光催化法脱出水中无机氮的研究进展

综述了近年光催法脱除水中无机氮(氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮)的研究进展和现状.重点介绍了氨氮的光催化氧化、硝酸氮和亚硝酸氮光催化还原的机理及其影响因素,并据此提出了本领域今后的研究方向.     

CdS/TiO2光催化去除水体中氨氮的研究

利用溶胶-凝胶法制备了不同比率的CdS掺杂TiO₂复合纳米颗粒催化剂,并用其进行了紫外光、日光灯和太阳光全波长光催化去除水中氨氮和其它形式无机氮的对比实验研究.考察了添加催化剂的量、CdS复合比率、有氧化态氮亚硝酸根或硝酸根与氨氮共存时光催化脱氮的耦合效果、外加光源等对脱除氨氮效率的影响,并研究了后3个因素对CdS光腐蚀程度的影响.对于氨氮初始质量浓度为50mg/L的模拟废水,在通空气搅拌条件下,n(CdS):n(TiO₂)=0.17的CdS/TiO₂催化剂脱氮效果最佳,此时经紫外光照2h后脱除氨氮效率达41.5%.实验结果表明:复合催化剂中CdS的含量是影响光催化活性和光腐蚀程度的重要因素.     

有机/无机杂化纳米结构单元的空间构型研究

利用乙烯基三甲氧基硅烷(VMS)水解缩合, 制备了有机/无机杂化纳米结构单元乙烯基倍半硅氧烷(VSSO). 采用FTIR, NMR(¹H, ¹³C和²⁹Si)和MALDI-TOF MS测试, 结合SSO的结构通式T_n(OH)_x(OR′)_y [x, y = 0, 1, 2 …; n = 1, 2 …; T = RSiO_{1.5−(x + y)/2n}]推测出具有固定分子量的水解缩合产物VSSO所对应的多个结构简式. 运用量子力学计算的方法, 以单一VSSO整体分子为模型, 得出了各种结构的几何参数(Si-O和Si-C键长, Si-O-Si和O-Si-O的键角)和分子体系的总能量. 根据计算结果可知, VSSO的梯型结构较笼型结构具有较高的稳定性, 并得出VSSO可能的最合理、最稳定的结构类型是梯型的结论.     

开花期喷施镧和铈对东北大豆化学品质的影响

试验以大豆东农42和东农47为材料,采用盆栽的方式,利用近红外透射光谱法,研究在开花期喷施不同浓度稀土元素La(Ⅲ)和Ce(Ⅲ)对大豆蛋白质和脂肪含量的影响。结果表明,稀土对大豆两个品种蛋白质含量的影响都大于对脂肪含量的影响。所有处理(30~120mg·L-1)都使东农42蛋白质含量和蛋脂总量增加,脂肪含量减少,其中30 mg·L-1CeCl3处理蛋白质含量最高为43.16%,比对照增加10.60%。而所有处理都使东农47脂肪含量增加,蛋白质含量和蛋脂总量减少,在90 mg·L-1LaCl3处理下脂肪含量最高为22.46%,比对照增加9.24%。     

在专业建设中培养大学生的科技创新能力

结合哈尔滨工业大学材料化学专业建设情况,重点阐述了专业建设与大学生科技创新能力培养的关系以及所获得的成果。在科技创新中完善专业建设,在专业建设中为科技创新活动搭建舞台,着重培养本科生的科学精神和科研能力。利用专业建设和科技创新的协同育人机制,实现专业与育人的有机结合,提高学生的综合素质和创新能力。     

有机/无机杂化纳米结构单元的空间构型研究--Ⅰ.乙烯基倍半硅氧烷梯型结构的量子力学确定

利用乙烯基三甲氧基硅烷(VMS)水解缩合,制备了有机/无机杂化纳米结构单元乙烯基倍半硅氧烷(VSSO).采用FTIR,NMR(1H,13C和29Si)和MALDI-TOF MS测试,结合SSO的结构通式Tn(OH)x(OR')y[x,y=0,1,2…;n=1,2…;T=RSiO1.5-(x+y)/2n]推测出具有固定分子量的水解缩合产物VSSO所对应的多个结构简式.运用量子力学计算的方法,以单一VSSO整体分子为模型,得出了各种结构的几何参数(Si-O和Si-C键长,Si-O-Si和O-Si-O的键角)和分子体系的总能量.根据计算结果可知,VSSO的梯型结构较笼型结构具有较高的稳定性,并得出VSSO可能的最合理、最稳定的结构类型是梯型的结论.     

镧和铈对大豆开花期叶绿素含量的影响

以大豆东农42和47为试验材料,采用盆栽方式,使用乙醇分光光度计法研究在大豆开花期喷施不同浓度稀土元素La(Ⅲ)和Ce(Ⅲ)(RE1/60 mg·L-1,RE2/90 mg·L-1,RE3/120 mg·L-1和RE4/150 mg·L-1)对叶片叶绿素含量(Chl)的影响。结果表明:与对照组(CK)相比,La对两种大豆Chl含量呈现"低促高抑"的现象:在RE1浓度下,Chl含量高于CK值,并且达到最大值,随着浓度增大,促进作用降低,抑制作用明显,RE2～RE4浓度下Chl含量降低,并且低于CK值;Ce对两种大豆Chl含量呈现下降趋势,在RE1浓度下下降幅度最为明显,RE2～RE4浓度下叶绿素含量有所上升并低于CK值。     

以ACF为模板制备掺氮TiO2及其光催化脱氨氮研究

本文采用溶胶-凝胶法制备了以活性炭纤维(ACF)为模板的掺氮TiO2光催化剂,利用XRD、XPS、TEM、SEM和UV-Vis等方法对催化剂进行了表征,测定了催化剂在紫外、日光照射下光催化脱氨氮的活性.ACF作模板掺氮TiO2催化剂具有介孔结构,平均粒径约为10 nm,比表面积为64.43 m2/g.紫外、可见光光催化2 h氨氮(85 mg/L)废水的氨氮去除率分别为68%和47%.结果表明,催化剂中氮的含量是影响催化剂光催化活性的重要因素.     

藏在稻壳中的“硅”宝

基于工业硅高能耗的背景,以寻找"硅"宝的方式,介绍稻壳生物质资源中硅的存在状态,从能源、环境和绿色化学角度讨论如何从稻壳中提取"硅",通过展示国内外利用稻壳硅的最新科研成果,加强科学技术的普及与推广,在了解稻壳硅背后原理的过程中,强化节能环保意识,进一步激发读者深入探究绿色化学与化工的热情。     

纳米TiO2薄膜耦合光催化氧化还原反应脱除水中无机氮

由溶胶-凝胶法制备了固定化二氧化钛薄膜,研究了薄膜催化剂光催化脱除含氨氮-亚硝酸氮混合液中无机氮的活性.考察了溶胶制备工艺、催化反应条件(尤其pH)对光催化活性的影响.实验证明:酸性条件有利于亚硝酸氮的还原,碱性条件有利于氨氮的氧化,通过调节pH可以获得光催化氧化氨氮和还原亚硝酸氮耦合效果.如果加入甲酸维持酸性务件,反应0.5 h后再将pH调回碱性,可以大大提高光催化脱氮的效果:经过2 h的光催化反应,二氧化钛膜催化总氮去除率可达50%以上.经多次试验证明附载二氧化钛薄膜不脱落,光催化活性未见减弱,可重复利用.提出了光催化脱氮的反应机理.