碳自掺杂石墨相氮化碳纳米片的制备及其在可见光照射下的光解水产氢性能

石墨相氮化碳(g?C3N4)由于具有对可见光吸收范围较窄和光生载流子分离效率低等缺陷,其光解水产氢活性较差。我们采用简单的一步热共聚法,以尿素和2,4,6?三氨基嘧啶(TAPD)混合物为前驱物,制备碳自掺杂纳米片(CNNS?x,x mg代表掺入TAPD的质量)。X射线衍射(XRD)、元素分析(EA)和X射线光电子能谱(XPS)等测试结果表明,来自TAPD的嘧啶环成功引入g?C3N4共轭体系中,使所得的CNNS?x具有较窄的带隙,较快的光生载流子迁移速率,从而提高其对可见光的吸收效率和光生载流子的分离效率。得益于此,CNNS?x在可见光照射下表现出较好的光解水产氢活性。特别是CNNS?30具有最佳光解水性能,其产氢速率可达57.6μmol·h-1,是g?C3N4纳米片(CNNS)的4倍。     

氧桥桥连四核M4[2×2]格子状结构锌(Ⅱ)配合物的自组装、晶体结构及荧光性质

以席夫碱碳腙类配体H₂L自组装合成了一个新的M₄[2×2]四方格子状结构锌(Ⅱ)配合物[Zn₄(HL)₄](ClO₄)₄·2MeCN·2MeOH(H₂L=1,5-bis(1-(pyridine-2-yl)ethylidene)carbonhydrazide),并对其进行了元素分析、红外光谱、紫外可见光谱和X-射线单晶衍射法表征。单晶结构分析结果表明配合物中,Zn(Ⅱ)离子具有N₄O₂型扭曲的八面体配位构型,4个配体分别失去1个质子后以醇式与金属离子配位,由4个酚氧原子桥连4个Zn(Ⅱ)离子形成[2×2]格子状结构四核配合物。固态荧光测试表明配合物在530 nm附近有强的荧光发射峰。     

三种苯并噻吩缩氨基硫脲类化合物的固态光致变色性能研究

本文通过结构修饰,在苯并噻吩缩氨基硫脲侧链的同一位点引入具有不同共轭性的取代基(烯丙基、环已基和苯基),合成了三种具有固态光致变色性能的1-(苯并噻吩-2亚甲基)-4-取代基-氨基硫脲类化合物,并对化合物的结构进行了表征,同时利用紫外-可见吸收光谱和光致变色动力学分析了三种化合物的光致变色性能、热力学变化和抗疲劳性,探...     

ZnO/C纳米球的亚甲基蓝单吸附特性:平衡、动力学及机理

采用电弧放电法制备了ZnO/C纳米球,利用FESEM、XRD和N₂吸附/脱附测试进行了表征。在避光条件下研究了复合材料对亚甲基蓝的吸附性能。研究结果表明,随着亚甲基蓝的浓度及接触时间的增长吸附量明显上升,在吸附时间为150 min时达到吸附平衡。采用Langmuir、Freundlich及Temkin等温吸附模式对吸附平衡进行了研究。结果表明,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模式,单层吸附饱和容量可达188.68 mg·g^-1。利用动力学模型、内扩散模型和外扩散速率控制模型拟合实验数据,拟合数据表明其动力学符合伪二级动力学模型;内扩散机理不是吸附速率的唯一限制机理,亚甲基蓝的总吸附速率受膜扩散控制。     

浓硫酸催化合成环烷酸正丁酯

以新疆克拉玛依的大分子环烷酸为原料,在浓硫酸的催化下,与正丁醇反应,制备了环烷酸正丁酯.探讨了带水剂用量、反应时间、反应温度、催化剂用量、酸醇摩尔比对酯化反应的影响.得出了最佳工艺条件:苯用量为50%,反应时间为4 h,反应温度为160℃,浓硫酸质量分数为115%,酸醇摩尔比为1∶2时,环烷酸的酯化率高达92%.     

静电纺丝法制备煤基纳米碳纤维及其在超级电容器中的应用

以氧化处理的新疆库车原煤、聚丙烯腈(PAN)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料,通过静电纺丝法制备了直径均匀的煤基纳米碳纤维前驱体,经高温碳化、CO2活化得到煤基超级电容器电极材料.使用X射线能谱仪、物理吸附仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪和热分析仪等对前驱体及产物进行了表征.结果表明,原煤经过高锰酸钾氧化处理后,部分连接大分子的烷基链被打断,含氧基团明显增多,使原煤在DMF中的溶解度大幅提高.电化学测试结果表明,在电流密度为1 A/g时,煤基活化碳纤维的比电容为259.7F/g,在1000次循环充放电后比电容仍然保持99.2%.     

钴、碳共掺杂氮化碳的制备及其光催化分解水产氢性能

针对氮化碳可见光利用率低和在光催化过程中光生电子与空穴易于复合的缺点,通过钴、碳共掺杂提升其光催化性能。以尿素为前驱体,维生素B12（VB12）为钴源和碳源,将二者的混合物进行一步煅烧,制备钴、碳共掺杂氮化碳（CNCoC）。结果表明,钴、碳共掺杂对氮化碳的微观形貌、骨架结构和官能团都没有造成明显影响;但是增大了产物的比表面积,调节了产物的能带结构,增加了其对可见光的吸收。更重要的是,相比于单一元素碳的掺杂,钴、碳共掺杂具有协同作用,能够更有效地提升光生电子和空穴的分离和传递效率。因此,加入6 mg VB12制备的CNCoC-6的可见光光催化分解水产氢速率达到了56.1 μmol·h^-1,是纯氮化碳（CN）的3.05倍;而碳掺杂氮化碳（CNC-6）的产氢速率仅为CN的2.55倍。     

新疆煤基碳纳米管的调控制备

以新疆产煤为碳源, 采用直流电弧放电法制备了不同管径的碳纳米管。利用场发射扫描电子显微镜、高倍透射电子显微镜、激光显微共聚焦拉曼光谱仪等对产物进行了表征。研究结果表明:在新疆大黄山、黑山和库车煤田的产煤中, 库车产煤是用直流电弧放电法制备碳纳米管的最优碳源。以此为原料, 镍粉和硫化亚铁混合物为催化剂, Ar气氛下可得到直径约为500 nm的竹节状碳纳米管, 其缺陷密度比相同条件下N₂和Ar气氛所得碳纳米管的缺陷密度小, 并探讨了Ar气氛下煤基竹节状碳纳米管的生长机理。     

ZnO/C纳米球的亚甲基蓝单吸附特性:平衡、动力学及机理

采用电弧放电法制备了ZnO/C纳米球,利用FESEM、XRD和N₂吸附/脱附测试进行了表征。在避光条件下研究了复合材料对亚甲基蓝的吸附性能。研究结果表明,随着亚甲基蓝的浓度及接触时间的增长吸附量明显上升,在吸附时间为150 min时达到吸附平衡。采用Langmuir、Freundlich及Temkin等温吸附模式对吸附平衡进行了研究。结果表明,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模式,单层吸附饱和容量可达188.68 mg·g^-1。利用动力学模型、内扩散模型和外扩散速率控制模型拟合实验数据,拟合数据表明其动力学符合伪二级动力学模型;内扩散机理不是吸附速率的唯一限制机理,亚甲基蓝的总吸附速率受膜扩散控制。