MgO和Au纳米颗粒共修饰g-C3N4光催化剂增强CO2-H2O光催化反应过程

光催化CO₂还原制备太阳燃料被广泛关注并逐渐形成研究热点,该过程利用可再生清洁能源太阳能,在低温低压的温和条件下驱动CO₂还原制备CO、CH₄、CH3OH等燃料气体或者高附加值的碳氢化合物.半导体光催化剂能够将清洁的太阳能有效地转化为化学能,其中,g-C₃N₄由于其成本低、毒性低、稳定性高和带隙窄等优点,被广泛应用于光催化领域.然而,纯g-C₃N₄具有光利用效率低和光生电子-空穴复合率高的缺点,导致光催化活性相对较低.因此,需要对g-C₃N₄进行修饰改性来提高其光催化性能.一方面,MgO具有强大的CO₂吸附能力,可用于修饰半导体以提高光催化还原CO₂的反应活性.另一方面,助催化剂尤其是贵金属,不仅能够捕获电子以提高光生电子-空穴对的分离效率,而且还能提供反应的活性位点.本文通过沉淀和煅烧法制备了不同复合量的MgO-g-C₃N₄催化剂,同时负载贵金属Au作为助催化剂,用于光催化CO₂和H2O反应,考察MgO含量和不同贵金属助催化剂对光催化活性的影响.发现Au和3%MgO共改性的g-C₃N₄光催化剂上表现出最佳的光催化性能,3 h后CO,CH₄,CH3OH和CH3CHO的产量分别高达423.9、83.2、47.2和130.4μmol/g.本文分别研究了MgO和贵金属Au作为助催化剂对光催化行为的影响.XPS结果表明,Au/MgO-g-C₃N₄纳米片中形成了Mg–N键;UV-vis漫反射光谱表明Au/MgO-g-C₃N₄复合催化剂能够大大地增强紫外和可见光的吸收,且Au纳米颗粒具有表示等离子体共振(SPR)效应;PL光谱、TRPL光谱和光电化学测试都显示了MgO和Au的加入可以有效地提高光生电荷载流子的分离效率,这是由于Mg–N键的存在以及Au纳米颗粒对电子的捕获作用.CO₂吸附曲线证明了MgO的存在能够增强对CO₂的吸附;CO₂-TPD测试则表明CO₂的有效吸附主要发生在MgO和Au纳米颗粒的界面处,而该界面正是光生电子和活化吸附后的CO₂反应的活性位点.值得注意的是,在Au/3%MgO-g-C₃N₄三元催化剂上CO的产量是纯g-C₃N₄的29倍.实验和表征结果均表明,MgO和Au的共修饰显著提高了纯g-C₃N₄的光催化活性,这是由于三元光催化剂各组分之间的协同作用所致.助催化剂MgO可以激活CO₂(吸附在MgO和Au颗粒之间的界面),并且MgO-g-C₃N₄纳米片中形成的Mg-N键在电荷转移中起着重要作用.同时,Au颗粒修饰的MgO-g-C₃N₄可以通过SPR效应增加可见光的吸收,并进一步降低H2O对CO₂的光还原活化能;且Au纳米颗粒能够捕获电子,从而促进光生载流子的分离.本研究通过MgO和Au纳米颗粒共修饰的方法改性传统的光催化剂,具有光催化还原CO₂的应用前景.     

双吡啶盐（PQ^＋＋）与异丙醇的光化还原反应研究

本文用自由基捕捉技术与ESR相结合的方法对五种PQ~( )—异丙醇体系的光激发均相电子转移过程的研究结果表明PQ~( )可被异丙醇自由基单电子还原生成PQ~ ·自由基,如体系中有二苯酮存在,则电子转移反应速率大大增加.     

毛细管柱GC/MS/ESR 联用研究自由基PBN加合物

采用硅烷化方法，并用石英毛细管柱气相色谱与双聚焦质谱仪组成的ＧＣ／ＭＳ联用系统，首次成功地分析鉴别了六种自由基的ＰＢＮ加合物，总结了这些自旋加合物的断裂规律。实验结果表明，硅烷化结合ＧＣ／ＭＳ和自旋捕捉ＥＳＲ联用技术是确定活泼自由基的一种有效方法。     

分子氧为氧化剂的Au?Ag/TS-1光催化剂协同光催化丙烯气相环氧化

近年来,丙烯环氧化已引起人们广泛的兴趣;然而,大多数过程仍面临分离困难等问题.此外,丙烯转化率和环氧丙烷(PO)的选择性仍然非常低.从环境和经济观点来看,分子氧是丙烯选择性环氧化的理想氧化剂.开发一种气相光催化环氧化方法,即在光能和多相光催化剂存在的情况下,用于化学品生产.因此,本文探讨了通过光催化O2选择氧化丙烯环氧化.传统的制备方法存在环境污染及能耗大等缺点,而利用氧气直接进行光催化丙烯环氧化制备环氧丙烷是相当具有前景的化学品生产途径.本文采用水热法制备了微球状TS-1载体,再通过浸渍还原法制备了不同Au/Ag质量比的Au–Ag/TS-1双金属催化剂.通过X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见吸收光谱、透射电镜、X射线光电能谱、荧光光谱和N2吸脱附法等手段对合成的催化剂的组成、形貌和性质进行了研究,通过气相色谱在线分析得到光催化反应结果.结果表明,通过浸渍还原法可以很好的将贵金属分散到载体表面上.对于Au–Ag/TS-1双金属催化剂,当Au/Ag质量比为4/1时,反应温度为443 K时,环氧丙烷生成速率最大(68.3μmol/(g·h)),其选择性达52.3%.对于Au–Ag/TS-1光催化剂,双金属负载有利于O2吸附活化,同时促进了电子的传递,从而抑制电子空穴的复合,有利于氧自由基的形成.结果表明,Au,Ag双金属之间存在协同催化作用,根据实验现象提出了一种可能的反应机理.     

三边成等差数列的三角形的一个性质及应用

三边成等差数列的三角形有下列性质定理设△ABC中a、b、c是角A、B、C的对边,则a、b、c成等差数列的充要条件是tg(A/2)tg(C/2)=1/3。证明△ABC的三边a、b、c成等差数列(?)2b=a+c(?)2sinB=sinA+sinC(?)4sin(B/2)cos(B/2)=2sin[(A+C)/2]cos[(A-C)/2](?)2sin(B/2)cos(B/2)=cos(B/2)cos[(A-C)/2](?)2sin(B/2)=Cos[(A-C)/2](?)2Cos[(A+C)/2]=cos[(A-C)/2](?)2cos(A/2)cos(C/2)-2sin(A/2)sin(C/2)=cos(A/2)cos(C/2)+sin(A/2)sin(C/2)(?)cos(A/2)cos(C/2)=3sin(A/2)sin(C/2)(?)tg(A/2)tg(C/2)=1/3 由于上述箭头都是可逆的,因此定理得证。应用这个性质来解决三边成等差数列的三角形的有关问题,往往是奏效的。     

稳定自由基掺杂有机物的动态核极化研究

The DNP-enhanced NMR experiment was performed on the DBF samples doped with free radicals. The experimental results show that it becomes very easy to perform the complicate NMR experiments under DNP enhancement. For the sample whose spin lattice relaxation is very slow, if it is doped with appropriate quantity free radicals.     

2D/2D超薄La2Ti2O7/Ti3C2 Mxene肖特基异质结用于高效光催化CO2还原(英文)

CO₂的过量排放造成了全球生态系统的失衡,如温室效应、海洋酸化和极端天气频发等.CO₂作为一种储量丰富且可循环利用的碳一资源,利用光催化技术将其催化转化为包括一氧化碳和甲烷在内的碳氢燃料,为上述问题提供了一个很有前景的解决方案.纳米片作为典型的二维材料,其厚度一般低至100 nm.此外,二维材料具有较大的比表面积、可调谐的端基官能团、出色的光学性能以及较好的导电性和柔韧性,在光催化领域受到了广泛关注.在半导体材料中,钛酸镧(La₂Ti₂O₇)具有优良的氧化还原能力和良好的稳定性和耐久性,但与其他半导体类似,La₂Ti₂O₇的宽带隙性质决定了其只能利用波长较短的光,这极大地限制了其对太阳光的利用.为了增强光吸收能力,降低光生载流子的复合,本文通过溶剂热法在La₂Ti₂O₇纳米片上负载薄层Ti₃C₂ MXen...