基于Keggin型杂多酸的无机-有机杂化物的合成和光催化活性

采用水热合成方法制备了2个基于Keggin型杂多酸的无机-有机杂化物, 化学式分别为{[Cu₂(4,4′- bipy)₄(H₂O)₄](SiMo₁₂O₄₀)·18H₂O}_n(1)和{[Cu₂(4,4′-bipy)₄(H₂O)₄](PMo₆W₆O₄₀)·18H₂O}_n(2)(bipy=bipyridine). 结构分析 表明2个化合物同构, Cu²⁺是六配位, 分别与4个4,4′-bipy上的N原子和2个水分子上的O原子结合, 形成 [Cu(4,4′-bipy)₂(H₂O)₂]_n²ⁿ⁺二维层状结构. 杂多阴离子通过静电与配位阳离子[Cu(4,4′-bipy)₂(H₂O)₂]_n²ⁿ⁺作用交叉排列在层间. 通过红外光谱、 粉末X射线衍射和固体紫外-可见漫反射光谱等对化合物的性质进行了表征. 研究了所合成化合物对水溶性染料亚甲基蓝的降解活性, 发现2种化合物对于亚甲基蓝均表现出显著的光降解活性, 并对它们的催化机理进行了讨论.     

四极子微腔的光场分布

应用电磁场理论和介质中的麦克斯韦方程组,推导了任意截面微腔的TM模光场分布。并以四极子状微腔截面为例,推导了含有传播常数的本征方程。用Mathematica软件模拟出具有不同变形因子的基模(m=1)和高阶模的光场分布图,得出基模在=45°,135°,225°,315°四个方向光辐射最强,具有“蝴蝶结模式”特征,并且当变形因子值取ε′为0.1~0.15时,该效应表现得更明显;而高阶模(m≥2)时微腔中没有这种光的定向输出现象,在任何变形因子情况下也不能形成稳定的“蝴蝶结模式”,为四极子微腔激光器的设计和制作提供了一定的理论依据。     

铜箔上原位合成NENU-n系列多酸基MOFs的通用策略

NENU-n系列多酸基金属有机框架杂化物(POM@MOFs)是将一系列性能优异的Keggin型杂多酸封装到Cu₃(BTC)₂框架中形成的, 在催化和质子传导等领域展示出优异的性能. 本文在前期工作的基础上发展了一种在铜箔上原位合成POM@MOFs的新方法, 即向反应液中通入氧气, 利用酸性条件下氧气能将Cu⁰氧化为Cu²⁺的特性为金属有机框架的生长提供铜离子源, 使氧化能力较弱的Keggin型钨系杂多酸也可在铜基底上原位合成纯相NENU-n系列杂化物. 该方法可在室温条件下进行, 简便、 快速且原子经济性高. 同时发现在不添加任何调节剂的条件下, 利用该方法能生成形貌可控的POM@MOFs, 其形貌依赖于杂多酸阴离子所带的电荷. 电荷高的杂多阴离子可以得到立方体形貌, 而电荷低的杂多阴离子得到八面体形貌. 利用合成的材料对芥子气模拟物2-氯乙基乙基硫醚(CEES)的催化氧化反应进行了研究, 结果表明暴露活性位点更多的立方体形貌的NENU-40[K₅BW₁₂O₄₀/Cu₃(BTC)₂]展现出更优异的催化活性, 10 min内即可将2-氯乙基乙基硫醚完全转化为无毒的亚砜.     

四极子量子级联微腔激光器模式理论

介绍了一种计算四极子量子级联微腔激光器模式的方法.推导了本征方程和光场分布公式，对不同变形因子四极子微腔进行了数值计算和模式分析，结果表明四极子量子级联微腔激光器模式具有 “蝴蝶结”形状特征，在=45°、135°、225°、315°的4个方向光输出最强.该计算方法可适用于其它任意形状截面介质上电磁波传输或散射的计算问题.