光催化分解水制备氢气和过氧化氢

过氧化氢不仅是一种广泛应用于化学合成、消毒、废水处理及纸浆漂白等领域的高价值化学品,还是一种具有潜力的能源载体.此外,过氧化氢燃料电池因其结构简单而受到广泛关注.蒽醌法是工业生产过氧化氢的传统方法,但是这种方法不仅能耗高,而且生产过程会造成严重的环境问题.因此,通过环保并且低成本的工艺直接合成过氧化氢具有重要研究意义.以太阳能为动力的光催化法生产过氧化氢被认为是最有前景的方法之一.目前,光催化已在制氢、二氧化碳还原和水处理等诸多领域取得了重要进展.但是,利用光催化分解水制备过氧化氢的研究还非常少.尽管通过光催化还原氧气可以制备过氧化氢,但是通过分解水同时制备高价值过氧化氢和氢气更具有吸引力.在本项工作中,我们利用Pt/TiO_2(锐钛矿)光催化剂在没有牺牲剂的条件下实现了高效产氢和过氧化氢,氢气和过氧化氢的生成速率分别达到7410和5096μmol g~(–1) h~(–1) (第一小时),远高于市售的Pt/TiO_2 (锐钛矿)体系和文献报道数值.本文采用X射线光电子能谱(XPS)、电子自旋共振(ESR)和荧光标记法等表征手段研究了Pt/TiO_2上同时生成氢气和过氧化氢的催化机理.XPS测试结果表明, Pt/TiO_2在光照射1 h后, XPS信号发生明显变化.与其他样品相比,物理吸附水和羟基的峰明显增加.因此,我们推测羟基和物理吸附水对过氧化氢的生成具有重要影响.进一步采用电子自旋共振(ESR)和荧光标记法对羟基进行了测量.ESR结果显示,紫外光照60 s即可检测到羟基捕获剂与羟基的结合物5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide-OH(DMPO-OH)的特征峰.此外,在体系中加入荧光标记分子对苯二甲酸(TANa)后也可以迅速检测到2-羟基对苯二甲酸(TAOH)在422 nm处明显的荧光信号.因此, ESR和荧光结果均表明所产生的羟基自由基在过氧化氢形成中起着重要作用.上述结果表明,在本体系中氢气和过氧化氢的生成遵循两电子转移过程.与传统全分解水体系生成氢气和氧气相比,两电子转移过程比四电子过程更容易发生.因此,光催化水氧化制过氧化氢是实现大规模生产氢气和过氧化氢的一种很有前景的方法.     

原子转移自由基聚合接枝改性木质素

木质素是仅次于纤维素的第二大生物质资源, 是自然界中唯一的可再生芳香族化合物资源。长久以来, 木质素的难以充分利用是掣肘生物化工产业的一个重大问题。近年来, 原子转移自由基聚合接枝改性成为木质素高值化利用的一个重要方法, 可制备获得不同结构、性能各异的木质素接枝改性材料。本文从单体种类、催化剂、材料的结构与性能等方面, 介绍了原子转移自由基聚合接枝改性木质素的研究进展, 并对该领域的发展前景与挑战进行了探讨。     

芳纶的合成与改性

芳纶具有优异的力学性能、良好的耐化学腐蚀性和耐磨性,在军工、航天、运动器材以及防护用具等领域具有广泛应用.然而,芳纶的传统合成工艺放热剧烈,溶剂毒性强,材料的溶解性和加工性欠佳,限制了芳纶的制备与应用.本文总结了近年来正戊烷缩聚法、非水悬浮缩聚法、离子液体法和微通道反应器法等芳纶合成的系列新方法,与此同时还介绍了芳纶改...     

掺Yb3+晶体宽带可调谐激光输出特性

三块掺杂率均为5%的Yb3+激光晶体Yb:LSO、Yb:GSO和Yb:GYSO在完全相同的实验条件下由同一块熔融石英棱镜实现了可调谐激光的输出,调谐范围分别为70 nm、66 nm和74 nm.在输出镜透过率为6%时,LSO晶体的光-光转换效率为38.3%;GSO晶体在三者中容易获得更长波长的高功率输出;GYSO晶体由于具有较为平滑的调谐曲线而更容易获得锁模激光.     

和静绿洲景观格局特征分析

基于景观生态学空间格局理论分析和静绿洲景观格局．选用和静县1999年LANDSAT TM影像，运用ARC／INFO对影像进行目视判读和数字化工作．利用景观统计软件Fragstats For Arcview分别计算一些常用的景观指数．通过运用景观空间理论对景观指数进行分析，得出和静绿洲总体景观格局特征．     

带扩散扰动项的风险模型

引入一个新的概念—标准索赔额 ,在文 [3]的基础上建立一种新的风险过程并研究其破产概率。     

超高速撞击2A12铝过程中铝原子的光谱辐射特征

为了揭示超高速撞击2A12铝中铝原子的光谱辐射特征,利用建立的二级轻气炮加载系统和光谱仪采集系统,采集3种不同实验条件下的光谱辐射强度并结合量子力学对2A12铝靶中铝原子的能级理论进行了描述。在Al原子球形壳层中发现,电子的相对几率4πr2R2随相对原子中心的距离r变化的图形具有波动性的特点,电子在能级及其附近运动;原子核周围的电子在能级轨道出现的几率最大,电子在能级轨道周围出现的几率较小;Al的原子光谱都出现一定的展宽,验证了电子的能级跃迁释放或吸收能量的几率亦随原子中电子的位置波动变化。实验结果还表明:随着碰撞速度的增大,在Al原子光谱中波长较小谱线的辐射强度增加较快,波长较长谱线的辐射强度增加缓慢。     

新型醋酸优力司特衍生物的合成

以3,20-双(亚乙二氧基)-17α-羟基-5α,10α-环氧-19-去甲基孕甾-9(11)-烯为起始原料,与芳基溴经格氏加成反应得3,20-双(亚乙二氧基)-5α,17α-羟基-11β-芳基-19-去甲基孕甾-9-烯(3a~3f);3a~3f经羰基脱保护、水分子消除和乙酰化反应合成了6个新型的醋酸优力司特衍生物,其结构经1H NMR,IR,MS和HR-ESIMS表征。     

聚酯酰胺的合成

聚（酯酰胺）（PEA）的主链中同时具有酯键和酰胺键,兼具了聚酯（polyester）的生物降解性和相容性以及聚酰胺（polyamide）优异的机械性能,在药物控释、组织工程以及热塑性弹性体等领域应用广泛。缩合聚合是合成聚酯酰胺最初的方法,近年来开环聚合（ROP）成为制备聚酯酰胺的主要策略,本文从环状单体均聚、环状单体共聚、环状单体和线形单体共聚等方面总结了聚酯酰胺合成的研究进展。同时,介绍了基于多组分聚合反应（MCP）的新合成方法,并对聚酯酰胺材料的发展进行了探讨和展望。     

高速碰撞诱发闪光辐射温度的测量及误差分析

为实现对高速碰撞诱发的闪光辐射温度进行实验测量及误差分析,建立了二级轻气炮加载系统及闪光辐射温度测量系统。采用聚碳酸酯弹丸分别以6 km/s、3.9 km/s的速度垂直撞击2A12铝靶,利用瞬态光纤高温计采集闪光信号,通过比色法计算不同碰撞条件下的闪光辐射强度及辐射温度。依据普朗克辐射定律计算了不同波长及温度条件下的闪光辐射强度理论值,与实验测量结果相比较并进行了误差分析;分别采用双色测温法的不同波长组合及四色测温法计算了闪光辐射温度及其平均温度,通过计算标准差分析了波长的选取对闪光辐射温度的影响。结果表明：与理论计算结果相比较,实验测量得到的闪光辐射强度值偏低,采用双色测温法计算闪光辐射温度时波长的选取对计算结果影响很大,波长间隔越大计算结果误差越小（误差最小值实验No.1为68.25 K,实验No.2为30.67 K）;四色测温法计算得到的闪光辐射温度与平均温度相近（误差实验No.1为72.88 K,实验No.2为63.66 K）,因此采用比色法计算闪光辐射温度时应尽量选取大间隔波长或多个波长参与计算以降低误差。