石墨烯/电气石/二氧化钛复合材料的制备及其光催化降解异丙醇性能

光催化是一种理想的应对全球能源短缺和环境污染问题的绿色化学技术,可以实现有机物降解、水分解和二氧化碳光还原等.光催化反应效率受诸多因素影响,其中光生载流子(电子和空穴)的分离和传输具有至关重要的作用.以往研究表明,构筑多元复合光催化材料体系有利于光生电子和空穴有效分离和传递,促进催化剂表面的还原和氧化反应,从而提高其光催化效率.基于以上考虑,我们提出了一种新型的石墨烯/电气石/TiO2三元复合光催化材料体系,其中TiO2因其价格低廉、无毒和抗光腐蚀等优点而被广泛用作光催化材料;石墨烯(G)拥有独特的二维结构、高的电子迁移率、大的比表面积,是一种优异的催化剂载体;电气石(T)的一个重要性质是表面存在自发极化的静电场,该静电场将会影响光激发载流子的分离、传递和光催化反应过程.利用水热法合成了不同成分的石墨烯/电气石/TiO2三元复合材料体系.为了对比研究石墨烯表面电荷性质的影响,其中一组的石墨烯(氧化石墨)为直接采用改良的Hummers法所制备,其表面带负电;另一组的石墨烯经聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)修饰,使其表面带正电.X射线衍射结果显示,三元复合材料中TiO2为锐钛矿相,其结晶性没有因为与石墨烯和电气石的复合而受到影响.扫描和透射电子显微分析表明,TiO2的平均颗粒大小为15 nm左右,并且与石墨烯和电气石均匀复合.傅里叶变换红外光谱和zeta电位表征分析证实,PDDA可以有效地对石墨烯进行功能化改性,使其表面带正电.紫外-可见分光光谱显示,石墨烯/电气石/TiO2三元复合材料与TiO2的吸收带边一致,复合材料中石墨烯和电气石并没有改变TiO2的光吸收特征.光催化降解异丙醇实验表明,石墨烯/电气石/TiO2三元复合材料优于单纯的TiO2、石墨烯/TiO2以及电气石/TiO2二元复合材料,当石墨烯和电气石的质量百分比分别为0.5%和5%时,三元复合材料降解异丙醇产生丙酮的速率达到最高(223μmol/h).特别值得指出的是,由表面带负电的石墨烯组成的复合材料比由带正电荷的PDDA-石墨烯组成的复合材料具有更高的光催化性能,原因如下:在水溶液中显示正zeta电位值的TiO2与带负电的石墨烯/电气石复合物静电吸引而均匀紧密复合,有利于TiO2中光生电子和空穴的快速分离和传递,从而使得石墨烯/电气石/TiO2三元复合材料具有较高的光催化性能;而带正电的PDDA-石墨烯/电气石复合物和TiO2颗粒相互排斥而不宜复合,导致PDDA-石墨烯基复合材料的光催化活性降低.机理研究揭示,在三元复合材料光催化降解异丙醇的反应中起主要作用的是光生电子和空穴.基于以上研究结果,我们提出了三元复合材料光催化降解异丙醇的反应机理.     

空气源热泵空调器制热量测量不确定度评定

分析并筛选了空气焓值法测量制热量测定不确定度的主要来源,通过数学模型进行不确定度的A类评定和B类分析,推导和建立了静压差、焓值、空气比容、空气湿度等制热量不确定度主要分量的数学模型,通过实验数据评定了制热量不确定度。采用极限取值评定复杂不确定度分量,为制热量不确定度评定提供了一种简便可靠的方式。     

二甲基乙醚低温氧化中关键中间体(HOOCH2OC(=O)H)的分解反应机理

在QCISD(T)/CBS//B3LYP/6-311++G(d,p)方法的基础上计算了DME(二甲基乙醚)低温氧化的中间体HPMF(HOOCH₂OC(=O)H)的分解路径, 并且结合变分过渡态理论及RRKM/主方程求解了温度以及压力依赖的动力学速率. 计算结果表明,除了脱OH的直接解离路径之外,HPMF将经过异构分解生成甲酸及CH₂OO中间体. 新的动力学数据的结果证实了CH₂OO 路径是不容忽略的. 这条分解路径将会降低整个模型的低温氧化活性. 同时从化学本质上去分析了HPMF的化学结构以及电子效应,进一步解释及验证了计算结果的合理性.     

水化学离子对溶解有机物三维荧光光谱影响及分类预处理方法

三维荧光光谱在水环境原位监测领域具有广阔的应用前景。但由于其预处理方法简单,不能完全排除水环境中水化学离子的干扰,会降低水质识别结果的准确性。目前尚无相关研究对这种干扰情况进行分类。为定量解释天然水环境中水化学离子对溶解性有机质(DOM)荧光特性的干扰,本研究以腐殖酸为研究对象,设置不投加离子为对照,其他样品中分别投加3种离子浓度(1～100mg·L^-1)的9种水化学离子(Na⁺、 Cl^-、 NO^-₃、 Ca²⁺、 Mg²⁺、 K⁺、 CO₃^2-、 HCO^-₃、 SO₄^2-)。通过平行因子法和区域积分法对不同离子浓度下DOM荧光光谱数据进行解析,得到水化学离子对DOM荧光特性(荧光区域积分、组分最大荧光强度、荧光参数)的影响。根据对荧光特性的影响程度,采用系统聚类分类方法,将水化学离...     

不同相对分子质量羟乙基纤维素对甲维盐微胶囊制备的影响

采用原位聚合法以三聚氰胺-甲醛树脂为壁材制备了甲维盐微胶囊。 探讨了不同黏均相对分子质量羟乙基纤维素作为乳化剂对微胶囊表面形貌、粒径及其分布、包覆率与载药量的影响,对使用不同黏均相对分子质量羟乙基纤维素作为乳化剂制备的微胶囊的释放性能进行了表征。 结果表明,以相对分子质量较小的羟乙基纤维素制备的微胶囊外形规则、致密且无黏连现象。 随羟乙基纤维素黏均相对分子质量的增加所得微胶囊的平均粒径及粒径分布逐渐增大,包覆率与载药量逐渐减小。 释放性能的研究表明,采用相对分子质量较小的羟乙基纤维素制备的微胶囊的释放性能较好。     

带加速因子的线性方程组通用性迭代解法程序实现

本文用C语言实现了带加速因子的线性方程组通用性迭代解法，并通过若干测试用例对该算法进行了验证。测试结果表明：该算法对任意相容线性代数方程组均收敛，且收敛速度较快。     

ZnAPO-5分子筛的合成、表征及正己烷催化裂解反应活性

采用静态水热法合成了含有不同锌含量的锌铝磷酸盐分子筛（ZnAPO-5）,利用XRD、SEM、N2-吸附、MAS-NMR及ICP-AES等方法对合成的ZnAPO-5分子筛进行了表征。研究结果表明在选定的合成条件下,可以合成出AFI结构类型的ZnAPO-5分子筛,合成的ZnAPO-5分子筛结晶度较高,具有规整的六方棱柱晶体外形,杂原子同晶取代为锌取代骨架元素铝。ZnAPO-5分子筛上的正己烷催化裂解反应活性评价结果显示在反应温度为723 K~823 K时正己烷的催化裂解呈中等反应活性,正己烷的转化率随反应温度和接触时间的增加而增加,正己烷的浓度项反应级数为1,裂解反应表观速率常数随反应温度的升高而增大,且遵从Arrhenius公式;由裂解产物分布可知,在选定的实验条件下该反应以单分子反应为主。     

负载型V_2O_5/TiO_2催化剂表面分散状态和性质对氨选择性催化还原NO性能的影响(英文)

采用多种物理化学手段研究了不同负载量V2O5/TiO2催化剂的VOx物种分散状态、表面酸性、可还原性及其选择性催化还原(SCR)NO性能.结果表明,V2O5在锐钛矿TiO2表面的实测单层分散容量约为1.14mmol V/100m2TiO2,与"嵌入模型"的估算值相符,表明分散态的钒离子应键合在TiO2表面的八面体空位上.随着V2O5负载量的增加,V2O5/TiO2催化剂上NO转化频率(TOF)先急剧增加,至0.70mmol V/100m2TiO2(略超过分散容量的一半)时达到极大(约8.3×10-3s-1),然后又急剧下降;同时,孤立VOx物种可能倾向于分散在相邻的八面体空位上,且通过V-O-V化学键相连形成聚合的VOx物种,V-O-V键所占比例增加而V-O-Ti键所占比例减小,催化剂表面单位钒离子的Brnsted酸中心量增加,故催化剂的TOF急剧增加.随着负载量进一步增加,虽然催化剂表面单位钒离子的Brnsted酸中心量仍缓慢增加,但V-O-Ti键所占比例减少,导致钒离子的可还原性下降,另外,分散容量以上时晶相V2O5的形成也导致钒离子表面利用率下降,从而导致催化剂的TOF下降.桥式Brnsted酸位(V-O(H)-V)也是SCR反应活性中心之一,不同负载量V2O5/TiO2催化剂上SCR活性与表面VOx物种的分散状态、表面酸性和钒离子可还原性密切相关.     

气相色谱法测定土壤中乙虫腈的不确定度评定

根据《化学分析中不确定度的评估指南》提供的不确定度分析思路,对气相色谱法测定土壤中乙虫腈的不确定度进行了评估,分析了影响测量不确定度的各个因素。对实际土壤样品中的乙虫腈残留量进行了测定,得到乙虫腈农药残留量为(1.75±0.15)mg/kg,置信概率为95%,k=2。     

MCM-41分子筛担载纳米TiO2复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶胶.凝胶法将TiO2担载在介孔MCM-41分子筛上,制备了不同TiO2含量的系列TiO2/MCM-41复合材料,利用X射线衍射、N2吸附、紫外-可见光谱和透射电镜等方法对其进行表征.TiO2的晶型为锐钛矿相,复合材料的比表面积和孔体积随其中TiO2担载量(复合材料中TiO2与MCM-41的质量比)的增加而减小,TiO2的平均粒径随其担载量的增加而增大.以罗丹明B的光催化降解为探针反应,评价了TiO2/MCM-41复合材料的光催化降解活性.结果表明,在紫外光照射下,罗丹明B在该复合材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学,复合材料对罗丹明B的光催化降解活性明显高于商用TiO2(P-25),复合材料的光催化降解活性由复合材料的吸附能力和所含TiO2的光催化活性共同决定.