Ag3PO4量子点/石墨相氮化碳纳米片复合光催化剂的制备及其对苯甲醇选择性氧化活性

以热氧化剥离法得到的超薄石墨相氮化碳(g-C₃N₄)纳米片为载体,首次在室温条件下,制备了系列Ag₃PO₄量子点/g-C₃N₄纳米片复合光催化剂;通过透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL),对复合光催化剂的形貌、结构和光学性质进行了表征,考察了系列光催化剂对苯甲醇的光催化选择性氧化性能。 结果表明,粒径为3~5 nm Ag₃PO₄颗粒均匀分散g-C₃N₄纳米片上,结晶度良好。 以乙腈为溶剂时,当m(Ag₃PO₄)/m(g-C₃N₄)=0.6时,苯甲醇具有32.1%的最大转化率,对产物苯甲醛具有90%的最高选择性;活性物种捕捉实验结果表明,该催化氧化反应的主要活性物是光生空穴的氧化作用,能带计算结果表明,该复合催化剂结构具有合适的苯甲醇的氧化电位而选择性生成苯甲醛。     

N,N-二甲基羟胺与HNO2的反应动力学

分别在高氯酸和硝酸介质中研究了N,N-二甲基羟胺(DMHAN)与HNO₂的反应动力学,通过考察溶液酸度、还原剂浓度、离子强度和温度等因素对反应过程的影响,获得高氯酸介质中反应动力学速率方程为-d[HNO₂]/dt=k[DMHAN][HNO₂],在18.5 ℃,离子强度μ=0.73 mol/L时,反应速率常数k=(12.8±1.0) mol/(L·min),反应活化能Ea=41.5 kJ/mol。 在硝酸介质中DMHAN与HNO₂的反应比较复杂,硝酸浓度较高时,硝酸将参与反应重新生成HNO₂,且硝酸浓度越大,HNO₂的生成速度越快,HNO₂与DMHAN的反应是自催化氧化的。 对DMHAN与HNO₂的反应产物进行了分析,并推导了硝酸体系中DMHAN与HNO₂的反应机理。     

基于炔丙基与丁二炔生成第一个碳环的反应机理研究

第一碳环的形成是多环芳烃(PAHs)生成的关键速率控制步，探明第一碳环的生成机理对抑制PAHs生成至关重要。为探究第一碳环的生长过程，本研究利用平均局部离子化能(ALIE)和静电势(ESP)预测反应发生的位点，基于密度泛函(DFT)方法和过渡态理论(TST)，计算炔丙基(C₃H₃)+丁二炔(C₄H₂)生成第一碳环的反应路径与化学动力学参数。结果表明，C₃H₃与C₄H₂加成反应形成五、六和七元环分子，其中，五元环形成速率最快，六元环最慢。在第一碳环的生成过程中，H转移和闭环反应所需的活化能较大、反应速率缓慢，其决定了第一碳环的生长速率。各碳环上的H转移反应速率取决于碳环上的C原子数量，其中，五元环最快，六元环最慢。本研究完善了碳氢燃料燃烧过程中第一碳环生成的反应动力学和热力学数据，可为PAHs的生成及预测提供有力的理论依据。     

Ni-P@g-C3N4复合材料的合成与可见光催化性能

以三聚氰胺为前驱体,采用两步热聚合法,制备了一系列石墨相氮化碳(g-C₃N₄)基光催化复合材料。通过X-射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸附、光致荧光光谱(PL)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和电化学阻抗谱(EIS)等表征了其结构与光电特性。结果发现,Ni-P共掺杂可以有效改善g-C₃N₄的可见光吸收性能,减小其电化学阻抗,抑制光生载流子的复合。以可见光条件下降解亚甲基蓝(MB)溶液为探针反应研究了Ni-P@g-C₃N₄复合材料的光催化降解性能。结果表明,照射120分钟1.5%Ni/P-CN复合材料对MB的降解率为61.7%,速率常数为0.00785 min^-1,是纯g-C₃N₄的两倍。反应体系的主要活性物种为超氧自由基(·O₂^-)。经过简单处理催化剂可重复使用3次以上且活性保持稳定。     

Fe3O4/HA复合吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究

采用碱溶酸析法提取腐植酸(HA),通过CaCl₂对其改性后与Fe₃O₄进行复合,制备出不同配比的Fe₃O₄/HA复合吸附剂。利用SEM、BET、FT-IR、XRD分析方法对HA、钙改性HA、Fe₃O₄/HA复合吸附剂进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始浓度对Ni(Ⅱ)吸附率的影响。结果表明:质量复合比mHA:mFe₃O₄:mCaCl₂为3∶2∶2的Fe₃O₄/HA复合吸附剂(HA2)对Ni(Ⅱ)吸附效果最佳。当加入0.8 g吸附剂,Ni(Ⅱ)初始浓度为0.1 g·L^-1,吸附5 h,pH=5,温度40℃,吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附率为92.57%。复合吸附剂在4次吸附脱附后,对Ni(Ⅱ)的吸附率仍达到52%。吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich吸附等温式。在20℃~40℃条件下,热力学参数ΔG<0、ΔS=37.57 J/(mol·K)、ΔH=11.07 kJ·mol^-1,表明该吸附是自发、熵增、吸热的过程。     

Mn-CeOx/Ti-PILC的制备、表征及脱硝性能研究

采用钛酸丁酯溶胶法制备了钛基柱撑黏土(Ti-PILC),通过浸渍法制备Mn-CeO_x/Ti-PILC,运用BET、FT-IR、XRD、NH₃-TPD、XPS等技术对催化剂进行表征分析。结果说明,经过钛交联柱撑制备的Mn-CeO_x/Ti-PILC是一种具备较大比表面积(133.7 m²/g)的多孔性介孔材料;活性成分主要为CeO₂以及Mn₂O₃。Mn-CeO_x/Ti-PILC低温下具有较好的选择性能催化剂还原(SCR)脱硝活性,180 ℃下,脱硝活性达到83.1%。     

中温煤沥青基碳量子点的制备与结构解析

以中温煤沥青为碳源，采用HNO₃预处理结合球磨过程及双氧水氧化刻蚀的方法制备沥青基荧光碳量子点，以CQDs的收率和荧光量子产率为目标，获得最优制备条件：反应时间6 h、H₂O₂加入量100 mL （c-CQDs），此时，CQDs收率和荧光量子产率分别为6.3%和11.2%，且尺寸均匀、粒径分布在4-14 nm。延长反应时间至8 h （a-CQDs），碳量子点团聚；H₂O₂用量增加至120 mL （b-CQDs）则导致碳量子点氧化过度，颗粒小且杂乱无章。对不同条件下所制备的CQDs进行XPS、红外光谱、热重、¹³C NMR、Raman和晶相分析，探究反应条件对CQDs结构的影响规律。结果表明，就碳含量而言，a-CQDs > b-CQDs > c-CQDs，氧元素含量则为b-CQDs > c-CQDs > a-CQDs。各CQDs结构中C主要以芳碳形式存在，c-CQDs的C=O、O-C=O含量最高，而b-CQDs的C-O含量最高，¹³C NMR分析发现CQDs中表征平均芳环尺寸大小的X_b约为0.5，相应地，其平均芳环数约为3。     

以橘子皮为碳源合成的CeO2@C及其对酸性染料去除性能

以Ce(NO₃)₃·6H₂O、橘子皮为原料,利用共沉积法制备氧化铈水合物与橘子皮混合物(CeO₂·x H₂O@OPP),通过在N₂中煅烧CeO₂·x H₂O@OPP获得CeO₂@C复合材料。利用FT-IR、X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱、UV-Vis、X射线光电子能谱、光电流测试方法对合成材料进行了表征。结果表明,CeO₂@C保留了较多的有机官能团,材料内具有较丰富的氧空穴及碳键,Ce、C、O元素均匀分布于材料内。光催化实验结果表明,在CeO₂中引入碳有利于光生电子与空穴分离,提高光电流强度及光催化效率,且CeO₂@C中碳含量对有机染料吸附及光催化效率影响较大。     

不同改性方法对酒糟生物炭理化性质及其吸附能力的影响

本文以酒糟生物炭为供试材料,比较研究了化学活化改性法(HNO₃、NaOH和H₂O₂)、有机改性法(海藻酸钠和柠檬酸)以及金属盐或金属氧化物改性法(FeCl₃和Fe₂O₃)对酒糟生物炭理化性质及其吸附性能的影响,为制备高吸附性能生物炭提供理论依据。实验结果表明:(1)不同改性方法对酒糟生物炭吸附Cd(Ⅱ)能力影响较大。吸附实验结果显示,FeCl₃改性(C₁)显著降低酒糟生物炭的吸附能力,其他改性方法均提高生物炭的吸附能力。选取三类改性方法中吸附作用最好的一种进行比较,其中Fe₂O₃改性碳(C₂)对Cd(Ⅱ)的吸附作用最强,H₂O₂改性炭(A₃)次之,柠檬酸改性炭(B₂)效果最差,三种改性生物炭与对照相比分别提高了30.45%、13.49%和10.4%。(2)生物炭...     

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定碳酸盐岩中Ca、Mg、Sr、Ba等13种元素

为了探索碳酸盐岩主量元素和部分微量元素的同时准确测定方法,选用微波消解法,考察了HNO₃-HF、HNO₃-H₂O₂、HNO₃-HCl、HNO₃-HF-H₂O₂和HNO₃-HCl-HF-H₂O₂5种不同的溶样体系对碳酸盐岩样品的消解情况,通过选择各元素合适的分析谱线,进行标准溶液的高钙基体匹配,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法同时测定其中的主量元素Ca、Mg、Al、Fe、K和微量元素Mn、Sr、Ba、V、Cu、Cr、Ni、Li含量的方法。结果表明,HNO₃-HF-H₂O₂三酸溶样体系消解更彻底,方法的标准曲线线性相关系数均不小于0.999,方法检出限为0.000 2～1.10μg/mL,测定值的相对标准偏差为0.10%～9.6%,测定值与标准值基本一致。方法用于古...     

生物质纳米碳膜的制备及其电化学性能

将衰老叶片用H₂SO₄进行水热氧化得到氧化水合碳前驱体，前驱体经烘干研磨在KOH存在下进行碳化得到生物质纳米碳膜(LS-OCM),通过FT-IR,XRD、TEM、SEM、AFM、XPS及N₂吸附-脱附等测试手段对其材料组成和微观形貌进行表征。TEM、SEM及N₂吸附-脱附分析显示，制得生物质纳米碳膜材料(LS-OCM)既保留叶片原有的叶脉结构又形成丰富多级的孔道结构，比表面积约为450.7 m²/g,孔径分布较窄，平均孔径为3.8 nm; AFM分析显示，LS-OCM类似二维纳米膜，片层平均厚度在1.6 nm左右；XPS及XRD分析表明，该材料中C主要以C=C形似存在，为类石墨烯碳膜。电化学性能分析表明，在电流密度为0.25 A/g下，LS-OCM比电容为262.58 F/g,循环100圈，比电容仍然可达150.8 F/g,表明材料具有良好的稳定性。     

GO/Ag3PO4复合光催化剂的制备、表征及光催化性能

以石墨粉为原料,采用Hummers氧化法合成氧化石墨烯(GO).然后在超声作用下,将不同含量的Ag₃PO₄沉积在GO上,制备了一系列4% (w,质量分数) GO/Ag₃PO₄、8% GO/Ag₃PO₄、16% GO/Ag₃PO₄和32% GO/Ag₃PO₄复合光催化剂.对所制备的光催化剂运用N₂物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)等手段进行了表征,并在可见光下考察了GO含量对Ag₃PO₄光催化降解甲基橙(MO)的性能.结果表明, GO能够和Ag₃PO₄实现均匀复合.复合GO提高了催化剂的比表面积,改善了催化剂的吸附性能.复合16% GO使Ag₃PO₄光催化活性提高最显著, 120 min内对MO的降解率达到83%,是纯Ag₃PO₄光催化活性的7.5倍. GO能提高催化剂的比表面积,促进光生电子-空穴(e^-/h⁺)的分离,产生更多活性自由基,从而提高Ag₃PO₄光催化的活性和稳定性.     

纳米SnO2高效催化烯烃与H2O2环氧化反应研究

构建了用于催化烯烃与过氧化氢环氧化反应的高效、 绿色催化反应体系. 首先, 通过水热合成法制备了纳米SnO₂, 并在320 ℃下煅烧. 随后, 对所有催化剂进行X射线衍射(XRD)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征. 进一步将催化剂用于以H₂O₂水溶液为氧化剂环氧化各种官能化烯烃(包括环烯烃, 苯乙烯和直链烯烃)的反应, 以高转化率和高选择性得到了环氧化物. 在相似的反应条件下, 发现合成的纳米SnO₂-170催化剂在催化1-甲基环己烯与H₂O₂的环氧化反应中的活性最佳, 在2 h内1-甲基环己烯的转化率达到100%, 环氧化物选择性达到100%.     

痕量K元素对煤基碳材料NOx低温吸附功能的影响机理

本研究选取准东煤为碳材料前驱体，以水热耦合痕量K元素的方法对其进行活化。通过实验探究K质量浓度对碳吸附性能的影响，同时系统研究了材料的NO_x低温吸附性能。实验结果表明，活化液中K₂CO₃质量浓度为0.0067g/mL时，所制得的样品对NO_x的吸附性能较好，其饱和NO_x吸附时间为3200 s。通过低温N₂物理吸附研究发现，该质量浓度下样品的孔结构发展较好，比表面积达到708.6 m²/g。此外，本研究通过XPS、SEM等手段对不同质量浓度K₂CO₃活化的碳基材料进行了物化表征，并对不同质量浓度K₂CO₃活化制备的样品进行了表面性质分析，通过FT-IR对样品表面的吸附过程进行研究，发现准东煤基碳材料优良的吸附性能与表面结构相关，研究中采用DFT手段对反应机理进行验证，结果表明，K可促进C-O键的形成，而活性C-O结构是促进NO_x吸...     

氟喹诺酮C-3均三唑衍生物抗增殖活性的QSAR研究

基于拓扑化学理论,用原子类型的电性拓扑状态指数(E_A)描述了48个氟喹诺酮C-3均三唑衍生物分子的化学微环境。基于E_A和最佳变量子集回归,建立上述化合物对人白血病细胞(HL60)的抗增殖活性(pH)的定量构效关系(QSAR)模型。其最优四元(E₈、E₁₃、E₁₉、E₄₂)模型的判定系数(R²)和逐一剔除法交叉验证系数(R_cv²)分别为0.853和0.813。经R²、R_cv²、F_IT、A_IC、F、V_IF等统计指标检验,所建模型具有良好的稳定性、相关性和预测能力。结果显示影响氟喹诺酮C-3均三唑衍生物对人白血病细胞(HL60)的抗增殖活性的主要因素是与靶标形成氢键,以及配位和疏水作用。     

漂浮型BiFeO3/膨胀珍珠岩的制备及其可见光催化性能

利用水热法制备了新颖的、漂浮型的膨胀珍珠岩(EP)负载BiFeO₃(BiFeO₃/EP)复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和紫外可见漫反射(UV-Vis-DRS)对制备的复合材料进行了表征与分析。SEM和TEM结果清楚地表明BiFeO₃纳米粒子已被负载到EP表面。与纯BiFeO₃相比,BiFeO₃/EP复合材料明显提高了对可见光的吸收能力,减小了带隙宽度,在可见光下对亚甲基蓝(MB)的降解表现出更强的光催化活性。其中,70%BiFeO₃/EP复合材料对MB染料废水的光催化活性最高,其光催化反应一级速率常数是纯BiFeO₃的2.2倍。由于质轻中空的特点,制备的BiFeO₃/EP颗粒漂浮在液面上,有利于相分离和反应后光催化剂的回收。材料的重复性试验表明,复合材料在MB光降解过程中是相当稳定的。     

花状Zn-MOF衍生碳@MoS2复合材料制备及吸波性能

采用Zn-MOF(MOF为金属有机骨架)制备纳米多孔碳材料,通过自组装法将多孔碳与花状MoS₂结合,制备出具有规整有序结构的花状Zn-MOF衍生碳@MoS₂复合吸波材料。基于Zn-MOF衍生纳米多孔碳的高孔隙率、大比表面积,MoS₂的花状结构引起的电磁波多次反射和散射,以及MoS₂和Zn-MOF衍生碳之间存在的强极化效应、良好的阻抗匹配和协同作用,Zn-MOF衍生碳@MoS₂在频率为9.28 GHz时的最佳反射损耗达到-49.68 dB,表现出优异的电磁波吸收性能。     

有机碳源对LiTi2(PO4)3/C复合水系负极性能的影响

采用喷雾干燥与高温煅烧相结合的方法制备了球形LiTi₂(PO₄)₃/C复合水系负极材料, 探讨了基于不同包覆机制的有机碳源和碳包覆量对LiTi₂(PO₄)₃/C复合负极电化学性能的影响. 结果表明, 碳包覆量过低时不足以阻止水的侵蚀, 而碳含量过高时锂离子扩散的阻力过大, 磷酸钛锂电极最优碳包覆质量分数为13%. 碳包覆的均匀性和包覆层厚度是影响电极性能的两个重要因素. 基于原位聚合包覆机制的聚多巴胺包覆磷酸钛锂颗粒最均匀, 碳化后微晶结构较好, 具有良好的电子导电性, 以聚多巴胺为碳源制备的LiTi₂(PO₄)₃/C复合负极性能最优.     

铁酸锰/腐植酸复合材料制备及其对亚甲基蓝吸附性能

采用化学共沉淀法合成了一种腐植酸(Humic Acid,HA)包覆铁酸锰型磁性复合材料(MnFe₂O₄/HA)。采用扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术手段对其进行表征和分析表明,合成产物颗粒大小约200 nm,具有典型的尖晶石结构,腐植酸成功包覆在MnFe₂O₄颗粒表面,饱和磁化强度为34.01 A·m²/kg,在外界低磁场作用下30 s内便可从水溶液分离。 MnFe₂O₄/HA对亚甲基蓝的吸附是一个准二级动力学过程,在2 h达到平衡,较好的符合Langmuir吸附模型。 与MnFe₂O₄相比其对亚甲基蓝的吸附能力显著增强,室温下pH=9时最大吸附量可以达到29.94 mg/g。 MnFe₂O₄/HA可以作为一种有效去除水体中亚甲基蓝污染物的吸附材料。     

原位限域生长策略制备有序介孔碳负载的超小MoO3纳米颗粒

采用原位限域生长策略制备了一系列有序介孔碳负载的超小MoO₃纳米颗粒复合物(OMC-US-MoO₃). 其中, 有序介孔碳被用作基质来原位限域MoO₃纳米晶的生长. 依此方法制备的MoO₃纳米晶具有超小的晶粒尺寸(<5 nm), 并在介孔碳骨架内具有良好的分散度. 制得的OMC-US-MoO₃复合物具有可调的比表面积(428~796 m²/g)、 孔容(0.27~0.62 cm³/g)、 MoO₃质量分数(4%~27%)和孔径(4.6~5.7 nm). 当MoO₃纳米晶的质量分数为7%时, 所得样品OMC-US-MoO₃-7具有最大的孔径、 最小的孔壁厚度和最规整的介观结构. 该样品作为催化剂时, 表现出优异的环辛烯选择性氧化性能.