Bi2WO6量子点(QDs)修饰Bi2MoO6-xF2x异质结的构筑及其催化活性增强机理

采用简单沉积-沉淀法合成了Bi₂WO₆@Bi₂MoO_6-xF_2x（BWO/BMO6-xF2x）异质结,借助XRD、XPS、TEM、SEM、EDS、UV-Vis-DRS、PC和EIS等测试技术对其组成、形貌、光吸收特性和光电化学性能等进行系统表征,并以模型污染物罗丹明B（RhB）的光催化降解作为探针反应来评价Bi₂WO₆@Bi₂MoO_6-xF_2x异质结的光催化活性增强机制。形貌分析表明,所得Bi₂MoO₆微球由大量厚度为20~50 nm的纳米片组成;FE-SEM和HR-TEM分析表明,尺寸约为10 nm的Bi₂WO₆量子点均匀沉积在Bi₂MoO_6-xF_2x微球表面,形成新颖的Bi₂WO₆@Bi₂MoO_6-xF_2x异质结;与纯Bi₂MoO₆或者Bi₂WO₆相比,1∶1Bi₂WO₆@Bi₂MoO_6-xF_2x异质结表现出更好的光催化活性和光电流性质,其对RhB光催化降解的表观速率常数分别为纯BMO和BWO的6.4和11.6倍。PC和EIS图谱分析表明,Bi₂WO₆量子点表面沉积显著提高Bi₂MoO_6-xF_2x光生电子/空穴的分离效率和迁移速率;活性物种捕获实验证明了·O₂^-和h⁺是主要的活性物种。根据实验结果,探讨了F^-掺杂和Bi₂WO₆量子点之间的协同效应对Bi₂MoO₆的光催化活性的影响机制。     

溴代烷烃与活性氮的反应发光研究

在流动余辉装置上, 利用N₂空心阴极放电制备活性氮, 研究了活性氮与溴代烷烃(CHBr₃、CH₂Br₂、C₂H₅Br、C₄H₉Br) 反应的化学发光.上述所有反应中, 在550～750 nm波段均观察到了较强的NBr (b¹Σ+→X³Σ^-)跃迁发射谱. 同时在活性氮与CHBr₃和CH₂Br₂的反应中, 在流动管下游还观察到了CN (A²π, B²π→X²Σ⁺)的发射谱. 验证性的实验表明, 激发态NBr (b¹Σ⁺)是由二步过程形成: N(⁴S)与溴代烷烃反应生成NBr (X³Σ^-), 再通过N₂ (A ³Σ_u⁺)分子能量转移到激发态NBr (b¹Σ⁺); 而激发态的CN是通过N(⁴S) + CBr→CN(A, B) + Br过程形成的.     

新半金属Fe2LaO4磁电性能的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法设计并优化了含稀土元素的新半金属Fe₂LaO₄。详细计算了其电荷分布,分子磁矩等磁电性能，并结合配位场理论分析了其电子结构。结果表明，Fe₂LaO₄是一种含稀土元素的铁磁性的新ⅡB型半金属；它的稳定相晶格常数约为0.623 nm，分子磁矩约为1.0μ_B；Fe₂LaO₄属软铁磁性半金属；La较多的外层电子增强了Fe₂LaO₄内部的库仑斥力,导致了配合物ML₄和ML₆均受强场作用,从而使Fe₂LaO₄具有软铁磁性；考虑自旋分布后ML₄和ML₆的电子结构分别为a_1g¹↑a_1g¹↓t_1u³↑t_1u³↓e_g²↑e_g²↓t_2g³↑t_2g³↓和a_1g¹↑a_1g¹↓t_1u³↑t_1u³↓t_2g³↑t_2g³↓e_g²↑e_g²↓e_g^*1↑,这些电子属于分子轨道。     

三元体系YCl3-CdCl2-H2O和四元体系YCl3-CdCl2-HCl(～8.8%)-H2O (25 ℃)的相平衡及其固相新化合物的研究

The equilibrium solubilities of the ternary system YCl₃-CdCl₂-H₂O, the quaternary system YCl₃-CdCl₂-HCl(～8.8%)-H₂O were determined at 25 ℃ and the phase diagrams were constructed. The results show that the ternary system was complicated with six equilibrim solid phases CdCl₂·2.5H₂O, CdCl₂·H₂O, 8CdCl₂·YCl₃·15H₂O (8∶1 type), 4CdCl₂·YCl₃·13H₂O(4∶1 type), 5CdCl₂·2YCl₃·26H₂O (5∶2 type) and YCl₃·6H₂O. The quaternary system was also complicated with four equilibrim solid phase CdCl₂·H₂O, 4CdCl₂·YCl₃·13H₂O (4∶1 type), 5CdCl₂·2YCl₃·26H₂O(5∶2 type) and YCl₃·6H₂O. Among the three new compounds 8CdCl₂·YCl₃·15H₂O, 4CdCl₂·YCl₃·13H₂O and 5CdCl₂·2YCl₃·26H₂O, 8CdCl₂·YCl₃·15H₂O was a kind of metastable compound only in ternary system, and it was changed into 4CdCl₂·YCl₃·13H₂O with time. Both 4∶1 type and 5∶2 type existed in ternary and quaternary system, but they were also congruently soluble compounds in quaternary system. They have been prepared from the system and have been characterized by XRD, TC-DTG and DSC.     

钙钛矿型LaxSr1－xNi1－yCoyO3光电催化活性研究

用甘氨酸-硝酸盐燃烧合成法, 制备La_xSr_1－xNi_1－yCo_yO₃复合氧化物的陶瓷粉末, 对钙钛矿氧化物进行了XRD结构分析. 在通氧或不通氧下测试氧还原和氧析出的循环伏安曲线. 结果表明: 该氧电极具有双功能催化特性, 但不完全可逆. 利用汞灯作为激发光源, 进行几种水溶性染料和五种混合染料光解实验, 利用紫外-可见、红外以及人工神经网络光度法研究La_xSr_1－xNi_1－yCo_yO₃的催化性能. 结果表明: La_xSr_1－xNi_1－yCo_yO₃ (x＝0.7, 0.9, 1; y＝0.3, 0.75)复合氧化物都具有较强光催化特性; La_xSr_1－xNi_1－yCo_yO₃的光催化活性高于La_xSr_1－xNiO₃, 这与B位离子(Ni^2—, Co^2－)的电子构型有关; Co^2＋的加入可使La_xSr_1－xNiO₃的光催化活性有所提高.     

白光LED用Sr0.955Al2Si2-xTixO8：Eu2+荧光粉的晶体结构和光谱特性

由高温固相反应制得Sr_0.955Al₂Si_2-xTi_xO₈：Eu²⁺（x=0~1.0）系列试样,研究了Ti⁴⁺置换Si⁴⁺对其晶体结构和光谱特性的影响。Ti⁴⁺以类质同相替代Si⁴⁺进入晶体晶格中,形成了连续固溶体,其晶胞参数a,b,c,β和晶胞体积V随Ti⁴⁺置换量呈线性递增。Ti⁴⁺置换Si⁴⁺对晶胞参数c的影响显著,b其次,a最小。荧光激发谱为宽带,位于230~400nm,由267nm、305nm、350nm和375nm 4个峰拟合成,表观峰值位于351nm;随着Ti⁴⁺置换量的增加,半高宽（FWHM）从105nm减小到93nm。发射光谱位于380~600nm,表观峰值位于407nm,可由406nm和441nm两峰拟合而成并且随Ti⁴⁺置换量增加线性红移,Ti⁴⁺进入晶格对长波长发射中心影响较少;Ti⁴⁺置换量为1.0时,表观发射峰位从407nm红移至417nm;利用试样荧光光谱和VanUitert经验公式,得出SrAl₂Si₂O₈：Eu²⁺中Sr²⁺的配位数为9。随着Ti⁴⁺置换量Si⁴⁺进入基质晶格,造成Eu-O距离变小,使得Eu²⁺所处的晶体场强度增强,发光中心Eu²⁺的5d能级分裂增大,造成Eu²⁺最低发射能级重心下移,两拟合谱峰峰位均呈线性红移。     

不同温度下VUV光激发的Pr3+离子的发光性质

The luminescent properties of Pr³⁺-doped LaB₃O₆, SrAl₁₂O₁₉, SrB₄O₇ and NaYF₄ in the vaccum ultraviol-et (VUV) range at different temperatures were investigated under the excitation of high-energetic synchrotron radiation. For Pr³⁺ ions in LaB₃O₆, SrAl₁₂O₁₉ and SrB₄O₇, only the parity-forbidden ¹S₀→4f² transitions were observ-ed in the emission spectra at relatively low temperature; but the parity-allowed 4f5d→4f² transitions appeared simultaneously when the temperature was high enough. And the intensity of broad 4f5d→4f² emission increased relative to the intensity of ¹S₀→4f² emissions with increasing temperature. Then the thermal equilibrium model of energy levels was employed to the lowest 4f5d state and ¹S₀ state of Pr³⁺ in the three hosts. The calculated curves were in good agreement with the experimental values, indicating the occurrence of the thermal excitation from ¹S₀ state to 4f5d states at high temperatures when the lowest 4f5d state lies higher than ¹S₀ state and the photon energy is high enough.     

纳米Mn-Zn铁氧体的制备和研究

Nanosize manganese zinc ferrites were fabricated by hydrothermal precipitation route using Fe₂(SO₄)₃, ZnSO₄·7H₂O, MnSO₄·H₂O as material, then some calcinated at 500 ℃ and studied by XRD, TEM, IR and VSM. The results showed that the products were spinel crystal structure and uniformly sized nanoparticles (15～25 nm) with little aggregation. The analysis of IR showed that the superficial water can be eliminated, but that was embedded in crystal lattice can not be removed by calcinating. The effect Zn content x on the lattice (a) of nanosize Mn_1-xZn_xFe₂O₄ was also discussed. The lattice of nanosize Mn_1-xZn_xFe₂O₄ decreases with x increasing; and its value deviated the standard lattice (a₀) of normal size manganese zinc ferrites. A lot of water was absorbed during the hydrothermal process owing to the large surface of nanosize particles. The change of magnetic properties of Mn_xZn_1-xFe₂O₄ with x increasing was studied: nanosize Mn_xZn_1-xFe₂O₄ particles synthesized by us exhibited peculiar magnetic properties curve with Zn content (x) increasing, Superparamagnetic behaviors of the synthesized ZnFe₂O₄ samples were confirmed by magnetic characterization, which can be explained by the difference between the distribution of the metal ions (Mn²⁺, Zn²⁺ and Fe³⁺) among the tetrahedral (A) and the octahedral (B) sites of nanosize ferrite and that of bulk ferrite.     

空气中合成固溶体荧光粉Ba2(Zn, Mg)Si2O7:Ce3+,Eu2+,Eu3+及其发光特性

采用高温固相法在空气中合成了Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇:0.03Eu,yCe³⁺系列荧光粉。分别采用X-射线衍射和荧光光谱对所合成荧光粉的物相和发光性质进行了表征。在紫外光330~360 nm激发下,固溶体荧光粉Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇:0.03Eu的发射光谱在350~725 nm范围内呈现多谱峰发射,360和500 nm处有强的宽带发射属于Eu²⁺离子的4f⁶5d¹-4f⁷跃迁,590~725 nm红光区窄带谱源于Eu³⁺的⁵D₀-⁷F_J (J=1,2,3,4)跃迁,这表明,在空气气氛中,部分Eu³⁺在Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇基质中被还原成了Eu²⁺;当x=0.1时,荧光粉Ba_1.97Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.03Eu的绿色发光最强,表明Eu³⁺被还原成Eu²⁺离子的程度最大。当共掺入Ce³⁺离子后,形成Ba_1.97-yZn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.03Eu,yCe³⁺荧光粉体系,其发光随着Ce³⁺离子浓度的增大由蓝绿区经白光区到达橙红区;发现名义组成为Ba_1.96Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.01Ce³⁺,0.03Eu的荧光粉的色坐标为(0.323,0.311),接近理想白光,是一种有潜在应用价值的白光荧光粉。讨论了稀土离子在Ba₂Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇基质中的能量传递与发光机理。     

VB2n-(n=8~12)团簇几何结构、电子及热力学特性的理论研究

基于卡里普索结构预测程序和密度泛函理论的第一性原理计算,搜索确定了VB_2n^-（n=8~12）团簇的基态和亚稳态结构。结果发现,V原子的掺杂完全改变了原硼团簇的结构并提高了原体系的稳定性。掺杂体系基态结构分别呈现高对称性的鼓状（VB₁₆^-：C_2v）、管状（VB₁₈^-：C_2v和VB₂₀^-：C_s）及笼状（VB₂₂^-：C₂和VB₂₄^-：D_3h）结构。基于基态结构,研究了体系的电荷转移和极化率,拟合出了光电子能谱、红外和拉曼谱图,分析了流变键和芳香特性。最后,研究了体系的热力学特性,讨论了温度对热力学参数的影响。     

间苯二甲醛缩双芳氨基硫脲的合成及阴离子识别研究

设计合成了5种间苯二甲醛缩双芳氨基硫脲受体分子, 利用紫外-可见吸收光谱及1H NMR, 考察了其与F-, Cl-, Br-, I-, CH3COO-, HSO-4, NO-3和H2PO-4等8种阴离子的作用. 当在受体分子S0, S1, S2, S3和S4的DMSO溶液中加入F-和CH3COO-四丁基铵盐的DMSO溶液时, 吸收光谱发生显著红移, 溶液颜色由无色变为深黄色, 而加入其它阴离子则无显著变化, 可以实现对这两种阴离子的裸眼检测及光谱分析. 计算结果表明, 随着苯环上取代基的变化, 此5种受体分子对F-和CH3COO-的识别作用呈现规律性变化. 1H NMR 及质子溶剂效应进一步证明了受体分子与阴离子之间以氢键作用方式相结合. Job工作曲线表明, 该类受体分子与阴离子形成1∶1的氢键配合物.     

间苯二甲酰腙分子钳的合成及阴离子识别研究

设计合成了3种新型间苯二甲酰腙类化合物,利用UV-Vis及¹H NMR考察了其与F^-、Cl^-、Br^-、I^-、CH₃COO^-、HSO₄^-、H₂PO4-、ClO4-阴离子的相互作用。结果表明,主体分子4a(双对硝基苯并呋喃甲醛间苯二甲酰腙)在DMSO溶液中对F-和CH₃COO-有显著识别效果,溶液颜色由黄色变为深黄色和棕红色。通过¹H NMR滴定及质子溶剂效应进一步证明,主体分子与阴离子之间是以氢键作用方式相结合。Job曲线表明,主客体间形成1：1型氢键络合物。基于实验结果,探讨了主客体间形状和大小匹配对识别能力的影响以及主客体之间的识别模式。     

1,10-邻菲啰啉并咪唑衍生物阴离子受体的合成及识别性能

设计合成了2个1,10-邻菲啰啉并咪唑衍生物阴离子受体2-(2-羟基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(1)和2-(2-羟基-5-溴苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(2), 受体2的结构由X射线单晶衍射分析确证. 通过紫外-可见光谱滴定及 ¹H NMR滴定研究了这2个受体对F^-, Cl^-, Br^-, I^-, H₂PO₄^-和AcO^- 6种阴离子的识别传感作用及作用机理. 结果表明, 受体对AcO^-, F^-和H₂PO₄^-有较强的传感作用, 溶液颜色由淡黄色变为黄色; 对Cl^-的作用较弱; 而对Br^-和I^-则无明显作用. 通过机理研究发现, 受体与F^-, H₂PO₄^-和AcO^-形成1: 1的氢键超分子, 当阴离子的量超过受体的1倍以后, 咪唑氮上的氢转移到阴离子; 受体与Cl^-以氢键形成超分子复合物, 而与Br^-和I^-作用很弱.     

对苯二甲醛缩二氨基硫脲-钆配合物的合成及阴离子识别研究

合成了化合物(2E,2′E)-2,2′-(1,4-苯基双亚甲基双硫代氨基脲)(C10H12N6S2)(L),利用L与钆离子形成了配合物(GdL)。用UV-Vis吸收光谱考察其与F-、Cl-、Br-、I-、Ac-、NO3-、HSO4-和H2PO4-等阴离子的识别。研究表明,加入F-或H2PO4-时,溶液颜色由无色变为黄色,加入其它阴离子没有变化,从而实现受体对这两种阴离子的检测。Job法表明主客体间形成1∶1配合物。受体对两种离子的识别作用主要源于配合物多余的结合位点。在此基础上,以GdL的DMSO溶液作为起始状态,以F-和H2PO4-为两化学输入,构建了一个"或"(OR)分子逻辑门。     

New chromogenic and fluorescent probes for anion detection: formation of a [2 + 2] supramolecular complex on addition of fluoride with positive homotropic cooperativity

Two new chromogenic and fluorescent probes for anions have been designed, synthesized, and characterized. These probes contain multiple hydrogen bonding donors including hydrazine, hydrazone, and hydroxyl functional groups for potential anion interacting sites. Despite the possible flexible structural framework due to the presence of sp3 carbon linkage, X-ray structure analysis of probe 2 displayed an essentially planar conformation in the solid state owing to strong crystal packing interactions comprising a combination of favorable pi-pi stacking effect and hydrogen bonding to cocrystallized CH3OH molecules. Both probes 1 and 2 display orange color in DMSO solution and show fairly weak fluorescence at room temperature. Binding studies revealed that both probes 1 and 2 show noticeable colorimetric and fluorescent responses only to F-, OAc-, and H2PO4- among the nine anions tested (F-, Cl-, Br-, I-, OAc-, H2PO4-, HSO4-, ClO4-, and NO3-). The general trend of the sensitivity to anions follows the order of F- > OAc- > H2PO4- > Cl- > Br- approximately I- approximately HSO4- approximately ClO4- approximately NO3-. A 1:2 (probe to anion) binding stoichiometry was found for probe 1 with OAc- and H2PO4- and probe 2 with F-, OAc-, and H2PO4-. The binding isotherm of probe 1 to F- was found to be complicated with apparent multiple equilibria occurring in solution. The formation of an aggregated supramolecular complex upon addition of fluoride is proposed to rationalize the observed optical responses and is supported by ESI mass spectrometry and pulsed-field gradient NMR spectroscopy. Data analysis suggests that the binding of probe 1 to F- shows positive homotropic cooperativity.     

基于偶氮水杨醛酰腙的氰根比色检测探针的合成及性能

设计合成了一种基于酚羟基和氨基的酰腙类探针分子, 利用紫外-可见吸收光谱和核磁滴定考察了其对F^-, Cl^-, Br^-, I^-, CH₃COO^-, H₂PO₄^-, HSO₄^-, ClO₄^-, CN^-, SCN^-, SO^2-₄和NO^-₃等阴离子的识别作用. 结果表明, 当加入CN^-离子时主体溶液颜色由无色变为黄色, 而加入其它离子时主体溶液颜色不变, 说明该探针在DMSO/H₂O(体积比5: 5)体系中能选择性裸眼比色检测CN^-. 核磁滴定及质谱数据表明, 该探针与CN^-以1:1化学计量比结合, 该过程通过亲核加成方式完成.     

β-三氰基乙烯取代杯[4]吡咯与阴离子相互作用的密度泛函理论研究

采用密度泛函B3LYP方法对β-三氰基乙烯取代杯[4]吡咯主体分子及其与阴离子(F-、Cl-、CH3COO-、H2PO4-)形成的复合物进行研究。结果表明,β-三氰基乙烯取代杯[4]吡咯可与阴离子以分子间氢键相互作用形成复合物,并且其与阴离子结合能力大小的顺序为F-> CH3COO-> H2PO4-> Cl-,与实验结果基本一致;通过与杯[4]吡咯对比可见,强吸电子取代基的引入增强了主体分子对阴离子的结合能力。本文还从几何构型、振动光谱、NBO分析及前线轨道等方面来阐述β-三氰基乙烯取代杯[4]吡咯与不同阴离子氢键相互作用的本质以及吸电子取代基的引入对杯[4]吡咯与F-和Cl-之间主-客体相互作用的影响。     

含脲苯并咪唑类离子液体的合成及阴离子识别性能

设计并合成了含脲苯并咪唑离子液体受体分子1~3, 利用紫外-可见光谱、 荧光光谱和 ¹H NMR滴定研究了其对F^-, Cl^-, Br^-, I^-, CH₃COO^-, HSO₄^-, H₂PO₄^-等阴离子的识别性能. 紫外-可见光谱研究发现, 受体分子1~3可选择性地识别F^-, 并形成1: 1型主客体配合物; 荧光光谱研究发现, 受体分子1~3对碱性阴离子有较好的识别作用, 主客体结合常数的顺序为H₂PO₄^->CH₃COO^-≈ F^->HSO₄^- ≈ Cl^->Br^- ≈ I^-; ¹H NMR滴定研究发现, 该类受体分子以咪唑2位CH和脲基NH与阴离子通过氢键结合, 但高浓度的F^-会导致受体分子发生脱质子作用.     

基于2,4-二硝基苯腙的比色法阴离子探针

本文设计合成了4个双臂2，4-二硝基苯腙衍生物作为F^-和H₂PO₄^-阴离子的比色法检测用探针主体，并得到其中一个主体的单晶结构。4种受体可以通过溶液颜色的变化选择性识别F^-和H₂PO₄^-。UV-Vis和 ¹H NMR光谱研究表明受体与F^-和H₂PO_{4相似文献}   

双酰腙钳形受体分子的合成及阴离子识别研究

在微波辐射下快速、高产率地合成了一系列含有四唑环的双酰腙受体,并对其进行了元素分析、红外以及核磁共振氢谱和碳谱表征.利用紫外-可见吸收光谱及1HNMR考察了其与F-,Cl-,Br-和I-卤素阴离子的相互作用.紫外滴定实验表明4a较4b,4c对F-有更好的识别作用.Job曲线表明,主体4a与F-间形成1∶1型氢键络合物.通过1HNMR滴定及质子溶剂效应进一步证明了该受体分子与阴离子以氢键作用相结合.