并利用ICP，XRD，TEM和XPS等测试技术对样品进行了表征，初步探讨了贵金属在ZnO纳米粒子表面形成原子簇的原因．以光催化氧化气相正庚烷为模型反应，考察了样品的光催化活性以及贵金属沉积量对催化剂活性的影响．结果表明：沉积适量的贵金属，ZnO纳米粒子光催化剂的活性大幅度提高．同时，深入探讨了表面沉积贵金属的ZnO纳米粒子光催化剂活性有所提高的内在原因．     

Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子的SPS和XPS研究

用焙烧前驱物碱式碳酸锌的方法制备了ZnO纳米粒子，采用光还原沉积贵金属的方法分别得到了质量分数为0.5％的Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子，并利用XRD、TEM、XPS和SPS等测试技术对样品进行表征.初步探讨了贵金属在ZnO纳米粒子表面形成原子簇的原因及沉积贵金属对ZnO纳米粒子表面光电压信号的影响.以光催化氧化气相正庚烷为模型反应，考察了沉积贵金属对ZnO纳米粒子光催化活性的影响，并探讨了光催化活性有所提高的内在原因.结果表明， ZnO纳米粒子沉积贵金属后，其表面光电压信号明显下降，而光催化活性却大大地提高，这说明可以通过表面光电压谱的测试来初步的评估纳米粒子的光催化活性，即粒子的表面光电压信号越弱，其光催化活性越高.     

ZnO超微粒子光催化氧化SO2的研究

 利用ZnO光催化技术对SO2氧化进行了研究．结果表明，在一定的\r\n反应条件下，ZnO超微粒子光催化SO2氧化的转化率较高，320℃下焙烧\r\n的ZnO超微粒子上SO2氧化的转化率高达99％．考察了氧和水蒸气分压等\r\n因素对SO2氧化反应的影响．用化学法对气态和凝聚态产物SO3进行了定\r\n性分析，并对SO2光催化氧化反应动力学行为及机理进行了探讨．     

不同阴/阳离子表面活性剂复配体系的缔合结构研究

测定了十二烷基磺酸钠(AS)/十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇(n-C4H9OH)/正庚烷(n-C7H16)/水(H2O),十二烷基硫酸钠(SDS)/十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇(n-C4H9OH)/正庚烷(n-C7H16)/水(H2O)体系的微乳液正四面体相图,并用电导法划分了AS/CTAB/n-C4H9OH/n-C7H16/H2O体系微乳液的结构(W/O,B.C.和O/W);同时研究AS/CTAB/n-C4H9OH/n-C7H16/H2O/盐类(NaCl,CaCl2或AlCl3)体系和SDS/CTAB/n-C4H9OH/n-C7H16/H2O/盐类(NaCl,CaCl2或AlCl3)体系形成中相微乳的盐宽,从中得出上述两体系中相微乳的盐宽随盐类阳离子价态的增大而的规律。     

ZnO纳米粒子的表面光电压谱和光催化性能

采用焙烧前驱物碱式碳酸锌的方法制备了不同粒径的ZnO纳米粒子，而用粒径 最小的作为光催化剂，通过光还原过程分别得了贵金属质量分数为0.5%和0.75%的 Pd/ZnO或Ag/ZnO复合纳米粒子。利用XRD，TEM，XPS，SPS和EFISPS等测试技术对样 品进行了表征，并通过光催化氧化气相正庚烷评估了样品的光催化活性，考察了微 晶尺寸和贵金属Pd或Ag的沉积对ZnO纳米粒子表面光电压信号以及光催化活性的影 响，探讨了样品表面光电压谱与其光催化活性的关系，说明了可以通过表面光电压 谱的测试来初步地评估纳米粒子的光催化活性。结果表明：随着ZnO纳米微晶尺寸 的减小，其SPS信号强度逐渐变弱，而光催化活性逐渐升高；沉积适量的贵金属Pd 或Ag后，ZnO纳米粒子的SPS信号强度明显下降，而其光催化活性却有所升高。此外 ，对ZnO纳米粒子光催化剂的失活机理进行了分析。     

Relationships of surface oxygen vacancies with photoluminescence and photocatalytic performance of ZnO nanoparticles

ZnO is one of important semiconductor materials,applied widely in the fields such as the cerams, piezo-electric sensors, catalysts and luminescence apparatus.ZnO nanoparticles not only are ideal materials to pre-pare newly electronic apparatus[1], but als…     

O／W微乳液对Zn（Ⅱ）—PAR的增敏作用

研究了十六烷基三甲基溴化铵９ＣＴＭＡＢ）／正戊醇／正庾烷／水组成的阳离子型Ｏ／Ｗ微乳液对以４－（２－吡啶偶氮）间苯二醇（ＰＡＲ）为显色剂，光度法测定锌的增敏作用。结果，方法简便、快速，与相应的胶束体系为介质比较，提高了测定灵敏度，结果可靠。通过对显色剂在水－微乳液和在水－胶束相中分配系数的测定，初步了微乳液的增敏作用机理。     

烷基-全氟酰氧基氮氧自由基——全氟酰基过氧化物与脂肪族伯、仲胺单电子转移反应的EPR研究

EPR研究表明,全氟酰基过氧化物在室温下可将脂肪族仲胺氧化成相应的稳定双烷基氮氧自由基。它们与RNH₂的氧化反应是单电子转移过程,生成烷基-全氟酰氧基氮氧自由基RN(O^·)OCOR_F;当R为叔烷基时,还生成RN(O^·)R、RN(O^·)H、RN(O^·)R_F和RN(O^·)R_F′(R_F′=R_F-CF₂)等4种稳定性差别很大的氮氧自由基。EPR研究结果揭示了该反应机理的重要信息。     

甲醛光催化氧化的反应机理

采用程序升温脱附（TPD）, 电子自旋共振（ESR）及自旋捕获 电子自旋共振(ST ESR)等物理方法对甲醛光催化氧化过程中,反应物的吸附状态、自由基中间物种及反应机理 进行了研究.结果表明,在光催化氧化空气中微量甲醛的反应条件下,吸附在催化剂表面的空 气中的氧气被光生电子还原为•O－2,微量水被空穴氧化为•OH.二者为甲醛的深度氧化提供了高活性的氧化剂.甲醛是通过中间产物甲酸而氧化为终点 产物二氧化碳的.     

TiO2和ZnO表面CO光催化氧化活性研究

在TiO2和ZnO表面CO光催化氧化研究中发现,365 nm紫外光照下TiO2表面无活性,而ZnO表面却有明显的CO光催化氧化活性.研究表明,主要是由于紫外光照下,ZnO光分解而TiO2没有光分解,从而在表面产生不同吸附形态的氧所致.而且,ZnO表面CO光催化氧化反应活性可在27 h内保持稳定,暗示气相光催化反应中,ZnO不会因为光腐蚀而使其催化活性降低.     

水蒸气对有机污染物微波光催化氧化反应的影响

 以C2H4和C2HCl3为模型有机污染物,考察了不同反应条件下水蒸\r\n气对微波催化反应性能的影响．结果表明,水蒸气的存在是影响微波光\r\n催化反应性能的重要因素．由于微波对物质的极化作用不同,在加水的\r\n微波光催化反应过程中微波能量主要被水吸收,微波场对水的脱附有利\r\n于提高加水条件下C2H4微波光催化氧化活性,但不利于需要水的C2HCl\r\n3氧化反应的进行．     

活性炭负载TiO2光催化氧化二苯并噻吩的研究

以活性炭负载的TiO2为光催化剂,H2O2为氧化剂,30W紫外灯为光源,对含二苯并噻吩（DBT）的模型硫化物进行光催化氧化脱硫研究。考察了TiO2的煅烧温度、负载量、催化剂用量、H2O2用量和光照时间对DBT去除率的影响。实验结果表明,用溶胶 凝胶法制备的TiO2 /活性炭催化剂对DBT具有很好的光催化效果。最佳反应条件为,催化剂煅烧温度400℃,TiO2的负载量为32％,催化剂用量0.7g/100mL, H2O2最佳用量为10mL,即O/S（摩尔比）为14。在最佳反应条件下,光照时间8h,DBT去除率为90％, 此反应为一级动力学反应。     

烷烃类分子对NCO(A2∑+)自由基的猝灭

采用激光光解-激光诱导荧光(LP-LIF)的方法,用266 nm激光光解CHBr3分子产生CH自由基,再与N2O继续反应作为NCO自由基的产生源,用438.6 nm激光将电子基态X2∏i(0010)的NCO激励到激发态A2∑+(00°0)上,通过检测激发态NCO时间分辨荧光信号,测得室温(298 K)下NCO(A2∑+)被烷烃类分子猝灭的实验结果,获得了A2∑+(00°0)态猝灭速率常数.实验发现,随着烷烃分子中C-H键数增加,其猝灭截面也近线性增加,但随着分子体积增大,这种增加趋缓.