臭氧提高纳米TiO2光催化活性的ESR分析

以5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)为自由基捕获剂,分别以去离子水和二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,利用电子自旋共振(ESR)方法对UV、O₃、TiO₂/O₃、TiO₂/UV/O₂、UV/O₃和TiO₂/UV/O₃这6种体系中形成的羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(·O₂^-)进行了检测,同时考察了反应时间、催化剂投量以及体系溶解氧对TiO₂/UV/O₃体系形成·OH和·O₂^-的影响.结果显示,在纳米TiO₂光催化体系中加入臭氧,能显著增加反应体系中·OH和·O₂^-自由基的生成量,6种体系中DMPO-·OH和DMPO-·O₂^-加合物的ESR波谱峰信号强度分别为:TiO₂/UV/O₃>TiO₂/UV/O₂>UV/O₃>UV>TiO₂/O₃>O₃和TiO₂/UV/O₃≈TiO₂/UV/O₂>TiO₂/O₃>UV>UV/O₃>O₃,在TiO₂/UV/O₃体系中成功监测到·O₃^-自由基的存在.     

非贵金属三元复合Ni(PO3)2-Ni2P/CdS NPs异质结的构建及可见光高效催化产氢性能

结合异质结构建与共催化剂改性, 以花球状Ni(OH)₂为前驱体, 经热磷酸化后得到Ni(PO₃)₂-Ni₂P二元助催化剂, 借助超声化学合成法, 与CdS NPs复合, 形成非贵金属CdS基三元光催化材料Ni(PO₃)₂-Ni₂P/CdS NPs. 以Na₂S-Na₂SO₃为牺牲剂, 在可见光(λ＞420 nm)照射下, 在不借助任何贵金属的情况下, 负载量为8%(质量分数)的Ni(PO₃)₂-Ni₂P/CdS NPs复合材料的光催化产氢速率达到4237 μmol·g^?1·h^?1, 为CdS NPs(217 μmol·g^?1·h^?1)的19倍. 在产氢循环实验中, 反应进行到第6次循环(18 h)后, 复合材料的产氢速率约为初始的89%, 具有较好的稳定性. 与CdS NPs相比, Ni(PO₃)₂-Ni₂P/CdS NPs的吸收边明显红移, 禁带宽度降至1.86 eV, 并降低了H⁺还原的过电位, 显示出增强的光吸收性能和适宜的带隙结构. 通过Ni(PO₃)₂-Ni₂P与CdS NPs之间的协同效应, 有效促进了光生载流子的分离, 提高了产氢活性和稳定性.     

TiO2/UV/O2和TiO2/UV/N2体系降解水中对氯硝基苯

以商用TiO₂P25为催化剂,分别在TiO₂/UV/O₂和TiO₂/UV/N₂两种体系下进行降解对氯硝基苯(pCNB)试验.采用ESR对两种体系下光催化反应形成的·OH进行测定,利用LC-MS对两种体系下反应形成的中间产物进行了定性和定量分析,最后对pCNB降解过程中氯和硝基的存在形式进行了研究.结果表明:TiO₂/UV/O₂体系的催化降解效果要明显优于TiO₂/UV/N₂体系;两种反应体系都有·OH产生,并且TiO₂/UV/O₂体系产生的·OH的量多于TiO₂/UV/N₂体系产生的·OH的量;TiO₂/UV/O₂体系形成的中间产物的种类要多于TiO₂/UV/N₂体系形成的,苯环上的氢、氯、硝基均可被·OH取代形成对硝基酚(pNP)、5-氯-2-硝基酚(5-C-2-PN)等酚类物质;两种体系下均有Cl^-和NO₂^-存在,其中Cl^-生成势与pCNB的去除势一致,只有TiO₂/UV/O₂体系中存在NO₃^-.     

细胞毒活性二萜Wangzaozin A的晶体结构

采用单晶X射线衍射技术对对映-贝壳杉烷化合物WangzaozinA的晶体结构进行了研究.研究结果表明,在最小不对称单元中存在两个构象稍有差异(键长和键角不同)的分子,其中两者的3个六元环均为椅式构象,而五元环为扭曲信封式构象.WangzaozinA晶体结构属正交晶系,P2₁2₁2₁空间群,晶胞参数a=0.66485(8)nm,b=2.5796(4)nm,c=1.0473(2)nm,Z=4.分子通过分子内氢键O₃-H₃0…O₂和O₃'-H₃0'…O₂'以及分子间氢键O1-H10…O₃,O1'-H10'…O₃',O₂-H₂0…O₄'和O₂'-H₂0'…O₄形成网络结构,并在晶体中沿c轴排列.体外抗肿瘤实验证实,标题化合物具有显著的细胞毒活性,由SRB法测试其抗Bel-7402及HO^-8910细胞株的IC₅₀值分别为(5.32±0.79)和(4.10±1.00)μmol/L.     

一种在室温合成具有宽带隙CdS的简单方法

采用简单的磁控溅射方法, 在室温合成了CdS多晶薄膜. 在溅射CdS多晶薄膜过程中, 分别在Ar 气中通入0%、0.88%、1.78%、2.58%和3.40% (体积分数, φ)的O₂, 得到不同O含量的CdS多晶薄膜. 通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见光谱仪对得到的CdS多晶薄膜进行表征.分析结果表明: O的掺入能得到结合更加致密, 晶粒尺寸更小的CdS多晶薄膜; 与溅射气体中没有O₂时制备的CdS多晶薄膜的光学带隙(2.48 eV)相比, 当溅射气体中O₂的含量为0.88%和1.78% (φ)时, 制备得到的CdS多晶薄膜具有更大的光学带隙, 分别为2.60和2.65 eV; 而当溅射气体中O₂的含量为2.58%和3.40% (φ)时, 得到的CdS光学带隙分别为2.50 和2.49 eV, 与没有掺杂O的CdS的光学带隙(2.48 eV)相当; 当溅射气体中O₂的含量为0.88% (φ)时, 制备的CdS多晶薄膜具有最好的结晶质量. 通过磁控溅射方法, 在溅射气体中O₂含量为0.88% (φ)条件下制备的CdS多晶薄膜表面沉积了CdTe 多晶薄膜并在CdCl₂气氛中进行了高温退火处理, 对退火前后的CdTe多晶薄膜进行了表征. 表征结果显示: CdS中掺入O能得到结合更紧密、退火后晶粒尺寸更大的CdTe多晶薄膜. 通过磁控溅射方法, 在CdS制备过程中于Ar 中掺入O₂, 在室温就能得到具有更大光学带隙的CdS多晶薄膜, 该方法是一种简单和有效的方法, 非常适用于大规模工业化生产.     

Ag和Pd及其离子对TiO2光催化分解CH3CHO的影响

当用能量大于其禁带宽度的光照射通有氧气的TiO₂悬浮液时,在TiO₂微粒表面会产生反应活性很高的空穴和O₂^-、H₂O₂等多种活性氧.在上一篇文章中^[1]我们已报道了在通氧气和紫外光照的条件下,向TiO₂悬浮液中加入少量Ag⁺或Pd²⁺,将会大幅度提高体系中H₂O₂的生成量.另外,蔡汝雄等人也曾通过向TiO₂悬浮液中加入SOD的方法来提高其中H₂O₂的生成量^[2],而且证明了H₂O₂生成量的增多有助于杀死子宫癌细胞^[3].另一方面,利用TiO₂光催化来分解处理工业废水中的有机物已多见报道^[4～7].因此,为考察H₂O₂含量的增加是否有助于TiO₂催化分解有机物,我们以CH₃CHO为氧化对象,测定了经Ag和Pd表面修饰以及直接向悬浮体系添加Ag⁺或Pd²⁺离子前后,TiO₂光催化氧化分解CH₃CHO效率的变化,并对氮气和氧气气氛的实验结果进行了测定和比较.     

Fabrication of nanoreactors based on polyoxoperoxometalates and enhancement of their catalytic activity

The nanoreactors were fabricated by reacting amphiphilic quaternary ammoniums and polyoxoperoxometalates K_n[PW_12-xTi_x- O_40-x（O₂）_x]（x=1,2 and 3;n = 5,7 and 9）(K₅[PW₁₁TiO₃₉（O₂）],K₇[PW₁₀Ti₂O₃₈（O₂）₂]and K₉[PW₉Ti₃O₃₇（O₂）₃]).Fourier transform infrared spectroscopy（FT-IR）,transmission electron microscopy（TEM） were used to characterize the resulting samples. This kind of nanocatalysts could promote NH₄SCN’ degradation into simple inorganic compounds such as SO₄^2-,HCO₃^- and NO₃^- only using oxygen as an oxidant under room conditions.     

过氧氨三乙酸钛配合物分子前体热分解制备纯钛基复氧化物

在pH=2.5～4.0的条件下,以四氯化钛、过氧化氢和氨三乙酸为原料反应得到四种过氧酸钛配合物(NH₄)₄[Ti₂O～(O₂)2(ta)₂]·4H₂O (1), K₄[Ti₂O(O₂)₂(ta)₂]·6H₂O (2), Sr₂[Ti₂O(O₂)₂(ta)₂]·10H₂O (3)和Ba₂[Ti₂O(O₂)₂(ta)₂]·10H₂O (4) (H3ta=C₆H₆O₆N).配合物的EA, UV-vis, IR和X射线单晶分析表明它们含有相同的双核过氧氨三乙酸钛的阴离子结构,钛原子与过氧基团、四齿氨三乙酸和桥氧七配位.3和4中的阳离子锶和钡分别与周围的水分子和羧基氧形成九配位和十配位.配合物1, 3和4在空气中600℃分解,XRD分析表明分别得到金红石型TiO₂, SrTiO₃和四方BaTiO₃纯相.     

基于纳米CdS对尿酸的光催化氧化和铜(Ⅱ)配合物对氧的电催化还原的燃料电池性能

以纳米硫化镉薄膜修饰的铟锡氧化物电极(CdS/ITO)作光阳极, 铜(Ⅱ)配合物[Cu(phen)(L-Trp)·(H₂O)]⁺(phen=1,10-菲啰啉, L-Trp=L-色氨酸)修饰单壁碳纳米管(SWCNTs)电极作阴极, 构建了光催化尿酸(UA)燃料电池, 并研究了其性能及热处理温度的影响. 结果表明, 在40 ℃以下获得的纳米CdS修饰电极在320~550 nm波长区间显现明显的吸收和光伏响应, 在可见光辐射下能光催化氧化UA; 较高温度的热处理(200~300 ℃)却降低了纳米CdS对UA的光催化氧化活性. [Cu(phen)(L-Trp)(H₂O)]⁺/SWCNTs电极在-0.131 V电位下呈现一对准可逆的氧化还原峰, 并能电催化还原O₂和H₂O₂. 此外, 基于UA在CdS/ITO电极上的光催化氧化及O₂在[Cu(phen)(L-Trp)(H₂O)]⁺/SWCNTs电极上的电催化还原, 组装了UA(0.2 mmol/L)燃料电池, 其在可见光照射(0.18 mW/cm²)下产生0.52 V开路电压, 13.08 μA/cm²短路光电流, 在0.41 V下呈现的最大功率密度为4.10 μW/cm².     

激光拉曼光谱研究NiMoP浸渍液活性组分的结构 Ⅱ.不同有机添加剂的影响

采用激光拉曼光谱（LRS）技术对添加有乙二醇和柠檬酸的NiMoP浸渍液和用该浸渍液制备的NiMoP/Al₂O₃催化剂进行了表征,研究了乙二醇和柠檬酸含量对NiMoP浸渍液及浸渍过程中活性相组成、结构的影响。结果表明,乙二醇使NiMoP(0.063)浸渍液中H_{x\[PMo11O39\]⁽7-x)- 或Hx\[PMo9O31\]⁽3-x)-及Hx\[PMo12O40\]⁽3-x)- 杂多阴离子结构转化成Hx\[P2Mo5O23\]⁽6-x)- 结构,而柠檬酸能保持NiMoP(0.063)浸渍液中Hx\[P2Mo5O23\]⁽6-x)-、Hx\[PMo11O39\]⁽7-x)- 或Hx\[PMo9O31\]⁽3-x)-及Hx\[PMo12O40\]⁽3-x)-杂多阴离子结构共存,但导致Hx\[P2Mo5O23\]⁽6-x)-含量降低,Hx\[PMo12O40\]⁽3-x)-含量升高。相对乙二醇而言,柠檬酸有机添加剂能够更有效地阻止浸渍过程中各杂多阴离子结构在载体氧化铝孔道中的分解。}     

类水滑石[CdxMg6-xAl2(OH)16]2+[S·2H2O]2-的合成与表征

用中温水热法合成了类水滑石[Cd_xMg_6-xAl₂(OH)₁₆]²⁺[S·2H₂O]^2-,探讨了pH值、投入Cd²⁺离子的量以及硫化时间等条件对合成的影响,并用XRD、FT-IR、DTA-TG等手段进行了表征,找出了合成层间嵌入S^2-离子的含Cd类水滑石的最佳条件。     

SO_4~(2-)功能化处理对Fe_2O_3催化剂上氨选择性催化还原NO_x性能的促进机理研究

采用沉淀法制备了Fe(OH)_3和Fe_2O_3。通过硫酸化处理得到SO_4~(2-)/Fe(OH)_3和SO_4~(2-)/Fe_2O_3两种催化剂,并将其应用于氨选择性催化还原NO_x(NH_3-SCR)反应,研究了SO_4~(2-)功能化处理对Fe_2O_3催化剂上NH_3-SCR脱硝性能的促进机理。结果表明,与纯的Fe_2O_3相比,硫酸化处理得到的催化剂上SCR活性得到显著提升;其中,SO_4~(2-)/Fe(OH)_3表现出更加优异的催化性能,在250-450℃时NO_x转化率高于80%,且具有优异的稳定性和抗H_2O+SO_2性能。XRD、Raman、TG、FT-IR、H_2-TPR、NH_3-TPD和in situ DRIFTS等表征结果显示,硫酸功能化处理能抑制Fe_2O_3的晶粒生长,同时SO_4~(2-)与Fe~(3+)结合形成硫酸盐复合物,提高了催化剂表面酸性位点的数量和酸强度,抑制了Fe_2O_3上的氨氧化反应,从而提高了其脱硝催化性能。     

H2O对Cu+/S2O82-/γ-Al2O3催化剂合成碳酸二甲酯性能的影响

反应温度120℃、压力3.0 MPa的条件下,考察了H₂O对浆态床DMC合成催化剂Cu⁺/S₂O₈^2-/γ-Al₂O₃活性的影响。结果表明,外界H₂O的引入加剧了催化剂的失活速率。对引入H₂O后回收催化剂进行了元素分析、XRD、DTG、Py-FT-IR和NH₃-TPD等表征,结果表明,H₂O的引入加速了催化剂中活性组分Cu的流失速率,生成更多没有催化甲醇氧化羰基化活性的Cu₂(OH)₃Cl晶体,加剧了催化剂的失活。     

Two New Borates Built by Different Types of {B9} Cluster Units

Two new belt-like borates Na₄[B₉O₁₄(OH)₃]·0.5H₂O(1) and Na₅[B₉O₁₄(OH)₄](2) have been synthesized under solvothermal conditions. Both compounds contain unprecedented B₉O₁₆(OH)_n^(n+5)-[n=3(1), 4(2)] clusters, which are constructed from four B₃O₃ rings via three BO₄ tetrahedra. Compound 1 exhibits a rare 1D belt with two types of 8-membered ring(MR) windows based on B₉O₁₆(OH)₃^8- clusters. Compound 2 features two different 1D belts built by different B₉O₁₆(OH)₄^9- units, which is first discovered in borate family. UV-Vis diffuse reflectance spectra reveal that compounds 1 and 2 have the cut-off edges below 190 nm, indicating that they may have potential application in deep UV(DUV) region.     

Improved electrochemical properties in the Li3Fe2(PO4)3 by titanium and vanadium doping

Ti⁴⁺ ions were introduced to the VO₄^3- substituted Li₃Fe₂(PO₄)₃ by sol-gel method. Simultaneous substitution of Ti⁴⁺ for Fe³⁺ and VO₄^3- for PO₄^3- in the Li₃Fe₂(PO₄)₃ resulted in a net improvement in the rate capability and cycling performance, as compared with the single Ti⁴⁺ or VO₄^3- substituted compound.     

PANI-SnP复合膜电极在镍镉废水中电控离子交换性能

采用滴涂法在铂基底制备了电活性聚苯胺-磷酸锡(PANI-SnP)复合膜电极,考察了该电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液的电控离子交换性能. 用傅立叶变换红外光谱和扫描电镜分析观察复合膜的组成及表面形貌;在0.1 mol·L^-1 Ni(NO₃)₂、Cd(NO₃)₂溶液,通过循环伏安法比较了PANI膜、SnP膜及PANI-SnP复合膜电极的电化学性能,并结合电化学石英晶体微天平技术重点考察了PANI-SnP复合膜的离子交换机制;同时,通过循环伏安法调控复合膜电极的氧化还原电位,结合X射线能谱和X射线光电子能谱分别测定了其氧化和还原状态的元素组成. 结果表明,PANI-SnP复合膜电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液均有良好的氧化还原电活性和可逆离子交换性能,其Cd²⁺离子选择性优于Ni²⁺离子,通过电控离子交换可使Cd²⁺离子从镍镉废水高效分离.     

不同前驱体制备的SO_4~(2-)/AC催化剂在二甲醚直接氧化合成聚甲氧基二甲醚中的反应性能

分别用硫酸、硫酸铵作为前驱体,活性炭(AC)作为载体,采用浸渍法制备了SO_4~(2-)/AC双功能催化剂(SO_4~(2-)离子和AC载体分别提供催化剂的酸性和氧化还原性),考察了其在二甲醚(DME)直接氧化合成聚甲氧基二甲醚(DMMx)反应中的催化性能。结果表明,不同前驱体制备的SO_4~(2-)/AC催化剂表现出显著的催化活性差异。40%H_2SO_4/AC催化剂具有较好的反应活性,DME转化率为8.4%,DMM1-2的选择性达到59.7%,并且没有COx的生成;而在40%(NH_4)_2SO_4/AC催化剂上,反应主要生成了COx,DMM选择性仅2.7%,且无DMM2生成。XRD、BET、NH_3-TPD及O_2-TPD-MS等表征结果显示,H_2SO_4/AC催化剂中适量的弱酸性位和氧化还原性位有利于DME直接氧化合成DMMx。经过SO_4~(2-)修饰的催化剂促进了O2在活性炭表面的活化;前驱体H_2SO_4的加入提高了催化剂表面的弱酸性位数量,而(NH_4)_2SO_4的引入却促使催化剂表面产生中强酸性位。     

SO42-/ZrO2和SO42-/Al2O3-ZrO2催化剂上的正戊烷反应

研究了添加Al对SO₄^2-/ZrO₂超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和正戊烷反应性能的影响,考察了活化温度、反应温度、Al含量和载Pt对催化剂活性和选择性的影响.SO₄^2-/Al₂O₃ZrO₂催化剂的酸强度与SO₄^2-/ZrO₂基本相当,但超强酸位比后者多,未载Pt时正戊烷反应活性和稳定性明显高于后者.负载Pt后,正戊烷异构化选择性和稳定性大大提高,但Pt/SO₄^2-/Al₂O₃ZrO₂催化剂的反应活性与Pt/SO₄^2-/ZrO₂相近,Al的促进作用不明显.     

IN situ Confocal Microprobe Raman Spectroscopic Studies on Defective La-based Complex Oxides

ＩＮｓｉｔｕＣｏｎｆｏｃａｌＭｉｃｒｏｐｒｏｂｅＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃＳｔｕｄｉｅｓｏｎＤｅｆｅｃｔｉｖｅＬａ－ｂａｓｅｄＣｏｍｐｌｅｘＯｘｉｄｅｓＣＨＥＮＤｕ－ｈｕｉ,ＣＡＩＪｕｎ－ｘｉｕ,ＬＩＡＯＹｕａｎ－ｙｉａｎ,ＷＡＮＨｕｉ－ｌ...     

Effect of VO43- Substitution on the Electrochemical Properties of a LiSn2(PO4)3 Anode Material

VO₄^3- anion was used to partially substitute for PO₄^3- in the Nasicon compound of LiSn₂(PO₄)₃ via a sol-gel method. XRD analysis revealed that the VO₄^3--substituted samples did not have a single LiSn₂(PO₄)₃ phase, and some secondary phases like SnO₂ and SnP₂O₇ appeared. Introduction of the VO₄^3- anion did not prevent the LiSn₂(PO₄)₃ compound from decomposing during the initial lithiation; however the VO₄^3- anion substitution remar-kably enhanced the rate capability and cycling performance of the products because they reduced the charge transfer impedance, increased the lithium ion diffusion, and strengthened the role of the Li₃PO₄ matrix due to the precipitation of the Li₃VO₄phase. Of the substituted samples, the sample with a nominal composition of LiSn₂(PO₄)_2.5(VO₄)_0.5 delivered a capacity of 449.2 mA·h/g at a rate of 0.25 C after 25 cycles and 373.8 mA·h/g at 2 C rate. Those values surpassed some previous reports on LiSn₂(PO₄)₃ and the LiSn₂(PO₄)₃/C composites. Accordingly, the partial substitution of phosphorus by vanadium in LiSn₂(PO₄)₃ is a feasible technique to remarkably improve its electrochemical properties.