金红石相TiO_2纳米棒的氢化处理及其光催化活性

以钛酸四丁酯为钛源,通过盐酸调制的水热法制备出了具有棒状结构的金红石相纳米TiO2,并进一步进行高温氢化处理.采用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),紫外-可见-近红外漫反射(UV-Vis-NIR DRS),电子顺磁共振(EPR)和表面光伏(SPS)等测试手段对样品进行表征,以气相乙醛和液相苯酚为目标污染物考察催化剂的光催化活性.结果表明:随着高温氢化处理时间的延长,TiO2样品的可见光吸收逐渐增强,其颜色逐渐由白色转变成灰色,这主要与引入的Ti3+/氧空位缺陷有关.表面光电压谱和羟基自由基测试表明,适当时间的氢化处理有利于光生电荷的分离.在光催化氧化降解气相乙醛和液相苯酚过程中,经适当时间氢化处理的样品表现出高的可见光催化活性.并且可见光催化活性的规律与紫外光下的是一致的.这是因为氢化处理后在导带底下方引入了缺陷能级,拓展了可见光响应.过度的氢化处理会在TiO2导带下方引入较低的缺陷能级,使光生电荷的复合加剧,导致光催化活性降低.     

含邻苯二酚基团微凝胶的合成及其硝酸根离子响应特性

刺激响应微凝胶有望用于捕获水体中硝酸根离子,并允许材料自身的再生循环使用,但如何实现高效捕获水体中硝酸根离子颇具挑战性.本工作合成了单体2,3-二羟基-N-(2-甲基烯丙基)苯甲酰胺,并将其与苯乙烯、4-氯甲基苯乙烯、二乙烯基苯共聚,制得含邻苯二酚基团微凝胶.随着硝酸根离子浓度(以氮计)在0～40.0 mg/L范围内逐渐增大,浊度法表征表明在常温22℃下微凝胶水溶液消光度呈现持续增大趋势,而动态光散射法表征表明微凝胶粒径减小,即发生收缩.色谱法表征表明,微凝胶对硝酸根离子具有较好吸附性能,最大吸附容量达54.2 mg/g,即使对低浓度硝酸根离子(≤10 mg/L)也可在10 min内达到吸附平衡,有望用于废水处理.     

可再生纤维素/环糊精聚合物对水中亚甲基蓝吸附行为

利用甘蔗渣提取纤维素修饰环糊精聚合物,成功制备可再生纤维素/环糊精聚合物（SUG-EPI-CDP）吸附剂。采用傅利叶红外光谱仪（FT-IR）与热重分析仪（TGA）对材料进行表征,同时考察了该材料对水中亚甲基蓝（MB）吸附特性和机理的影响。结果表明：在溶液pH值为7、温度为30 ℃的条件下,SUG-EPI-CDP可在120 min内有效去除MB,去除率达80.9%。通过模型拟合发现,SUG-EPI-CDP对MB的吸附是自发且吸热的过程,符合准二阶动力学方程和Langmuir等温线模型。该吸附剂实验最大吸附量达8.1 mg/g,远高于其他废料所制备的吸附剂。结果表明,利用可再生纤维素修饰可有效提高环糊精聚合物的吸附性能,同时为甘蔗渣资源化利用提供了新途径。     

疏水/亲水大孔聚二乙烯基苯/聚(N-2-氨基乙基丙烯酰胺)IPN树脂的合成及对水杨酸吸附性能研究

采用分步悬浮聚合法制备了聚二乙烯基苯/聚丙烯酸甲酯(PDVB/PMA)大孔互穿聚合物网络,将其中的聚丙烯酸甲酯用乙二胺氨解,合成了具有疏水/亲水性能的聚二乙烯基苯/聚(N-2-氨基乙基丙烯酰胺)(PDVB/PNAEAM)大孔互穿聚合物网络(IPN);测定了该树脂的孔结构、含水量、弱碱交换量和溶胀性能;测定了该树脂对水杨酸在不同温度下的吸附等温线,利用热力学函数关系计算出了吸附焓、自由能和熵.推测PDVB/PNAEAM IPN树脂中疏水性的PDVB一网具有疏水作用吸附能力、亲水性的PNAEAM一网具有氢键作用吸附能力.动态吸附及脱附实验表明湿态PDVB/PNAEAM IPN树脂对水溶液中水杨酸的饱和吸附量达到46.1mg/mL.树脂可以通过4%NaOH溶液再生.PDVB/PNAEAM IPN树脂在分离工业废水中水杨酸等芳香有机酸有良好的应用前景.     

CuO/SBA-15催化剂上巴豆醛选择性加氢

通过γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APTS)偶联与Cu2 离子络合两步法将CuO负载到介孔分子筛SBA-15上,制得CuO/SBA-15催化剂,考察了催化剂的巴豆醛选择性加氢反应性能.通过X射线粉末衍射、氮气吸脱附和程序升温还原(TPR)技术对催化剂进行了表征.结果表明,SBA-15分子筛负载CuO后保持原有的介孔结构,但是孔容和比面表积随着CuO负载量的增大而下降.TPR结果表明CuO/SBA-15系列催化剂有三种CuO物种:高分散CuO、晶相CuO和进入SBA-15分子筛骨架的Cu2 .高分散CuO物种对巴豆醛加氢反应的催化活性最高,晶相CuO物种次之,而进入SBA-15分子筛骨架的Cu2 物种几乎没有活性.     

疏水/亲水性大孔聚二乙烯基苯/聚丙烯酰乙二胺互贯网络的合成及对水溶液中双酚A的吸附研究

采用分步悬浮聚合法制备了由大孔聚二乙烯基苯和聚丙烯酸甲酯组成的聚合物互贯网络(Interpenetrating polymer networks IPN),经过乙二胺氨解,得到由疏水性的大孔聚二乙烯基苯和亲水性的聚丙烯酰乙二胺组成的聚合物互贯网络(polydivinylbenzene/polyacrylethylenediamine IPN即PDVB/PAEM IPN),测定了合成的IPN的物理和化学结构,研究了PDVB/PAEM IPN对pH 6.5的水溶液中双酚A (Bisphenol A即BPA)的吸附性能.结果表明,合成的PDVB/PAEM IPN是含有氨基和酰胺基的多孔性IPN;树脂对水溶液申双酚A的等量吸附焓在20kJ/mol～50kJ/mol之间;动态吸附及脱附实验表明,湿态PDVB/PAEM IPN树脂对水溶液中双酚A的饱和吸附量达到约30mg/mL.树脂可以通过乙醇再生.     

溶胶-凝胶法制备的纳米PrOy-ZrO2固溶体的表层和体相结构

用改进的柠檬酸溶胶-凝胶法制备了纳米PrOy-ZrO2固溶体. 采用XRD, Raman和TEM等技术对纳米PrOy-ZrO2进行了表征. 结果表明, 改进的柠檬酸溶胶-凝胶法制备的PrOy-ZrO2固溶体于650 ℃焙烧后晶粒大小在5~10 nm之间; 于950 ℃焙烧(Pr>16%)后晶粒大小在20 nm左右. Pr能有效地使ZrO2稳定在四方或立方晶相. 随Pr含量的增加, PrOy-ZrO2固溶体的物相结构从单斜相逐步向四方和立方相转变. XRD和Raman得到的物相结构的差别表明, PrOy-ZrO2固溶体表层和体相结构存在不一致性, 随Pr含量增加, 体相逐步按照m→t→c的物相转变, 表层按照m→t→t"的物相转变. 表层更易生成低对称性和无序结构.     

非标记电化学DNA杂交指示剂

电化学DNA杂交检测技术因其快速、灵敏、低消耗和易于操作等优点而在临床医学、环境监测和药物分析等领域受到普遍关注。电化学DNA杂交指示剂是DNA电化学杂交传感器的重要组成部分,能与单链DNA和双链DNA通过不同的模式和作用力进行差异性结合。本文介绍了电化学杂交指示剂的定义及其在DNA电化学传感器中的重要性,根据分子结构上的特征差异,将非标记型电化学杂交指示剂分为有机染料（荧光素）、药物分子和金属配合物三类,并从中选取了各个类型中具有代表性的指示剂对它们的工作原理、研究进展和应用现状进行了比较和评述。对杂交指示剂的设计和开发前景,特别是满足基因芯片应用等方面做出了展望。     

重放自由场虚拟源距离信息的动态双耳Ambisonics方法

双耳重放的目标之一是在耳机重放中产生不同方向和距离的虚拟源感知。本文研究了动态双耳Ambisonics重放自由场虚拟源方向和距离信息的简化信号处理方法。该信号处理方法包括两步:第1步是基于目标声场的球谐函数分解,合成采用扬声器的近场Ambisonics重放中逐级重构目标声场的信号;第2步是采用虚拟扬声器重放的方法,用动态头相关函数滤波处理将Ambisonics的扬声器重放信号转换为双耳重放信号并用耳机重放。进一步研究了动态双耳Ambisonics的阶数对定位效果的影响,为简化信号处理提供依据。对重放产生的双耳声压分析表明,5阶动态双耳Ambisonics重放足以提供听觉方向定位和距离感知的重要信息。同时心理声学的实验结果表明,结合声源距离相关的响度因素,5阶动态双耳Ambisonics重放可产生不同方向和1.0 m以下不同近场距离的自由场虚拟源的听觉感知。本文的方法仅需要固定距离的48个均匀空间方向的远场非个性化HRTF处理,实现了信号处理的简化。      

高考中一类静电场题剖析

剖析高考中一类静电场题的出题特点,以此帮助学生从不同角度认识同、异号点电荷的连线和垂线上场强和电势分布特征.