新型一维梯状双链配位聚合物{[Cu(malate)(2,2'-bipy)]•3H2O}∞的合成、晶体结构与表征

合成了铜(II)与羟基丁二酸和2,2'-联吡啶形成的配位聚合物{[Cu(malate)(2,2'-bipy)]•3H₂O}_∞ (其中malate＝羟基丁二酸根, 2,2'-bipy＝2,2'-联吡啶), 通过X射线衍射测定了单晶结构, 并进行了元素分析、红外光谱、紫外光谱、热分析等研究. 配合物属单斜晶系, 空间群P2(1)/c; 晶胞参数: a＝0.70132(10) nm, b＝1.9730(3) nm, c＝1.18998(16) nm, β＝94.551(3)°; Z＝2; 最终偏离因子R＝0.0483. 配合物中每个铜(II)原子与来自2,2'-联吡啶的两个氮原子和两个羟基丁二酸根的三个氧原子配位, 形成畸变的三角双锥结构单元. 每个羟基丁二酸根以R构型方式桥联两个三角双锥结构单元, 沿a轴方向无限延伸形成一维链. 两条平行链以面对面的方式重叠, 彼此吡啶环之间存在强的(-(相互作用, 加之C_吡啶环—H…O_羧基弱相互作用形成新颖的梯状双链结构, 比邻的梯状双链又通过分子间O_羟基-H…O_羧基氢键沿a轴方向共同构筑了具有隧道的三维结构.     

CuO超细粉体的形貌与红外特性研究

CuO作为一种多功能精细无机材料，在印染、陶瓷、玻璃及医药等领域的应用已有数十年的历史，作为催化剂的主要活性成分，近年来在氧化、加氢、C１化学合成、NOx还原、CO及碳氢化合物燃烧、精细化工等多种催化反应中也得到了广泛的应用。可以推测，当CuO材料的粒度达到纳米级时，将使它的功能更加独特，应用更为广泛。因此CuO纳米材料的制备方法、聚集状态、与其他组分或载体的作用状况及催化活性等成为当前功能材料发展的研究热点之一犤１～８犦。我们在前文中报道了直接热解Cu２（OH）２CO３所得CuO粒径小、分布均匀、比表面积大，…     

分体插接式光纤光栅应变片设计与实现

提出一种适合作为二次变换元件使用的通用型应变传感预制结构——光纤光栅应变片.它以裸Bragg光栅为研究对象,采用分体式设计方法把敏感光栅与连接光纤分别封装于独立的基体中,并通过两个基体相互之间的插入实现了Bragg光栅与测量光路的机械连接.理论分析和实验研究表明:光纤光栅应变片具有与Bragg光栅相同的反射谱,其测量线性度好,灵敏度高,温度误差则随被测试件性质不同而变化,当试件材料与基底材料一致时,温度误差可以忽略.     

La-Ce-TiO2纳米光催化剂的溶胶-微波法合成、谱学表征及其活性研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-微波法(Sol-Microwave Method)合成了镧和铈共掺型纳米TiO2粉体(La-Ce-TiO2),借助XRD、XPS和UV-Vis等测试手段对其进行了表征,并以甲基橙为模型污染物考察了掺杂量对样品光催化活性的影响规律.XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,且稀土元素镧和铈掺杂后纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;XPS分析表明,镧和铈掺杂后样品表面存在大量的氧缺位;UV-Vis吸收光谱表明,所得粉体在400 nm以下均有连续宽化的吸收带,且La和Ce掺杂后样品对光的吸收显著增强,这足由于La(Ⅲ)-O荷移跃迁以及Ce(Ⅳ)f→d跃迁和Ce(Ⅳ)-O荷移跃迁所致;光催化实验表明,La和Ce共掺杂能显著提高纳米TiO2的光催化活性,其中当La(Ⅲ)和Ce(Ⅳ)掺杂量分别为2%和0.04%时,纳米TiO2光催化剂具有较高的催化活性,自然光照射下光催化氧化处理卷烟厂蒸叶车间废水,效果较好,废水COD去除率达到86.11%.     

Sol-Gel法制备La~(3+)改性的TiO_2纳米粉体

在常用的半导体光催化材料中,研究较多的有TiO2、ZnO、CdS等[1-3],其中TiO2因性能稳定、催化活性高、无毒、不产生二次污染和成本低廉等优点,在光催化降解污染物领域显示出优越的应用前景[3-6].     

基于光纤智能夹层传感结构的应力测量研究

制作了一种模块化的光纤传感夹层,对夹层内的光纤传感器的应力特性进行了实验研究。分析了应变对传感系数的影响,对埋入到光纤智能夹层中的两种光纤传感器的输出特性进行了比较。实验结果表明:光纤Bragg光栅传感器的波长漂移与应变之间具有理想的线性关系,但应变灵敏度由1.2pm/με降至1.15pm/με;由于制作工艺的局限,对于非本征F-P光纤传感器,当应变达到350με后,应变与载荷具有较好的线性响应。与非本征F-P光纤传感器相比,光纤Bragg光栅传感器是光纤智能夹层首选的应变传感器。将埋入了Bragg光栅传感器的智能夹层粘贴于某型飞机的翼-身连接构件内部进行监测,实验结果为光纤智能夹层应用于复合材料结构的应变监测提供了参考。     

一锅水热法制备柳枝状MoS2/CdS异质结材料及其可见光催化产氢性能

自从1972年Fujishima和Honda发现TiO_2光电催化分解水产氢以来,半导体光催化分解水产氢技术被认为是解决能源危机和环境污染问题最有效的策略之一.然而,由于TiO_2的可见光吸收能力差、活性低、价格高等问题限制了其实际应用,因此寻求和发展高效的可见光催化剂具有重要意义.CdS半导体材料具有合适的带隙及导带位置,可以有效吸收可见光产生电子并将H~+还原生成H_2,是目前公认的较好的可见光催化产氢材料之一.然而光催化过程中Cd S材料较快的电子-空穴复合速度极大降低了其效率,如何促进光催化过程中电子-空穴对的分离成为研究重点.研究表明,采用负载助催化剂、构筑异质结、表面修饰、金属/非金属元素掺杂等技术可明显提高Cd S的光催化产氢性能,其中发展非贵金属助催化剂引起了广泛兴趣.近年有文献报道过渡金属硫化合物Mo S2用于光催化助催化剂,可以明显提高光催化性能.目前已制备出具有不同形貌的MoS_2/Cd S异质材料如纳米球、纳米棒、纳米纤维等,但多数Mo S2/CdS异质材料的制备采用两步法或多步法,制备工艺复杂,易引入杂质,阻碍了其实际应用.因此,发展简单温和的一步法制备具有新颖形貌的MoS_2/Cd S异质材料具有重要意义.本文采用简单的一步水热法制备了一种新颖的柳枝状MoS_2/Cd S异质材料.采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射吸收光谱和氮气吸附-脱附测试对所得样品进行了表征.结果表明,制备的柳枝状MoS_2/CdS异质材料具有核壳结构,两者之间形成紧密的异质结.光催化性能测试表明,制备的MoS_2/Cd S异质材料相比纯相Cd S产氢性能明显提高,优化后的MoS_2/Cd S异质材料(MoS_2/CdS摩尔比为5:100)的产氢性能是纯Cd S的28倍.通过紫外-可见漫反射光谱、荧光光谱分析、光电流、EIS阻抗谱及莫特肖特基曲线测试发现, CdS与MoS_2之间致密的异质核壳结构有助于光生载流子的迁移与分离,从而明显提高光催化活性.     

TiO_2薄膜的硼掺杂对TiO_2/p~+-Si异质结器件电致发光的增强

利用磁控溅射在重掺硼硅(p+-Si)衬底上分别沉积TiO2薄膜和掺硼的TiO2(Ti O2∶B)薄膜,并经过氧气氛下600℃热处理,由此形成相应的TiO2/p+-Si和TiO2∶B/p+-Si异质结。与Ti O2/p+-Si异质结器件相比,TiO2∶B/p+-Si异质结器件的电致发光有明显的增强。分析认为:TiO2∶B薄膜经过热处理后,B原子进入TiO2晶格的间隙位,引入了额外的氧空位,而氧空位是TiO2/p+-Si异质结器件电致发光的发光中心,所以上述由B掺杂引起的氧空位浓度的增加是TiO2∶B/p+-Si异质结器件电致发光增强的原因。     

基于2,4′-二羧基二苯甲酮构筑的具有一维梯状链和一维隧道的三维超分子体系

采用水热法设计合成了两个新型三维超分子化合物H₂L·H₂O (1)和[Ag(bpy)₂]·HL·H₂O (2) (其中bpy=2,2'-联吡啶, H₂L=2,4′-二羧基二苯甲酮),晶体结构分析表明,它们均是通过氢键采用不同的连接方式拓展而成。其中,化合物1 是2,4′-二羧基二苯甲酮和水分子通过O–H···O氢键形成的一维梯状链扩展构筑的三维超分子体系;化合物2 则是2,4′-二羧基二苯甲酮和水分子通过两种氢键形成含有一维隧道的三维超分子体系。有趣的是,[Ag(bpy)₂]⁺ 阳离子通过π–π 堆积和弱的Ag···Ag相互作用连在一起,进而以客体形式填充其中。荧光性质研究表明,由于存在bpy的螯合与堆积效应,化合物2相比配体和化合物1,其荧光发射峰发生红移。     

基于2,3-二羟基丁二酸新配位方式构建的新颖双U形四核铜配合物[Cu4(dhbd)2(dpphen)4•2H2O]•8H2O

利用水热法合成了标题配合物Cu₄(dhbd)₂(dpphen)₄•2H₂O]•8H₂O(H4dhbd＝2,3-二羟基丁二酸, dpphen＝4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉), 通过元素分析、红外光谱、热分析、X射线单晶衍射等技术对其进行了表征. 晶体结构分析表明, 由于水的配位阻断, 2,3-二羟基丁二酸根仅通过单羟基氧桥联两个U形双核亚单元形成具有一个对称中心的双U形四核结构, 其中U型亚单元包含晶体学上不对称的2个Cu(II)原子、1个2,3-二羟基丁二酸根(dhbd)、2个4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉(dpphen)和1个配位H₂O分子. 毗邻的四核单元通过配位H2O分子和配位羟基O原子形成的R₂²(8)型环形氢键桥的连接, 沿a轴方向构建了四核单元交替相连的一维超分子链; 链间籍苯环的π-π堆积作用和晶格水分子氢键链的连接进一步扩展为具有隧道的三维结构. 配合物中呈现了一种2,3-二羟基丁二酸与过渡金属配位的新方式. 变温磁化率研究表明标题配合物具有弱的反铁磁耦合作用.