Pt／CdS光催化剂表面修饰和表面结构

Ｐｔ／ＣｄＳ光催化剂表面修饰和表面结构张虎勤陈开勋＊金振声（西北大学化工系西安７１００６９）（中国科学院兰州化学物理研究所兰州）关键词光催化剂，半导体，表面组成，表面修饰１９９６－０５－２０收稿，１９９６－０９－２８修回近年来对在Ｐｔ／ＣｄＳ催化剂上...     

Analysis of volatiles and semivolatiles in drinking water by microextraction and thermal desorption

A new technique to analyze aqueous samples for nanograms per liter levels of volatile and semivolatile compounds using microextraction and thermal desorption into a gas chromatograph/ion trap mass spectrometer (GC/MS) is described. This method is inherently sensitive (50 mL of aqueous sample is extracted prior to each desorption), uses no solvents, and detects volatiles and semivolatiles in the same analysis. Aqueous standards and environmental samples are pumped through a length of porous-layer open-tubular capillary column, which is then thermally desorbed onto a 30 m × 0.25 mm i.d. analytical column interfaced to an ion trap mass spectrometer for subsequent separation and detection. Sharp chromatographic peaks and reproducible retention times (RT) were observed. Replicate injections of surrogates (n = 6) averaged 32.6% R.S.D. Analysis of domestic tap water detected 55 analytes, some at the low-nanograms per liter level, and detected 3 halogenated ethenes, not previously reported in drinking water. Analysis of an aqueous sample from a municipal ground water source detected the presence of numerous semivolatile compounds at trace-levels.     

表面修饰CdS和(CdS)ZnS纳米晶的性能研究

在水相中合成了CdS纳米微粒,以ZnS对其进行表面修饰,得到具有核壳结构的(CdS)ZnS水溶性纳米晶。采用红外光谱、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)表征其粒度和形貌,紫外-可见吸收光谱(UV)、荧光光谱表征其光学特性。制得的CdS近似呈球形,直径为8nm;CdS纳米颗粒表面经ZnS修饰后,其荧光发射峰强度显著增强,表面态发射减弱。     

n-p异质结型CdS/BiOBr复合光催化剂的制备及性能

采用两步水热法制备了CdS/BiOBr复合光催化剂,并通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对其物相、表面结构、光响应性等性质进行了表征.结果表明,合成的CdS/BiOBr复合材料是n-p型异质结,由CdS颗粒裹附在BiOBr纳米球的表面构成,这种结构不仅具有良好的可见光响应范围,且有利于光生电子的迁移,并有效地抑制光生电子/空穴对的复合.通过光催化降解模拟染料废水和光催化脱除模拟含硫燃料评价了CdS/BiOBr复合材料的可见光催化性能.结果表明,6%(质量分数)CdS/BiOBr降解次甲基蓝的拟一级动力学常数分别为BiOBr和CdS的5.3和9.6倍,脱除噻吩的拟一级动力学常数分别为BiOBr和CdS的1.9和3.2倍.CdS/BiOBr具有良好的光催化稳定性,循环使用5次后,降解率仍能达到90%以上.     

Cu2+掺杂CdS纳米晶的制备与表征

以巯基乙酸为稳定剂,采用水相合成法制备了Cu2+掺杂的CdS纳米晶. 分别用电感耦合等离子体发射光谱仪、原子力显微镜测试技术对样品的化学成分及形状进行分析表征,研究了掺杂CdS纳米晶的荧光激发与发射光谱. 实验结果表明,在样品制备过程的溶液中回流2 h后,组成为Cd0.99Cu0.01S的样品形状有棒状和粒状2种,Cu2+的掺入使得CdS纳米晶的荧光发射光谱红移,没有掺杂的样品在回流前的最大发射波长在520 nm处,而组成为Cd0.99Cu0.01S和Cd0.98Cu0.02S的样品在回流前的最大发射波长分别为595和610 nm,通过改变Cu与Cd摩尔比可调控CdS纳米晶的发射波长范围.     

超薄骨架有序介孔CdS/NiS的制备及光催化产氢性能

采用有序介孔氧化硅为硬模板, 通过纳米浇筑法制备了由螺旋骨架构建的有序介孔硫化镉(CdS)光 催化材料. 该光催化材料具有约5 nm厚的超薄骨架和大的比表面积(238 m²/g), 能有效缩短光催化反应中 光生电荷迁移到表面进行反应的距离并同时提供更多的反应活性位点, 从而增强光催化性能. 通过原位化学沉积法将不同量的助催化剂硫化镍(NiS)沉积到有序介孔CdS表面, 得到了一系列超薄骨架有序介孔CdS/NiS复合光催化材料. 可见光照射下的光催化产氢活性测试结果表明, 负载适量NiS的有序介孔CdS具有显著增强的光催化产氢活性(3.84 mmol?h^-1?g^-1), 约为负载相同量NiS的普通商业化CdS材料(0.22 mmol?h^-1?g^-1)的17.5倍.     

Cds纳米微粒的聚四氟乙烯多孔膜法制备及其表面修饰

硫化镉;Cds纳米微粒的聚四氟乙烯多孔膜法制备及其表面修饰;纳米粒;多孔膜;表面修饰;聚四氟乙烯     

Selective desorption and analysis of humic substances on suspended particles in river water

The elemental analysis and morphology of individual particles indicate that the dominant suspended particles in river water are kaolin covered with hydrated iron(III) oxide which strongly sorbs humic substances. Suspended particles, about 1 mg, collected from 250 ml of water by centrifugation, are treated with 0.7 ml of 0.1M sodium hydroxide to desorb humic substances. Approximately 60% of copper and 30% of lead on or in suspended particles exist as humic complexes.     

表面修饰的Q态纳米CdS的荧光性能研究

以硫醇为表面修饰剂,通过控制硫醇与Cd²⁺的比例,得到性能稳定的Q-CdS,而后将Q-CdS与聚合物通过共混复合成膜.通过荧光光谱研究了硫醇和聚合物对Q-CdS的表面修饰作用,研究发现硫醇的长碳链有效阻止了CdS粒子间的团聚,碳链的增加导致Q-CdS稳定性的增强,Q-CdS的激子发射峰强度增大,且这种表面修饰效应随硫醇加入量的增大而增强,在一定硫醇加入量时的激子荧光发射强度达到最大.由于介电局域效应,聚合物的加入使Q-CdS的表面态荧光发光强度呈数量级增大.另一方面,随着聚合物加入量的增加又会导致Q-CdS的表面钝化,缺陷减小,表面态荧光发射峰相对减弱,而激子发射峰却增强.     

CdS形貌可控制备及其可见光分解水产氢性能

以还原型谷胱甘肽(GSH)作为硫源和结构导向剂水热法“一壶”制备系列硫化镉(CdS)光催化材料,采用透射电镜(HRTEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射(UV-Vis)、荧光光谱(PL)、比表面分析仪(BET)和光解水产氢反应等对催化材料的微观表面结构、光吸收性能以及光催化性能进行了研究。结果表明:通过调节反应物的nCd/nS比和水热温度等参数可控的制备出分散性好的CdS实心纳米球(s-CdS)、空心纳米球(h-CdS)以及纳米棒(r-CdS)等不同微观形貌的光催化材料。对比研究了不同形貌光催化剂的光解水产氢的宏观性能,发现s-CdS产氢活性最高,h-Cd次之,r-CdS最差。这一结果可归结于构成实心球表面亚微晶的粒径相比其它形貌的小,导致电子-空穴对快速迁移至表面并与溶液反应,抑制体相复合,导致生成的氢气量大大的提高。     

树状大分子保护的CdS纳米粒子的合成与表征

以聚酰胺-胺型树状大分子（PAMAM）为保护剂,在水溶液中制备了不同粒径的CdS纳米粒子,分别考察了PAMAM的代数以及保护剂与CdS物质的量比对CdS纳米粒子大小及荧光性能的影响.利用紫外-可见光谱、荧光光谱、透射电子显微镜对其光学性能和结构进行了表征.     

一种表面具有自由羧基的CdS纳米团簇

近年来 ,纳米晶和纳米团簇在免疫生物学和临床检验学等研究中的潜在应用价值已引起了科学工作者的极大关注 [1～ 3] .1 998年 ,Alivisatos等 [4 ]制备了 Cd Se-Zn S核壳结构的纳米晶 ,并用其作为荧光探针对老鼠的成纤维细胞进行了标识 .同年 Nie等 [5,6]发展了一种新的非同位素检测方法 ,将铁转移蛋白质或特异性抗体偶连到具有核 -壳型结构的纳米晶表面 ,利用纳米晶的荧光特性进行检测和标识 .上述工作的共同特点是在有机相中合成纳米晶 ,再用巯基乙酸将其萃取到水相中 ,使纳米晶的外表面被自由羧基包覆 ,这些羧基可与各种生物分子如特异…     

CdS形貌可控制备及其可见光分解水产氢性能

以还原型谷胱甘肽(GSH)作为硫源和结构导向剂水热法“一壶”制备系列硫化镉(CdS)光催化材料,采用透射电镜(HRTEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射(UV-Vis)、荧光光谱(PL)、比表面分析仪(BET)和光解水产氢反应等对催化材料的微观表面结构、光吸收性能以及光催化性能进行了研究。结果表明：通过调节反应物的nCd/nS比和水热温度等参数可控的制备出分散性好的CdS实心纳米球(s-CdS)、空心纳米球(h-CdS)以及纳米棒(r-CdS)等不同微观形貌的光催化材料。对比研究了不同形貌光催化剂的光解水产氢的宏观性能,发现s-CdS产氢活性最高,h-Cd次之,r-CdS最差。这一结果可归结于构成实心球表面亚微晶的粒径相比其它形貌的小,导致电子-空穴对快速迁移至表面并与溶液反应,抑制体相复合,导致生成的氢气量大大的提高。     

硫化镉与硫化锌纳米材料的界面法合成

采用界面自组装方法制备了CdS纳米线及ZnS球形纳米颗粒,利用TEM和XRD对其形貌和结构进行了表征,并考察了碱的种类和反应物浓度对材料形貌的影响。结果表明,氨水是该合成法必要的试剂,反应物浓度对产物形貌有一定的影响,但界面扩散和反应途径是决定其形貌的主要因素;采用该法合成无机纳米材料具有合成条件温和、易于控制、纯化简单、省去了使用模板/消除模板的过程等优点。     

CdS的结构参数对其可见光分解水产氢性能的影响

采用水热/溶剂热法合成了球形、棒状和叶子状的CdS,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)、比表面积及孔隙率分析仪(BET)等技术对其结构和光吸收特性进行了表征.考察了4种CdS光催化剂的可见光分解水产氢性能,并考察了CdS的结构参数对其活性的影响.结果表明,当Pt的负载量为1.2%(质量分数)时,L-CdS产氢速率最高,为47.77 mmol·h~(-1)·g~(-1).结构表征显示,L-CdS(002)晶面衍射峰强度特别强.(002)晶面是高指数晶面,比表面能大,这可能是其活性高的主要原因.紫外-可见漫反射光谱和荧光光谱结果也表明,L-CdS具有很好的可见光响应和较弱的荧光强度.     

The sorption and desorption of water in lactitols

Summary Anhydrous lactitols (A1, α- and β-lactitol), lactitol monohydrate, lactitol dihydrate and lactitol trihydrate were kept for varying times in atmospheres of different relative humidity at 20°C in equivalent size plastic desiccators. The relative humidities (8-95%) were maintained with saturated salt solutions and drying agents (silica gel and phosphorous pentoxide). The composition of the samples was monitored by thermogravimetry, differential scanning calorimetry and X-ray powder diffraction. According to these measurements both lactitol monohydrate and lactitol dihydrate were substantially stable under the conditions used. Lactitol monohydrate converts to lactitol dihydrate at the highest relative humidity used. All phases of anhydrous lactitol convert into a form of lactitol monohydrate but not to lactitol dihydrate, even at the highest relative humidity used. At a high relative humidity lactitol trihydrate easily loses part of its crystal water and converts partly to lactitol dihydrate. At a lower relative humidity, the phase forming from trihydrate is difficult to identify.     

高分子模板对CdS量子点制备及其光催化性能的影响

分别以球形聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子和线形聚乙烯吡咯烷酮(PVP)两种结构不同的高分子为模板, 原位制备了分散良好的CdS量子点(CdS QDs), 并以甲基橙为降解对象, 研究了高分子模板结构对CdS量子点的制备和光催化性能的影响. 结果表明, 以PAMAM 树形分子为模板制备的CdS量子点(CdS QDs/PAMAM)比以PVP为模板制备的CdS量子点(CdS QDs/PVP)的尺寸分布更窄, 激子吸收峰更明显, 光致发光(PL)强度更高|并且在量子点尺寸接近的情况下, CdS QDs/PAMAM的催化效率明显高于CdS QDs/PVP. 这是由于PAMAM树形分子独特的结构有利于生成尺寸均匀的CdS量子点, 且不易钝化量子点表面的活性位点|而线性的PVP分子量分布较宽, 使制备的量子点的尺寸分布较宽, 且PVP分子链缠绕在CdS量子点表面, 钝化了部分活性位点, 降低催化效率. 此外, CdS QDs/PAMAM的催化能力随粒径减小而增大.     

Hg掺杂CdS的制备及可见光降解有毒有机污染物

采用镉硫共沉淀方法制备了Hg掺杂CdS(Hg_xCd_1-xS)光催化剂,运用X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱对所制备的催化剂进行了表征;利用可见光催化降解罗丹明B(Rhodi-amine B,RhB)和2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)为探针反应,对Hg_xCd_1-xS可见光催化活性进行了研究,通过跟踪RhB降解过程中吸收光谱的变化和总有机碳(TOC),评价了Hg_xCd_1-xS对有机物的氧化降解及深度矿化能力.结果表明:Hg_xCd_1-xS催化剂为立方晶型,Hg的最佳掺杂量为5%,其禁带宽度约为2.15 eV,对RhB和2,4-DCP均有较好的降解效果,实验条件下30 min RhB褪色率为100%,RhB的30 h矿化率为45.5%,2,4-DCP的16 h降解率达55%.Hg_xCd_1-xS可见光光催化降解RhB具有较高的稳定性,Hg的掺杂能有效降低CdS光腐蚀问题.通过ESR跟踪测定光催化反应过程中产生的自由基,表明降解过程涉及·OH机理.     

Fabrication of Ordered Macroporous CdS and ZnS by Colloidal Crystal Template

Ordered macroporous semiconductors CdS and ZnS with regular arrays of spherical pores have been fabricated by poly (styrene-acrylic) (PSA) colloidal crystal template. It was found that the exact three-dimensional (3D) structure of the template had been imprinted in the final material.     

多壁碳纳米管修饰的CdS/TiO2复合光催化材料的制备及其光解水制氢特性

以P25 TiO₂(德国Degussa化学公司)粉末为原料采用溶胶-凝胶法制备了含有不同CdS质量分数的复合光催化剂,利用多壁碳纳米管(MWCNTs)对CdS/TiO₂进行修饰,制备了一系列不同CdS含量的MWCNTs/CdS/TiO₂光催化材料。对所得的光催化剂进行了扫描电镜、低温氮吸附-脱附及光解水制氢活性的表征。研究了MWCNTs对CdS/TiO₂催化剂体系光解水制氢活性的影响。结果表明,MWCNTs的引入均使得光解水产氢量(14.0 μmol)增加,与未加入MWCNTs的复合光化剂产氢量(11.6 μmol)相比,平均产氢率增加了18%,最高可达21%。