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光催化产氢可以直接将太阳能转化为化学能,是非常有前景的产氢技术之一.然而,光催化产氢的瓶颈在于如何提高光催化产氢效率和光催化剂的稳定性,以及降低产氢成本.因此,开发廉价、易于制备的产氢光催化剂引起人们广泛关注.作为一种非金属半导体光催化剂,石墨相氮化碳(g-C_3N_4)具有良好的物理化学性质,如良好的化学和热稳定性、极佳的光电性能、强的抗氧化能力等.更为重要的是,g-C_3N_4具有合适的能带结构,能够利用可见光.因此,g-C_3N_4已广泛应用于光催化降解、空气净化、光解水和光催化CO2还原等领域.然而,体相g-C_3N_4仍然暴露出一些缺点,例如比表面积小、光生电子-空穴对的复合率高和反应动力学差等.将体相g-C_3N_4剥离成g-C_3N_4纳米薄片是提高光催化效率的有效方法.薄层g-C_3N_4纳米片具有较高的比表面积,比体相的g-C_3N_4有更好的光生电子-空穴对分离效率.为了进一步提高g-C_3N_4的光催化性能,本文通过在薄层g-C_3N_4表面均匀分散Au纳米颗粒来控制电荷载流子的流动.并通过光催化产氢和污染物降解来评估金/薄层氮化碳(Au/monolayer g-C_3N_4)复合材料的光催化性能.所有的Au/薄层g-C_3N_4复合材料均显示出优于体相g-C_3N_4的光催化性能,其中1%Au/薄层g-C_3N_4复合光催化剂具有最高的产氢速率(565μmol g.1h.1),且具有最佳的污染物降解能力.这主要归结于热电子的注入,而不是肖特基结.Au纳米颗粒的成功引入带来了表面等离子共振(SPR)效应,SPR效应不仅能够提高光吸收效率,而且能够带来高效的热电子转移途径.热电子是从Au纳米颗粒表面注入到薄层g-C_3N_4纳米片的导带上.因此,Au/薄层g-C_3N_4复合光催化剂具有更高的光生电子-空穴对迁移和分离效率,以及更低的光生电子-空穴对复合几率.采用紫外可见光谱(UV-Vis)、光致发光光谱(PL)、光电流和阻抗等表征手段研究了Au/薄层g-C_3N_4复合光催化剂性能提升的原因.结果表明,相比于薄层g-C_3N_4纳米片,Au/薄层g-C_3N_4复合光催化剂具有更好的光电性能,因而光催化活性更高.此外,与薄层g-C_3N_4纳米片的光电流强度相比,Au/薄层g-C_3N_4复合光催化剂的光电流强度没有发生改变,这表明薄层g-C_3N_4纳米片导带上的光生电子不可能转移到Au纳米颗粒的表面.也就是说,肖特基结并没有参与到电子转移过程中,因此推测出整个光催化反应是热电子注入在起作用 相似文献
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印染废水具有水量大、色度高、难生化降解、有毒有害物质多等特点;另外抗生素废水的大量排放对水生和陆地生态系统带来了危害.光催化可有效降解有机物,因而被广泛研究和应用,其多以半导体作为光催化剂.ZnO因价廉、无毒、来源广、光催化活性高而广受关注.但是,由于其带隙较宽,只能被紫外光激发,对太阳光的利用率低,且易发生光腐蚀,光稳定性较差,从而大大降低了光催化活性,不利于其应用.将ZnO与其他半导体复合是改善其光催化活性的最有效方法之一.铋基光催化剂一直是光催化领域的研究热点,作为无机半导体纳米晶之一,Bi_2WO_6具有无毒性、适当的带隙和优异的光催化性能,因而得到广泛关注.本文将Bi_2WO_6复合到ZnO上以降低ZnO带隙能,提高其对太阳能的转换,降低电子-空穴的复合几率,促进电荷转移的有效分离,从而提高ZnO的光催化性能.本文采用两步水热法合成了一种异质结的花状Bi_2WO_6/ZnO复合材料.通过降解亚甲基蓝(MB)和四环素,研究了其光催化性能.结果表明,该Bi_2WO_6/ZnO复合材料对MB和四环素具有优异的光催化活性,对它们的光降解效率分别是纯ZnO的246和4500倍,相应地,对这两种污染物的光降解率分别是纯ZnO的120和200倍.活性因子捕获实验结果显示,超氧自由基在光催化降解过程中起主要作用,其次是羟基自由基和光生空穴.采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、紫外-可见漫反射、N_2吸附脱附、X射线光电子能谱、荧光光谱、光电流等方法对材料的形态结构、孔结构、化学组成、带隙能、光吸收性质、载流子复合效率等进行了分析.复合后Bi_2WO_6/ZnO的形貌为微米尺寸纳米结构的花状绒球,直径约为4μm,带隙能量从3.2 eV降为2.6 eV.Bi_2WO_6/ZnO为介孔结构,复合后比表面积为原来的4.98倍.所制备的Bi_2WO_6/ZnO光催化剂比纯Bi_2WO_6和ZnO颗粒具有更高的瞬态光电流密度(约为4.5μA).综上,Bi_2WO_6和ZnO成功复合形成了异质结,降低了ZnO的禁带宽度,促进了电子和空穴的有效分离,从而提高了其光催化活性. 相似文献
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64.
树脂吸附法分离纯化桑叶总黄酮——(Ⅱ)动态法分离桑叶总黄酮的工艺条件及数学模拟 总被引:4,自引:1,他引:3
考察了H103树脂固定床吸附分离桑叶总黄酮的工艺参数,并对吸附工艺进行了数学模拟和比较.实验结果表明,H103树脂固定床吸附分离桑叶总黄酮在上样浓度6.05mg/mL时,以9mL/min上样,吸附完全后用60%乙醇以4.5mL/min流速洗脱,桑叶总黄酮产品的回收率为90.57%,纯度为76.33%,建立的固定床吸附模型为预测固定床吸附桑叶水提液中桑叶黄酮达到穿透点时间及固定床吸附容量提供了准确、快捷的方法. 相似文献
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WANG Jun ZHAO Hui WU Fuan YANG Kedi . College of Biological Environmental Engineering Jiangsu University of Science Technology Zhenjiang China . Sericultural Research Institute Chinese Academy of Agricultural Science Zhenjiang China . College of Chemistry Chemical Engineering Guanxi University Nanning China 《离子交换与吸附》2008,(2)
采用大孔吸附树脂法从桑叶水提液中分离黄酮类化合物。通过比较10种大孔吸附树脂对桑叶水提液中总黄酮的吸附特性及机理,发现H103树脂对桑叶总黄酮吸附量大、洗脱容易、吸附速度快,是一种良好的桑叶总黄酮吸附剂。实验表明,H103树脂吸附桑叶黄酮的适宜上样浓度为6.05mg/mL,吸附动力学符合Bangham模型,吸附过程符合内扩散模型。 相似文献
66.
针对传统的DEA模型在评估过程中并未考虑决策者对相关指标权重的偏好,将最优最差方法(BWM)嵌入到传统DEA模型中,基于决策者偏好排序的判断矩阵,构建一种含有偏好的DEA-BWM评价方法。首先在保持传统DEA方法的优势基础上,构建了CCR-BWM评价模型对各DMU进行评价。同时考虑为了便于各决策单元在统一权重基础上相互比较,构建了CSW-BWM公共权重模型。另外考虑决策单元自评和互评,构建了NCE-BWM中立型交叉效率。然后采用min-max方法分别将上述三种多目标评价模型转换为单目标线性规划进行求解。最后,选择一组算例对三种模型的有效性与合理性进行验证。 相似文献
67.
为解决供应链系统中信息时滞和不对称问题,加快推动区块链技术在供应链管理中的创新发展,本文运用控制理论构建由分销商和零售商组成的二级供应链系统控制模型,引入区块链技术影响下的信息校正因子,推导系统的传递函数,通过MATLAB仿真不同需求信号下的订单可变性和库存波动。仿真结果表明:(1)区块链技术的应用提高了库存系统的精准性和稳定性;(2)高库存可变性伴随着高订单可变性;(3)指数平滑系数和区块链技术影响下的信息校正因子有效抑制供应链中的牛鞭效应;(4)信息延迟时间越长,区块链技术影响下的信息校正因子对控制系统的抑制作用越显著。本研究量化了区块链技术对供应链中牛鞭效应的影响,提高了供应链系统的精准性和稳定性,丰富了区块链技术在供应链管理中的应用,为企业管理者提供新的研究思路。 相似文献
68.
研究具有多包传输、时变采样周期和未知干扰输入的Lipschitz非线性网络控制系统的故障检测问题。利用主动变采样周期的方法将多包传输的非线性连续网络控制系统建模为离散切换系统,设计基于观测器的鲁棒故障检测滤波器构造残差产生系统,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术,给出了使闭环系统渐近稳定的充分条件及故障检测滤波器的增益矩阵。最后运用仿真算例说明了故障检测滤波器的残差产生系统对故障具有敏感性,同时对外部扰动输入具有鲁棒性。 相似文献
69.
采用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函(B3LYP)方法, 在6-31 G基组水平上对C20四聚体进行了几何参数全优化, 得到了基态构型, 并对其稳定性、电子结构、极化率和芳香性进行了计算研究. 结果表明: C20碳笼以[2+2]加成方式结合形成C20四聚体, 具有良好的热力学稳定性; C原子内部以sp2的方式杂化, C原子之间有少量电荷转移; C20 四聚体的IR和Raman光谱都有较多的振动峰; 随碳笼数的增加, C20聚合物中原子间的成键相互作用随之增强; C20四聚体具有芳香性. 相似文献
70.
总结两个保守映象不可逆地分段连续链接(称为类耗散系统)以及一个保守映象与一个耗散映象不可逆地分段连续链接(称为半耗散系统)情况下得到的五项共同动力学特征:不连续边界象集构成的随机网成为唯一的混沌轨道;由于某些相点具有两个逆象而导致的相空间塌缩(类耗散);由于系统的不连续不可逆性质而出现的胖分形禁区网;在具有吸引子共存时占据不连续边界象集随机网和胖分形禁区网区域的点滴状吸引域以及由此导致的吸引子不可预言性;即使在传统强耗散存在的情况下点滴状吸引域仍由类耗散机制主宰.以一个累积-触发电路为例,说明这五项系统动
关键词:
随机网
禁区网
点滴状吸引域 相似文献