源于功函数差异的界面内建电场调控载流子定向分离的作用机制研究

近年来,由有机污染物和重金属引起的水污染对人类健康、生态系统和社会可持续发展构成了严重威胁.而光催化技术以其高效、低成本、节能、无二次污染等优点成为解决日益严重的环境污染问题的一个极具吸引力的策略.众所周知,宽光谱吸收、高效载流子分离和快速的表面反应动力学是高性能光催化剂所必备的基本条件.而多孔TiO2空心球具有以下结构优势:(1)成本低、无毒、氧化还原电位适中、物理化学性质稳定;(2)中空结构有利于入射光多重散射,而且大表面积可以暴露更多的活性位点;(3)多孔结构有利于传质过程.但是,窄光谱吸收和低的光生载流子分离效率严重阻碍了空心结构TiO2的实际应用.因此,通过耦合窄带隙半导体构建异质结光催化剂可以有效提高光吸收和促进光生电荷的分离.窄带隙(Eg=2.18–2.44 eV)半导体材料SnS2具有无毒、化学性质稳定、低成本和宽谱响应等诸多优点.若将超薄SnS2纳米片锚定生长在多孔TiO2空心球表面,将对异质结的光催化性能产生显著的影响.一方面,分级结构的空心球具有高可见光捕获率;另一方面,超薄SnS2纳米片具有更短的载流子扩散距离,从而有效地抑制光生载流子在催化剂体相内部复合.然而,由于其能带结构的限制,二元TiO2/SnS2复合材料很容易形成嵌入式I型异质结,在很大程度上降低了光催化氧化还原能力.此外,在光催化剂表面聚集的光生电子和空穴容易发生随机性复合.因此,迫切需要通过引入界面驱动力来调节表面载流子的分离和转移.众多研究表明,通过化学功能化可以实现对还原氧化石墨烯(rGO)的能带结构、功函数、电导率、亲水性和光学性质的调控.功能化的rGO可以作为优良的空穴提取材料,在rGO两侧分别耦合不同能级结构的半导体光催化材料,通过异质界面能级和功函数差异带来的界面内建电场,精确调控光生载流子在界面间的空间分离和定向迁移.基于上述分析,本文通过改进的"硅保护煅烧"方法合成了分级多孔SnS2/rGO/TiO2空心球异质结光催化剂.分级多孔空心球的结构优势不仅增强其光捕获能力,而且为光氧化还原反应提供了丰富的活性位点.特别是,在TiO2和SnS2纳米薄片之间嵌入的rGO中间层可以作为空穴注入层.由不同功函数导致的界面内建电场可以精确地调控光生空穴从SnS2纳米薄片的价带向rGO空穴注入层定向迁移,显著延长了光生载流子的寿命.在可见光照射下,负载2 wt％rGO的分级多孔SnS2/rGO/TiO2空心球异质结光催化剂对罗丹明B染料的降解率可达97.3％,对Cr(VI)的还原效率可达97.09％.此外,经过六个周期的循环实验,该异质结催化降解罗丹明B和还原Cr(VI)的效率没有明显降低,表现出较好的光催化稳定性.     

人工放射性核素236U的分析方法进展及其应用

铀-236是一种重要的人工放射性核素, 是三种天然铀同位素之外可以应用在环境示踪、核应急、核取证以及核保障中的一种铀同位素. 人工²³⁶U主要是由核燃料²³⁵U经过中子照射后吸收中子产生, 因此, 不同“年龄”阶段核燃料中的²³⁶U和其他同位素的比值(指纹特征)截然不同. 同时不同反应堆类型中相应指纹特征也不尽相同. 通过监测核燃料、可疑核材料以及环境样品中不同²³⁶U/²³⁸U、²³⁶U/²³⁵U同位素比值等指纹特征即可确认反应堆运行状况、追溯核材料来源出处, 甚至可以开展放射性核污染物在环境中的迁移模拟等问题. 铀-236属于低丰度同位素, 其在核样品和环境样品中含量极低, 因此, 精确测定其同位素比值对²³⁶U在环境示踪、核应急、核取证以及核保障中的应用尤为重要. 本综述中, 作者总结了近年来痕量²³⁶U测定时样品前处理和检测分析技术的发展, 尤其着重于²³⁶U同位素比值的质谱检测技术的发展, 以及²³⁶U在核保障和环境中的示踪应用的研究进展. 最后, 对痕量²³⁶U检测和应用方面的研究提出展望.     

钨/低活化钢钎焊用铁基非晶钎料与接头微结构

为了连接W和CLF-1 RAFM钢,设计出由低活化元素组成的Fe-B-Si、Fe-B-Si-Sn、Fe-B-Si-Cr-(Sn)、Fe-B-Si-P-(Cr,Sn)、Fe-B-Si-Mn-(Ga,Sn)和Fe-B-Si-(Cr,Mn,Ga,Ta,Sn)系列Fe基非晶钎料,结合熔体快淬技术制备出非晶合金箔带,并对W/CLF-1 RAFM钢接头微结构进行了对比研究。采用X-射线衍射仪对箔带样品与焊缝进行了相鉴定;通过差热分析测量了非晶箔带的熔化温度和液相线温度;利用光学金相和电子探针分析了焊缝组织形貌和元素分布。结果表明,利用Fe-B-Si、Fe-B-Si-Cr和Fe-B-Si-Mn-Sn非晶钎料可获得结构完整的W/CLF-1钢接头;前两种钎料得到的焊缝组织基体相为α-Fe固溶体,而含Mn钎料形成的焊缝基体为马氏体组织;在高温钎焊过程中,这些Fe基非晶钎料中的高B含量促使FeWB、FeW2B2和Fe3B型金属间化合物在焊缝中形成,并有效地阻止了W元素向低活化钢基体长程扩散。所设计的低活化Fe基非晶钎料可用于W和低活化钢的连接和接头性能研究。     

(±)-2-甲基-5-羟基-2-(4'-甲基-3'-戊烯基)-二氢-1-苯并吡喃黄烷酮的全合成

以2,4,6-三羟基苯乙酮和柠檬醛为起始原料,经环化、保护酚羟基、羟醛缩合、脱保护、催化环化等反应以5.9%的总产率完成了天然产物(±)-2-甲基-5-羟基-2-(4'-甲基-3'-戊烯基)-二氢-1-苯并吡喃黄烷酮的全合成,其结构经1H NMR,13C NMR和HR-ESI-MS确证。     

Aliquat336络合萃取NdFeB盐酸浸出液中铁、钴的研究

NdFeB废料湿法回收技术中常采用中和除铁后萃取分离的方式进行酸浸液中有价元素的有效回收,传统方式工艺过程中不可避免的存在有价元素损失、二次废水污染的问题。基于绿色环保理念,优化现有工艺流程,探索一种离子液体萃取分离Fe/Co的方法,使Fe,Co元素能够较好分离,实现NdFeB废料的绿色回收。基于未经稀释的离子液体Aliquat336在高氯酸度条件下萃取Fe,Co不萃取稀土的特点,通过NH₄~+,Cl~-含量的调节,可实现Fe萃取的同时Co仍位于水相中,最终达到Fe,Co,稀土的分离。Fe在萃取过程中与Aliquat336的结合能力更强,因此较短的反应时间即可达到萃取平衡,这也是Fe能够优先萃取的重要原因之一。经实验得Fe与Aliquat336的萃取机制为离子络合,络合比为1∶1,相关FTIR(傅里叶红外光谱仪)表征显示Co与Aliquat336的萃取机制与Fe相同。由于Aliquat336萃取Co时可能是以较为复杂的钴铵氯络离子的形式进行的,因此在优先萃取Fe后需补充一定量的NH₄~+,Cl~-才能实现Co的萃取。经相关实验得：在实际NdF...     

定步长的连续极小化方法...

求解非线性方程组Ｆ（ｘ）＝０可转化为求非线性最小二乘问题ｍｉｎ１／２Ｆ（ｘ）＾ＴＦ（ｘ）的极小点。文章提出了一种求解上述非线性最小二乘问题的连续极小化方法，方法给出确定的步长，并证明具有整体和线性的收敛性。两个数值例子说明了方法的优越性。     

γ相亚稳态Mn的制备和研究

过渡金属及其合金的磁性是一个长期存在争议的问题。同种元素但晶体结构不同的材料具有不同的原子间距和势场对称性,因而可能会造成电子态和磁性方面的差别.制备同一磁性金属的多种亚稳态结构,并对其电子态和磁性进行研究,有助于加深人们对金属磁性的理解,具有重要的理论意义. 金属Mn具有多种单晶结构.室温下体单晶的稳定结构(α相)是复杂立方结构(A12),它在温度低于100K时具有反铁磁性.β相Mn是存在于高温下的另一种复杂立方结构(A13),通过高温淬火可以获得它在室温下的亚稳态相,一般认为β相Mn不具有磁有序结构.γ相和δ相Mn分别具有面…     

一种新型的化学离子敏：（1）一次性血液电解质钾,钠测试卡片的研…

新型的一次性化学离子敏钾、钠测试卡片，是基于离子选择电极原理设计制作的一种电化学传感器。它由测量电池装置、敏感膜、接触衬底和盐桥等构件组装而成。采用两点电位测量法。具有一次性使用、简便、快速、精确度高、成本低等优点，对样品不必作预处理，避免了匀叉污染，克服了ＩＳＥ重现性差、固有漂移等缺点，发挥了ＩＳＥ选择性好、准确度高等优点。     

ALE中的重映算法

介绍了二维非结构网格上的守恒重映算法，重点是基于SFB／DC思想的通量重映算法。用统一的公式表示不同的单元量重映算法，包括原始的贡献网格法、Barth—Jespersen方法、最小二乘法，不同算法间的区别体现为梯度求法的差异。对于交错网格上速度的重映，介绍了SALE和HIS算法。此外，为保证重映算法的有界性，引入了修补方法。     

排序原理在微积分中的一些应用

利用排序原理证明了数列{(1 1/n)~n}收敛性,级数∑(n!e~n)/(n~n p)在p≤3/2时是发散的和几个不等式。