二硫化钼基复合材料的合成及光催化降解与产氢特性

随着环境污染和能源短缺的加剧,无污染环境修复技术及清洁能源替代工程已成为一项重要而紧迫的任务。作为层状结构的过渡金属硫化物,二硫化钼带隙较窄,边缘具有高的反应活性,容易与其他物质形成复合结构,是近年来光催化环境修复及清洁能源领域的研究热点。本文详细介绍了半导体二硫化钼及其复合物的合成方法和光催化降解与产氢行为,重点阐述了二硫化钼及其复合物的具体复合方式、光催化降解污染物活性、光催化产氢活性以及具体的降解与产氢机理等方面的内容,并举例说明。二硫化钼及其复合物在光催化降解污染物和光催化产氢方面具有绿色、廉价、高效等优点,在环境修复及清洁能源领域具有巨大的潜力和应用发展前景。     

可见光辐射下富勒烯[60]–氧化铁复合催化剂的制备及光芬顿法降解有机污染物研究（英文）

采用简单的可升级的化学浸渍法,将Fe_2O_3掺杂到富勒烯[60](C_(60))上,制得C_(60)-Fe_2O_3纳米复合材料.采用了粉末X射线衍射、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜、高分辨透射电镜、紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱,对其进行了表征.结果发现,XPS数据中,Fe2p_(3/2)和Fe2p_(1/2)的XPS特征峰分别位于结合能710.9和724.1 eV处,对应Fe_2O_3的Fe~(3+).富勒烯颗粒均匀分散在Fe_2O_3纳米颗粒表面,Fe_2O_3纳米颗粒的平均尺寸大约为20–30 nm;Fe_2O_3对于可见光只有微弱的吸收,而制备出的C_(60)-Fe_2O_3纳米复合材料对于可见光有较强的吸收响应.本文将C_(60)-Fe_2O_3纳米复合光催化材料用于光催化降解50 mL,20mg/l MB和50 mL,10 mg/L苯酚实验.结果发现,在双氧水存在下和可见光(420 nm)辐射条件下,C_(60)-Fe_2O_3对上述有机污染物均有较好的降解效果.通过测定上述有机物的削减程度,评估了C_(60)-Fe_2O_3催化剂的光催化活性,通过改变实验条件,得到可见光/C_(60)-Fe_2O_3/双氧水体系的最佳光催化降解条件:在pH值为3.06~10.34的范围内,投加0.02 g催化剂,5 mol/L双氧水.结果表明,在最佳条件下,亚甲基蓝在80min内脱色率能达到98.9%,矿化率能达到71%.浸出实验的结果表明,C_(60)-Fe_2O_3复合光催化剂中的铁浸出量可以忽略不计.经过5次循环使用后,C_(60)-Fe_2O_3复合光催化剂仍具有较高的光催化活性.为了进一步验证C_(60)-Fe_2O_3复合光催化剂的应用广泛性,本文在可见光/C_(60)-Fe_2O_3/双氧水体系下,开展了降解RhB,MO和苯酚的试验,结果发现,该催化剂它们也具有高的降解效果.机理研究发现,C_(60)-Fe_2O_3复合光催化剂的高效催化能力可归因于C_(60)和Fe_2O_3的协同效应:在可见光辐射下,由于C_(60)具有独特的光敏性特征,能够接收电子并把它们转移到Fe_2O_3的Fe3d轨道,并通过一系列反应,达到Fe~(3+)/Fe~(2+)循环平衡.利用活性组分捕集实验,对光催化反应过程中的主要活性氧化剂进行了区分.结果表明,羟基自由基在整个过程中发挥了最主要的作用.     

亚铁氰化铑修饰电极的制备及波谱研究

普鲁士蓝（ＰｒｕｓｓｉａｎＢｌｕｅＰＢ）及其类似物修饰电极，由于在光解水，能量贮备及电池材料，电色显示，电催化，生物传感器等方面具有潜在的应用价值，因而引起人们的注意。我们曾制备及表征了亚铁氰化铂［１］，亚铁氰化钯，亚铁氰化钛及亚铁氰化铬修饰电极。到...     

可见光辐射下活性炭-铁酸镍杂化催化剂光催化氧化氨氮

铁酸镍（NiFe₂O₄）中的镍原子抑制其光芬顿催化活性. 然而,活性炭（AC）能激活其光芬顿催化活性,结果导致复合催化剂AC-NiFe₂O₄在过氧化氢存在时可见光辐射下也可催化氧化氨氮. 用X射线衍射（XRD）,透射电镜（TEM）,傅里叶变换红外（FTIR）光谱,紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）,比表面积和振动样品磁强计对催化剂进行了表征. 光催化降解氨氮的实验表明,该复合催化剂在10 h内氨氮的降解率可达到91.0%,而同样条件下没有催化剂时氨氮的去除率只有24.0%. 对照实验表明,裸铁酸镍在可见光辐射下,氨氮的降解率只有30.0%. 这表明活性炭加速了氨氮的氧化速率. 动力学研究表明,氨氮的氧化遵循一级反应动力学规律,其表观反应动力学常数为3.538×10^-3 min^-1. 机理研究表明,氨氮的氧化是通过生成HONH₂ 中间体,然后转化为NO₂^- .8次循环实验表明该复合催化剂容易分离、可循环使用、且催化活性十分稳定. 因此,该催化剂具有潜在的应用价值.     

可见光辐射下活性炭-铁酸镍杂化催化剂光催化氧化氨氮(英文)

铁酸镍(NiFe2O4)中的镍原子抑制其光芬顿催化活性.然而,活性炭(AC)能激活其光芬顿催化活性,结果导致复合催化剂AC-NiFe2O4在过氧化氢存在时可见光辐射下也可催化氧化氨氮.用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),傅里叶变换红外(FTIR)光谱,紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),比表面积和振动样品磁强计对催化剂进行了表征.光催化降解氨氮的实验表明,该复合催化剂在10 h内氨氮的降解率可达到91.0%,而同样条件下没有催化剂时氨氮的去除率只有24.0%.对照实验表明,裸铁酸镍在可见光辐射下,氨氮的降解率只有30.0%.这表明活性炭加速了氨氮的氧化速率.动力学研究表明,氨氮的氧化遵循一级反应动力学规律,其表观反应动力学常数为3.538×10-3min-1.机理研究表明,氨氮的氧化是通过生成HONH2中间体,然后转化为NO2-.8次循环实验表明该复合催化剂容易分离、可循环使用、且催化活性十分稳定.因此,该催化剂具有潜在的应用价值.     

可见光辐射下新型可循环石墨烯-铁酸铋杂化催化剂高效光催化降解氨氮

近年来,本课题组利用简单的一步水热法,将石墨烯和铁酸锰、铁酸镍进行掺杂,先后制备出石墨烯铁酸锰和活性炭铁酸镍纳米光催化材料,并发现在可见光辐射作用下,这两种光催化剂均能利用可见光能量催化分解过氧化氢产生活性因子,从而有效地降解氨.基于此,本文采用简单的水热法成功制备出新型的高效多相石墨烯铁酸铋(rG-BiFeO3)催化剂,并尝试在不添加H2O2的条件下进行光降解氨氮实验.结果表明,该复合光催化剂仍可接受可见光辐射,在rG和BiFeO3的协同作用下高效地光分解氨氮.由X射线衍射结果计算出rG-BiFeO3的平均粒径约为18.5 nm.通过清晰的rG-BiFeO3的透射电镜图可以观察到,BiFeO3纳米颗粒物较均匀地分散在rG的二维表面上.对比BiFeO3和rG-BiFeO3的傅里叶变换红外光谱可以发现,rG和BiFeO3之间可能形成了化学键.拉曼光谱结果表明,相对于纯的GO,rG-BiFeO3拉曼谱线的D带和G带发生了蓝移,表明石墨烯铁酸铋复合材料中的GO被充分还原成石墨烯.对比BiFeO3和rG-BiFeO3的紫外-可见漫反射光谱发现,rG-BiFeO3的漫反射光谱发生了红移,表明rG-BiFeO3光催化材料对可见光的响应程度进一步提高.比表面积测定表明,BiFeO3的比表面积为21.0 m2/g,而rG-BiFeO3催化剂的比表面积则增加到48.6 m2/g,说明rG-BiFeO3的吸附性能将得到很大提高.可见光催化反应结果表明,在不添加H2O2,pH=11的条件下,0.2 g rG-BiFeO3对50 mg/L NH3-N的降解率达到91.2%.动力学研究表明,BiFeO3光催化剂氧化氨氮反应遵循一级反应动力学规律.另外,由于BiFeO3纳米材料本身具有一定的弱磁性,所以BiFeO3和rG的复合材料也具有一定的磁性,较易回收.催化剂经过7次循环使用后,仍然具有很高的光催化活性.根据已有文献报道,吸附在催化剂表面的氨氮被氧化的路径有两条:(1)氨在被氧化为NH2,NH和N2Hx+y(x+y=0,1,2)等一系列中间产物后,最终被分解为氮气;(2)氨被氧化为中间产物HONH2,最终分解为硝酸盐和亚硝酸盐.本文利用紫外-可见分光光度计对rG-BiFeO3光降解体系下的氨溶液进行了全波长扫描,在206和211 nm处未检测到任何吸光度,从而排除了氨氮最终分解产物为硝酸盐和亚硝酸盐的可能性.这意味着rG-BiFeO3可见光降解氨体系符合第一种氧化路径.进一步的机理研究表明,反应过程中石墨烯与铁酸铋之间的协同作用所产生的空穴、超氧阴离子自由基和羟自由基共同将NH3直接氧化成N2,其中羟基自由基在整个氧化分解过程中起着最主要的作用.     

兴奋剂马钱子碱的电化学氧化及其伏安法测定

以玻碳电极为工作电极，硫酸钾为支持电解质，在合适的ｐＨ条件下，通过循环伏安法，首次观测到了马钱子碱的不可逆氧化峰。在浓度为２０×１０－４～４０×１０－３ｍｏｌ／Ｌ范围内其峰电流与浓度呈线性关系，检测限为１０×１０－５ｍｏｌ／Ｌ。在正常人体的尿样中，采用标准加入法进行回收实验，其平均回收率为１００８％。该法简便、快速，用５０×１０－４ｍｏｌ／Ｌ的马钱子碱溶液重复测定１０次，相对标准偏差为１８％。对其反应机理作了初步探讨。     

活性炭-铁酸镍磁性催化剂的光催化性能

以活性炭、NiSO4.6H2O和FeCl3.6H2O为主要原料,在180oC水热反应10h制得了磁性纳米材料活性炭-铁酸镍(AC-NiFe2O4),采用X射线粉末衍射法、傅里叶变换红外光谱法、扫描电镜法、透射电镜法及振动样品磁强计对样品进行了表征.在可见光λ>400nm照射下,以AC-NiFe2O4为异相芬顿催化剂,在草酸存在下研究了亚甲蓝、罗丹明B和孔雀石绿光催化降解反应.结果表明,未掺杂AC的NiFe2O4在可见光辐射下基本不催化降解有机物;而掺杂活性炭后反应10h内20.0mg/L有机模拟污染物降解率达到90%以上.催化剂重复循环使用8次以上,其催化活性基本不变.可见AC-NiFe2O4有望用于光催化降解有机污染物中.     

Direct Electrochemistry of Cytochrome c on EDTA-ZrO_2 Organic-inorganic Hybrid Film Modified Electrodes

Introduction Cytochrome c (cyt c) is probably the most thor-oughly studied redox protein. It contains one Fe(III) redox center located in a haem unit which is approxi-mately spherical shape with 3.4 nm diameter and 12384 Dalton molecular weight. On metal electrode surfaces it usually shows a short lived, transient response. Many factors can impede direct electron transfer between electrodes and cyt. c, including adsorption onto elec-trode surfaces of macromolecular species (impurities) or de…     

生物大分子肝素修饰电极的制备及其应用——痕量铜的测定

本文利用肝素与某些金属离子之间强烈的亲和作用，设计成了一种新型的伏安传感器，这处用肝素修饰的玻碳电极被用于前量铜的阳极溶出伏安测定。该电极制作简便，具有较好的重现性，选择性和较高的灵敏度，本方法测定铜的线性范围为２．０×１０＾－８ｍｏｌ／Ｌ～１．０×１０＾－６ｍｏｌ／Ｌ，检测下限为１．０×１０＾－９ｍｏｌ／Ｌ，同一支修饰电极平行测定１０次的相对标准偏差是３．２０％。