客体分子末端基团驱动的七元瓜环类轮烷自组装

以1,2-二(4-吡啶基)乙烯为母体,设计合成了系列基于烷基链末端基团分别为—COOH,—CH_2Br和—CH_3的阳离子型线性客体分子(G1~G3).研究结果表明,末端基团为—COOH的客体分子G1可驱动七元瓜环滑过1,2-二(4-吡啶基)乙烯形成[2]类轮烷分子梭及[3]类轮烷;客体分子G2和G3则不能驱动七元瓜环滑过吡啶基乙烯母体部分,但是G2的—CH_2Br基团可驱动七元瓜环靠近吡啶基乙烯基团并形成稳定的[2]类轮烷.这一现象可归因于链状分子末端基团与瓜环端口羰基氧作用时的静电势差异.     

可见光响应光催化剂K4Ce2Ta10O30、K4Ce2Nb10O30及其固溶体的电子结构

基于密度泛函理论(DFT), 采用平面波赝势(PWP)以及广义梯度近似(GGA)方法, 对可见光响应的光催化剂K4Ce2Ta10O30、K4Ce2Nb10O30及其固溶体进行电子结构的第一性原理计算. 结果表明, 光催化剂K4Ce2Ta10O30和K4Ce2Nb10O30的导带分别主要由Ta 5d和Nb 4d组成, 处于高能级的电子未占据态的Ce 4f与其有很明显的重迭, 但由于其高度局域特性,不能很好地参与光生电子在导带中的传导, 从而对光催化活性的贡献很小;而其价带则由O 2p与Ta 5d (Nb 4d)的杂化轨道组成, 同时电子占据态的Ce 4f对价带也有一定的贡献, 各个电子轨道对能带结构的贡献决定了该系列可见光响应光催化剂的物理化学和光催化特性. 固溶体系列中随着Nb含量的增加, 其吸收光谱依次红移, 带隙变窄, 导带底变低, 光生电子的还原能力降低. 在固溶体K4Ce2Ta10-xNbxO30(x=2, 5, 8)中, 由于Ce 4f轨道对价带顶的贡献相对较小, 固溶体的价带顶低于K4Ce2Ta10O30、K4Ce2Nb10O30的价带顶, 光生空穴的氧化能力相对较强. 该系列光催化剂的电子结构分析结果与光催化水分解的活性实验结果有很好的一致性.     

K_4Ce_2Ta_(10-x)Nb_xO_(30)-WO_3复合物的光催化储能特性

为获得可见光响应的储能光催化材料,以离子交换法获得的钨酸溶液与可见光响应光催化剂K4Ce2Ta10-xNbxO30(x=0,5,10)为原料,制备了K4Ce2Ta10-xNbxO30-WO3(x=0,5,10)复合光催化剂。采用XRD,TEM,BET,UV-V is等方法表征了材料的物理化学特性,通过电化学方法和抗菌实验对其储能特性进行表征,分析和研究了K4Ce2Ta10-xNbxO30能带结构对其光催化储能效应的影响及作用机制。研究结果表明,稀土元素Ce贡献于K4Ce2Ta10-xNbxO30能带结构的调变,使得K4Ce2Ta10-xNbxO30-WO3复合光催化材料具有可见光储能特性,在黑暗中也显示出一定的储能抗菌效应。该材料的储能性能受Nb含量和K4Ce2Ta10-xNbxO30的导带位置的影响:随着Nb含量的增加,光生电子还原能力下降,导致储能性能降低。     

造孔剂及烧结温度对堇青石支撑体性能的影响

以人工合成堇青石粉为原料,使用碳粉、淀粉、聚苯乙烯微球为造孔剂,采用挤压成型和固态粒子烧结法制备多孔堇青石陶瓷支撑体.研究了造孔剂种类、用量及烧结温度对支撑体开孔率、抗压强度、空气渗透速率等性能的影响,并用XRD和SEM分析了不同造孔剂对样品的物相组成及断面形貌的影响.研究结果表明:添加造孔剂不会改变试样的物相组成,但对试样的基本性能影响显著,其中添加聚苯乙烯微球的试样开孔率最大,微孔间连通性最好,造孔效果最好;烧结温度能使材料致密化,可以有效提高抗压强度,当温度为1300℃、添加10;的聚苯乙烯微球时制备出的支撑体性能最优.此时开孔率为53.81;,抗压强度为8.36 MPa,空气渗透速率为5.99 m3·h-1·Pa-1·m-2,耐碱腐蚀率为99.97;.     

可见光响应光解水制氢的半导体光催化剂

研究开发可见光响应的光催化剂一直是光解水制氢的首要目标，近年来通过能带调控等手段实现光催化剂的可见光化被广泛研究，并取得了令人注目的进展。本文综述了通过能带调变实现可见光化的各种手段，包括TiO₂掺杂特别是阴离子掺杂、能响应可见光的新型固溶体和单相光催化材料的开发以及Z-形反应系统的构筑，并且通过电子结构的分析阐述其可见光化的机理。     

莫来石纤维增强堇青石质陶瓷材料性能研究

以堇青石粉为原料,碳粉为造孔剂,甲基纤维素(MC)为粘结剂,甘油、乙醇为润滑剂,通过挤压成型和固态粒子烧成法制备具有高开孔率,高强度的陶瓷.通过烧结温度和保温时间的正交实验确定堇青石基体材料的烧结制度.通过考察烧结温度和莫来石纤维(PMF)添加量对纤维陶瓷性能的影响,确定使纤维与基体材料结合程度最佳的烧结制度和莫来石添加量.采用SEM、XRD表征样品的断面形貌和晶相种类,以分析基体材料和莫来石纤维的相互作用对陶瓷性能的影响.结果表明:1300℃下保温2 h的堇青石陶瓷综合性能较佳;含纤维陶瓷的烧结温度越高,莫来石纤维与堇青石基体的结合越紧密,莫来石纤维的增强作用越明显,但高于1300℃时,复合陶瓷的抗压强度会由于堇青石基体材料强度下降而下降;莫来石纤维添加量为20;时,陶瓷开孔率为49.25;,抗压强度为15.69 MPa,比无纤维的陶瓷增加了153;.