WO3/ZnO复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用沉淀-研磨法制备了一系列不同WO3含量的WO3/ZnO复合光催化剂,应用N2物理吸附、X射线衍射、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱和光致发光谱等手段对催化剂进行了表征,并以λ=365nm的紫外光为光源,评价了该催化剂光催化降解酸性橙Ⅱ的活性,考察了WO3的复合对WO3/ZnO样品光催化性能的影响.结果表...     

阴离子配位化合物[Cl包含Pt（bpt）4]Cl（bpt=氮,氮′-双（3-吡啶甲基）-2-硫脲）的制备与研究

本文介绍了阴离子配位化合物[Cl包含Pt（bpt）4]Cl（bpt=氮,氮′-双（3-吡啶甲基）-2-硫脲）的合成,采用X-射线单晶衍射、核磁共振和质谱等手段进行了表征,并讨论了相应结果.晶体结构揭示Pt（bpt）4阴离子受体可以形成锥形构型并通过多重氢键和静电作用在形成的空腔内部包结一个Cl^-离子,四个硫脲基团中所含的N原子与Cl离子之间形成了四重N—H…Cl^-氢键（3.49～3.81 A）.被包裹的Cl^-离子与中心Pt原子之间的距离约为3.52A.以此配合物为基础,我们进一步研究了基于该阴离子配合物的8个自由吡啶基团与8当量的四苯基锌（Ⅱ）卟啉（ZnPr）之间的二级配位组装行为.     

丝素氨基酸寡肽链生长过程中的尺寸效应

运用密度泛函理论,对甘氨酸丙氨酸依次交替组成的13 条丝素寡肽链进行结构优化,并计算了平均结合能、偶极矩,绘出寡肽链的振动红外光谱. 计算结果发现,随着寡肽链的生长,平均结合能单调变化,典型官能团的红外特征峰均发生频移. 但官能团的伸缩振动和弯曲振动表现出相反的红移和蓝移趋势. 揭示出丝素氨基肽链的物理化学性质在生长过程存在尺寸效应及各向异性. 该现象源于同类官能团之间的耦合效应,以及分子内氢键作用对伸缩振动和弯曲振动具有不同的影响. 关键词： 寡肽 红外光谱 尺寸效应 奇偶效应     

非水反相高效液相色谱法测定海藻中3种叶黄素类化合物

建立了非水反相高效液相色谱测定不同种类海藻中3种叶黄素类化合物的方法。采用超声波辅助提取海藻中的叶黄素类化合物,选用Alltima C18色谱柱分离,以甲醇-乙腈-丙酮为流动相系统,梯度洗脱分离,检测波长445 nm。结果表明,在选定的色谱条件下,待分析的3种叶黄素类化合物与其他化合物分离良好,在一定浓度范围内线性关系良好(紫黄素:6.24～624μg/L,环氧玉米黄素:4.56～456μg/L,玉米黄素:5.60～560μg/L)。该方法适用于不同海洋藻类中3种叶黄素类化合物的定量分析。     

可用于环境修复的半导体光催化剂及其改性策略研究进展

多相光催化技术作为一种直接利用太阳光降解多种污染物的先进氧化工艺在环境修复领域的研究中引起了广泛关注.在多相光催化过程中,半导体材料在太阳光的激发下,其强大的氧化/还原能力可快速高效降解各种污染物.研究者通常根据环境中污染物的状态和种类选择合适的半导体材料及修饰策略,构建高效多相光催化体系,探究光催化材料在环境修复中的...     

工艺参数扰动下互连线时延的随机点匹配评估算法

提出了一种基于工艺参数扰动的随机点匹配时延评估算法.该算法通过Cholesky分解将具有强相关性的工艺随机扰动转化为独立随机变量,并结合随机点匹配方法和多项式混沌理论对耦合随机互连线模型进行时延分析.最后,利用数值计算方法给出互连时延的有限维表达式.仿真实验结果表明,该算法与HSPICE仿真时延的相对误差不超过2%,且相比于HSPICE显著降低了电路模拟时间. 关键词： 工艺参数扰动 随机互连模型 随机点匹配方法 多项式混沌理论     

杰出的物理学家

本刊第35期刊登过18位“杰出的物理学家”;现从2005年12月《The Physics Teacher》附页上介绍另20位杰出的物理学家。这一翻译工作是由东南大学吴健雄学院05级和软件学院05级学生共同完成的，他们分别是张勇、叶兆宁老师于2005年秋季开设的“双语物理导论”课程的学生。这些是学生们的课外作业。最后由老师审改定稿。[编按]     

有机催化靛红衍生酮亚胺与噁唑酮的不对称Mannich型加成反应

研究了手性磷酸催化的靛红衍生酮亚胺与噁唑酮的不对称Mannich型加成反应, 以良好至优秀的收率(高达97%)、 对映选择性(高达99% e.e.)以及非对映选择性(均>20∶1 d.r.)得到一系列含噁唑酮骨架的手性3,3′-二取代氧化吲哚化合物. 该反应可以进行扩大化和衍生反应.     

追踪SrTiO3/CoP/Mo2C纳米纤维中的电荷转移路径以增强光催化产生太阳燃料

光催化产生太阳燃料因其低成本和零碳排放而成为解决能源危机的研究热点,但光激发载流子对的快速体相复合是需要解决的根本问题.本文在钛酸锶(SrTiO₃)纳米纤维上嵌入磷化钴(CoP)和碳化钼(Mo₂C)构筑了双助催化剂体系.与纯SrTiO₃纳米纤维和二元样品相比,双助催化剂体系显著提高了析氢和二氧化碳还原性能.双助催化剂体系有利于有效促进空间电荷分离并提高光催化性能.此外,SrTiO₃与助催化剂之间形成肖特基结,使光激发电子从SrTiO₃快速转移到助催化剂,实现了光激发电子的有效分离并延长了光激发电子寿命.通过原位辐照X射线光电子能谱测试(ISI-XPS)确定了SrTiO₃和助催化剂之间的电子转移路线,根据紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)和紫外光电子能谱(UPS)提出了SrTiO₃和助催化剂的能带结构.结果表明,双助催化剂促进了电荷分离并增强了光催化性能.扫描电镜、透射电镜、高分辨透射电镜及其对应的元素分布结果表明,成功构筑了双助催化剂体系,且助催化剂的引入未影响SrTiO₃纳米纤维的结构.SrTiO₃纯样品表现出较低的光催化产氢活性,引入CoP后产氢性能得到提升并在CoP负载量为6%时达到最高.电化学测试、光致发光测试和瞬态光电压测试表明,引入CoP后的复合样品电化学性能得到提升,表现出更及时的电荷分离、更低的起始电位、更低的载流子复合率以及更长的载流子寿命.进一步在SrTiO₃纳米纤维上嵌入CoP和Mo₂C,构筑双助催化剂体系,其光催化产氢活性显著提升.同时,得益于SrTiO₃独特的能带位置,该双催化剂体系也表现出良好的二氧化碳还原性能.采用ISI-XPS,UPS,UV-VisDRS等研究了双助催化剂的催化机理以及电子转移路径.UPS和UV-VisDRS结果表明,SrTiO₃具有较高的功函数,CoP的功函数较低,Mo₂C的功函数位于SrTiO₃和CoP之间,因此电子倾向于从SrTiO₃的导带流向Mo₂C再流向CoP,同时形成肖特基势垒使得电子难以流回SrTiO₃,从而实现载流子的及时分离以及延长电子寿命.此外,ISI-XPS的结合能大小变化表明,电子是从SrTiO₃流到Mo₂C再流向CoP.综上,本文制备了双助催化剂修饰的SrTiO₃纳米纤维,证明了CoP和Mo₂C在改性宽带隙半导体中的作用,并证实了SrTiO₃和助催化剂之间光激发载流子的有效空间分离,探索了光激发电子在双助催化剂体系间的流向,为后续研究提供了理论依据和探索思路.     

新型光催化异质结:S型异质结

太阳能是最丰富的清洁和可再生能源,光催化技术在太阳能利用中具有很大潜力,这有赖于高效半导体光催化剂的设计制备.然而,单一光催化剂效率很低,主要是光生电子和空穴的强库伦吸引力导致它们快速复合.此外,单一光催化剂也很难同时具有宽光谱吸收和足够的氧化还原能力.为了解决这一问题,构建异质结光催化剂成为一种有效途径,因为它可以实现光生电子和空穴在空间上的有效分离.针对传统的Ⅱ型和Z型异质结在动力学和热力学方面的缺陷,2019年由武汉理工大学余家国教授团队提出梯形异质这一新型异质结概念.对于Ⅱ型异质结,热力学和动力学分析表明光生载流子的转移机理不正确.热力学和动力学分析表明光生载流子的转移机理不正确.而Z型异质结系统主要包括传统、全固态和直接Z型异质结三种类型.对于前两种异质结,它们的界面电子转移存在理论问题.传统Z型异质结利用氧化还原电对,而电子受体和给体更容易从与其具有较大的电势差的半导体接受或给予电子.全固态Z型异质结利用导体,比如导电金属或碳材料,取代氧化还原电对,从而使其应用范围由液态扩展到固态.然而通过进一步分析,它的电荷传输也有漏洞.首先,界面的肖特基势垒抑制电荷持续传输,此外,全固态Z型异质结中的导体与传统Z型中氧化还原电对的作用如出一辙.因此,传统Z型的问题在这里也依旧存在.总的来说,Ⅱ型、传统和全固态Z型都面临相同的问题,就是光生电子和空穴拥有较弱的还原和氧化能力,而S型异质结则与它们截然不同.该异质结由氧化型和还原型光催化剂组成,内建电场、能带弯曲和库仑力三大作用促使氧化型的光生电子与还原型的光生空穴复合,同时阻止氧化型的光生空穴与还原型的光生电子转移.最终,电子和空穴分别具有高的还原和氧化能力.由于其优越性,S型异质结在各种光催化应用中引起了广泛的兴趣,包括产氢、二氧化碳还原、污染物降解和灭菌等领域.而S型异质结机理可以用X射线光电子能谱、电子顺磁共振和原子力显微镜进行表征.S型异质结崭露头角,未来发展可期.