金属离子掺杂对TiO2光催化性能的影响

TiO₂光催化反应过程涉及光生电荷、电荷迁移、电荷在TiO₂表面的反应和溶液体相反应4个顺序相接并相互影响的步骤.在TiO₂中掺杂金属离子对以上4个步骤均有重要影响,合理的掺杂可有效地提高其光催化性能.本文综合了国内外此方面的最新研究成果,从提高TiO₂光催化性能和优化光催化反应的角度出发,在材料吸光能力、电荷扩散、表面反应、粒径和晶型等方面,全面地分析总结了金属离子掺杂的影响效果和规律性认识,并对TiO₂基光催化材料的金属离子掺杂改性研究的未来发展方向提出了建议.文中还简要介绍了相关的掺杂方法和材料表征手段.     

基于氮掺杂碳量子点荧光猝灭效应检测Fe3+

碳量子点光致发光性质取决于尺寸大小和表面官能团的性质.本研究以还原冶炼过程产生的生物质焦油为前驱体,采用小分子乙二胺进行氮掺杂,通过一步水热法合成荧光产率高、分散性能好的氮掺杂碳量子点,基于Fe3+对氮掺杂碳量子点选择性荧光猝灭效应,实现了对Fe3+快速准确检测.合成的氮掺杂碳量子点为规则的球形,尺寸均一,平均粒径为2.64 nm,晶面间距为0.25 nm,具备石墨碳晶格(100)晶格结构,其荧光量子产率为26.1%;Fe3+与N-CQDs表面官能团配位络合致使N-CQDs荧光猝灭,Fe3+浓度在0.23~600μmol/L范围内,与氮掺杂碳量子点荧光猝灭程度呈良好的线性关系,Fe3+的检出限为230 nmol/L.     

三元共聚脲序列分布及二胺反应活性比的研究

以己二胺(HDA)、间苯二胺(MPD)、4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二苯砜及2,4-甲苯二异氰酸酯为原料,合成了一系列三元共聚脲,以三元共聚序列结构分析的理论为基础,建立了一套普适性较强的利用核磁氢谱分析和计算机分峰处理,研究三元共聚脲在不同反应条件下的序列结构方法,计算了无规度B值和链段序列长度L_na与L_nb.定量关联了不同反应条件下二胺单体间的反应活性比.结果表明,二胺单体间的反应活性比随反应条件的变化而变化     

微生物电解电池制氢*

在微生物燃料电池（MFC）的基础上发展而来的微生物电解电池（MEC）为生物制氢提供了一种全新的方法。本文综述了自2005年MEC发明以来取得的研究进展。简要介绍了MEC制氢的基本原理和系统的评价参数;比较了不同MEC系统结构和电极材料对体系产氢效能的影响;讨论了MEC制氢实际应用中存在问题和限制因素;提出了MEC制氢今后的研究思路和发展趋势;展望了MEC在利用生物质制氢和有机废水资源化利用中的应用前景。     

生物质焦油制备的碳量子点

利用生物质热解副产物焦油为碳前驱体,采用反相微乳液法和P_2O_5碳化法制备了荧光碳量子点。反相微乳液法制备的碳量子点为规则球状结构,粒径均一,平均粒度为4.3 nm,晶面间距为0.25 nm,对应于石墨碳的(100)晶面;P_2O_5碳化法制备的碳量子点为蜂窝状结构,平均粒径为6.8 nm,晶面间距为0.33 nm,对应于石墨碳的(002)晶面。两种方法制备的碳量子点均具备石墨结构特征,碳量子点荧光产率分别为85.3%和24.3%。     

溶致液晶作模板水凝胶的制备及其表征

以表面活性剂Brij 58溶致液晶(LLC)为模板, 采用光聚合的方法合成了结构规整的新型溶致液晶型聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶, 并对其结构、形貌和性能进行了研究. 扫描电镜结果表明活性剂Brij 58用量为10%～40%时, 可形成结构规整、孔径均一的LLC型水凝胶, 其孔径为1～2 µm, 约为普通水凝胶的1/40. 当Brij 58浓度大于50%时, 体系发生相分离, 此时合成的水凝胶含水量及孔隙率下降. 傅立叶变换红外光谱(FTIR)显示, LLC型水凝胶中羰基和氨基的红外吸收向低波数方向移动, 表明其中形成了大量的分子间氢键. 同时, LLC型PAAm水凝胶还保持了普通水凝胶的pH敏感性, 相同条件下, 其溶胀比大于普通水凝胶.     

聚电解质膜PDAC/PSS诱导CaCO3结晶的研究

以模拟软体动物珍珠层的周期性基质控制形成过程制备仿生层状复合材料．将聚苯乙烯磺酸钠(PSS)与聚二烯二甲基氯化铵(PDAC)用逐层浸渍的方法使其组装成多层膜,用于诱导过饱和溶液中CaCO3的结晶,详细研究了膜紫外吸收随组装层数增加的线性变化．扫描电镜和X射线衍射表征了晶体的形貌和结构,(PDAC/PSS)15PDAC膜诱导获得的CaCO3晶体为六面体结构,晶体尺寸为30～40μm;(PDAC/PSS)15膜诱导CaCO3结晶,可以在膜表面获得形貌与珍珠层非常相似的CaCO3晶体,结晶10h获得的晶片结构呈规则的六边形,片尺寸约为10～20μm,X射线衍射结果表明两种晶体的晶格结构与天然珍珠层差异明显,说明静电作用为晶体形貌的主控因素之一,但不是晶格结构的决定因素．复合材料断面电镜照片表明其为层状结构。     

聚电解质膜PDAC/PSS诱导CaCO3结晶的研究

以模拟软体动物珍珠层的周期性基质控制形成过程制备仿生层状复合材料. 将聚苯乙烯磺酸钠(PSS)与聚二烯二甲基氯化铵(PDAC)用逐层浸渍的方法使其组装成多层膜, 用于诱导过饱和溶液中CaCO₃的结晶, 详细研究了膜紫外吸收随组装层数增加的线性变化. 扫描电镜和X射线衍射表征了晶体的形貌和结构. (PDAC/PSS)₁₅PDAC膜诱导获得的CaCO₃晶体为六面体结构, 晶体尺寸为30～40 μm; (PDAC/PSS)₁₅膜诱导CaCO₃结晶, 可以在膜表面获得形貌与珍珠层非常相似的CaCO₃晶体, 结晶10 h获得的晶片结构呈规则的六边形, 片尺寸约为10～20 μm. X射线衍射结果表明两种晶体的晶格结构与天然珍珠层差异明显, 说明静电作用为晶体形貌的主控因素之一, 但不是晶格结构的决定因素. 复合材料断面电镜照片表明其为层状结构.