沉淀法制备Bi2O3的晶相转变过程及其光催化性能

以硝酸铋为原料,氨水为沉淀剂,通过液相沉淀法制得前驱体Bi(OH)₃,并将Bi(OH)₃分别在不同温度和时间下焙烧。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、热重(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)详细研究了Bi(OH)₃转变为Bi₂O₃的过程及相变过程中粒子形貌、大小、光吸收性质等。结果表明,前驱体Bi(OH)₃经过焙烧之后,发生了如下的转变过程:Bi(OH)₃→Bi₅O₇NO₃→β-Bi₂O₃/Bi₅O₇NO₃→β-Bi₂O₃/Bi₅O₇NO₃/α-Bi₂O₃→α-Bi₂O₃,而且转变过程伴随着粒子长大。在上述转变过程中,与Bi₅O₇NO₃向β-Bi₂O₃转变的过程相比,从β-Bi₂O₃到α-Bi₂O₃相变过程更为迅速。此外,以光催化降解罗丹明B(RhB)为模型反应,考察了不同晶相的Bi₂O₃光催化活性,结果表明Bi₅O₇NO₃和β-Bi₂O₃材料具有优异的光催化性能,而α-Bi₂O₃具有较低的光催化活性。     

有机固废燃烧/气化过程As、Pb释放特性及热力学研究

在固定床反应器上,研究了不同种类有机固废在800-1100℃不同温度下燃烧/气化过程As、Pb的释放特性以及灰的组成成分,探究了CaO、SiO₂、Al₂O₃对气化过程中重金属As、Pb迁移转化的影响。结果表明,有机固废气化过程As、Pb的释放率整体上随温度升高而升高,且气化过程As、Pb的释放率明显低于燃烧;灰产率随温度升高而降低,灰中主要含有CaO、Al₂O₃和SiO₂;热力学研究表明,在高温下气化过程主要生成气态As和Pb,而燃烧过程则会生成大量的As₂O₃和PbO,As和Pb的单质沸点相比氧化物更高,因此,气化过程As、Pb的释放率比燃烧过程要低;在900℃以下CaO、SiO₂、Al₂O₃会与As、Pb反应生成Ca₃(AsO₄)₂、Ca₂PbO_4...     

硫酸钾水溶液亚稳区性质的研究(Ⅳ)——杂质Li+对结晶过程的影响

本文根据实际生产的需要,详细地研究了杂质Li⁺对K₂SO₄结晶过程的影响,并结合理论分析。计算了杂质Li⁺对K₂SO₄结晶过程中成核特征的影响.结果表明,Li⁺改变了体系的比表面自由能δ₁₂、成核势垒△G(r^*),使亚稳区宽度增加.     

Mg2Ni0.75Cu0.25-Mg1.76体系的合成及氢化过程的初步研究

Leilly^[1]、Rudmen^[2]和本研究组^[3]分别对Mg₂Ni-xMg,Mg₂Cu-xMg体系进行了研究,巳发现Mg₂Ni或Mg₂Cu的存在对镁的氢化,释氢过程有催化作用,并描述了二元合金Mg₂Ni,Mg₂Cu对Mg的吸、放氢过程的催化氢化、脱氢模型。但有关三元合金对纯镁的吸、放氢催化性能研究,至今未见报道。我们合成了在基质镁粒表面包覆Mg₂Ni_0.75Cu_0.25的新型材料,并研究此三元合金表面对所包覆的Mg核与H₂之间反应的影响。     

A型沸石的生成机理

用化学分析和TMC-GC(三甲基硅气相色谱)法定量地研究了凝胶体系(3Na₂O·Al₂O₃·2SiO₂·185H₂O)在A型沸石结晶过程中固、液相组分SiO₂·Al₂O₃及硅酸根离子存在状态的变化;用电子显微镜研究了液相中晶核的生成,证实了A型沸石结晶过程为液相生成机理。     

氧的阳极析出过程的研究Ⅰ.碱溶液中氧在铂、低碳钢电极上阳极析出动力学

本文用稳定的极化曲线法研究了碱溶液中氧在铂和低碳钢电极上的阳极析出过程,并研究了OH^-、Cl^-、CNS^-、Li⁺、Na⁺和K⁺等离子对过程的影响。稳态的动力学数据表明,氧在上述阳极析出过程的机理符合电化学放电的规律,过程的速率由第二电子转移步骤所控制,即MOH_ad+OH^-—→MO_ad+H₂O+e。     

助剂CuO和La2O3对NiO/α-Al2O3甲烷催化部分氧化制合成气引发过程的影响

采用分步浸渍法制备了NiO/α-Al₂O₃、NiO-CuO/α-Al₂O₃和NiO-La₂O₃/α-Al₂O₃三种催化剂,运用程序升温表面反应（TPSR）技术考察了助剂CuO和La₂O₃对NiO/α-Al₂O₃甲烷催化部分氧化（CPOM）反应引发过程的影响。结果表明,无论是否经过预还原处理,NiO/α-Al₂O₃催化剂在CH₄/O₂混合气氛下进行程序升温表面反应（CH₄/O₂-TPSR）时,即使升高到910℃也不能引发CPOM反应。添加助剂CuO或La₂O₃后,NiO-CuO/α-Al₂O₃和NiO-La₂O₃/α-Al₂O₃催化剂在CH₄/O₂-TPSR过程中均可以引发CPOM反应。原因分别是CuO促进了CH₄对NiO的还原以及抑制了O₂对Ni0的再氧化,La₂O₃减小了Ni晶粒粒径和还原时扩散阻力促进NiO的还原。     

基于实验和密度泛函理论的NaHCO3吸附SeO2机理研究

本研究通过吸附实验探究了140-220℃下NaHCO₃对SeO₂的吸附性能,通过一系列表征解析了吸附后样品中硒的总量、价态和形态,结合密度泛函理论计算,探讨了NaHCO₃对SeO₂的吸附机理。结果表明,NaHCO₃对SeO₂的吸附性能随温度的升高而增加,在吸附过程中同时发生NaHCO₃向Na₂CO₃的分解反应,分解后产生的Na₂CO₃吸附活性更强。SeO₂吸附过程属于SeO₂中Se原子与Na₂CO₃表面O原子成键的化学吸附,吸附产物以亚硒酸盐为主。     

胶质液体泡沫(CLA)的形成及其稳定性研究

以研究胶质液体泡沫(CLA)内部结构及其特性为最终目的, 对组成为十二烷基醇聚氧乙烯(3)醚(AEO-3)/正癸烷/十二烷基硫酸钠(SDS)/水的CLA体系形成过程和稳定动力学行为进行了电导率测定和光学显微观察. 通过上述两过程的电导率变化探明了CLA的形成和稳定性动力学行为, 并被光学显微照片所证实. 实验结果表明CLA的形成是一个低能量乳化过程, 经历了水相泡沫化→油相替代气泡乳化→CLA形成. 在整个乳化过程中, 没有发生相的转变现象, CLA呈O/W型乳状液. 其稳定性并不遵守一级动力学模型. 在常温下, 其电导率曲线呈直线关系; 当温度超过318.15 K时, 其电导率曲线近似于Langmuir等温线形. 并可用Sigmoidal模型σ_t=(σ₁－σ₂)/[1＋e^(t－t₀)/S] ＋σ₂较好的拟合, 式中, σ_t表示t 时的电导率值(μS/cm); t表示时间(min); σ₁, σ₂分别代表存储过程中电导率最小值和最大值(μS/cm); t₀对应于σ_t等于 1/2(σ₁＋σ₂)的时间t值(min); S描述了电导率曲线陡峭程度(min). 并提出了CLA的破乳过程包括液膜排液和液膜破裂两个阶段, 同时伴随有絮凝过程发生的稳定性机理.     

邻二氯苯激发态动力学

利用飞秒分辨的激光泵浦-探测技术结合飞行时间质谱和光电子速度成像方法研究了邻二氯苯第一电子单重激发态(S₁)的超快动力学.邻二氯苯的S₁态振动基态寿命为(651 ± 10) ps,对应于S₁振动基态向三重态的系间窜越过程.邻二氯苯S₁的高振动激发9a₂18a₂对应两个衰减通道,其中寿命为(458 ± 12) fs的超快过程对应于由处于振动激发的S₁向高振动激发的基态(S₀)发生的内转换过程,而寿命为(90 ± 10) ps过程则对应由S₁态向三重态(T₁)的系间窜越过程,电离产生的光电子能谱中长寿命的谱峰可能与系间窜越过程有关. S₁态高振动态的旋轨耦合程度比低振动态的更强,导致系间窜越过程更快.     

C5~C7烃类组分在Al2O3毛细管色谱柱上的分离及应用

详细研究了54种常见的C₅~C₇烃类组分在S型、KCl型和M型3种类型Al₂O₃毛细管色谱柱上的分离和定性,结果显示大部分C₅~C₇烃类组分在3种类型Al₂O₃毛细管色谱柱上的分离效果良好,但也存在一些组分分离不完全或共流出的现象,3种类型Al₂O₃毛细管色谱柱上的分离效果也存在一定的差异。共测定了15个C₅烃类组分,25个C₆烃类组分及14个C₇烃类组分在这3种类型Al₂O₃毛细管色谱柱上的线性程序升温保留指数,为C₅~C₇烃类组分在Al₂O₃毛细管色谱柱上的定性提供了依据。同时定量分析了某石化企业的裂解气样品中C₅~C₇烃类组分的含量。本研究拓展了Al₂O₃毛细管色谱柱的应用范围,可以为石化企业轻烃的分析提供参考。     

TiO_2-Al_2O_3载体的制备方法对其负载的磷化镍催化剂加氢脱氮反应性能的影响

采用共沉淀法和原位溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,其负载的磷化镍催化剂采用等体积浸渍法和H2原位还原法制备.通过N2吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(TPR),X射线光电子能谱(XPS)和等离子体发射光谱(ICP-AES)表征技术对催化剂进行了表征,并通过喹啉的加氢脱氮反应评价了催化剂的加氢脱氮性能.结果表明,原位溶胶-凝胶法制成的复合载体基本保留了原有的γ-Al2O3的孔特征,具有较大的比表面积和较宽的孔分布,TiO2主要以表面富集的形式分散在管状的γ-Al2O3表面,其负载的磷化镍催化剂还原后所形成的活性相为Ni2P和Ni12P5;而共沉淀法制成的复合载体比表面积较小,孔径分布更加集中,TiO2趋于在块状的Al2O3表面均匀分散,其负载的磷化镍催化剂具有更好的可还原性,还原后所形成的活性相为Ni2P.不同的载体制备方法和不同的钛铝比对催化剂加氢脱氮性能影响较大,当n(Ti)/n(Al)=1/8时,共沉淀法载体负载的催化剂表现出最佳的加氢脱氮性能,在340℃,3 MPa,氢油体积比500,液时空速3 h-1的反应条件下,喹啉的脱氮率可以达到91.3%.     

TiO_2载体掺杂对Mn-Ce/TiO_2催化剂低温脱硝性能影响研究

以TiO_2、TiO_2-Al_2O_3及TiO_2-SiO_2为载体,选取Mn为活性组分,Ce为活性助剂,采用分布共混法制备低温SCR催化剂,分析了TiO_2载体掺杂Al_2O_3、SiO_2改性后对Mn-Ce/TiO_2催化剂低温脱硝活性的影响,运用BET、SEM、XRD、H2-TPR以及NH_3-TPD等测试手段对催化剂进行了表征。结果表明,TiO_2载体经掺杂改性后,Mn-Ce/TiO_2催化剂的比表面积、孔结构参数以及表面孔结构形貌均得到改善和提高;Mn-Ce/TiO_2-Al_2O_3和Mn-Ce/TiO_2-SiO_2催化剂中TiO_2的结晶度均有不同程度降低;经TiO_2载体掺杂改性后的催化剂表面低温还原峰面积及催化剂表面酸性位种类及酸性大小显著改善,这都有助于提高催化剂的脱硝活性。通过对TiO_2载体掺杂SiO_2和Al_2O_3改性后,催化剂的脱硝活性明显提高,反应温度在80-140℃时,催化剂SCR脱硝活性的顺序是:Mn-Ce/TiO_2-SiO_2M n-Ce/TiO_2-Al_2O_3M n-Ce/TiO_2。     

载体对Ni_2P催化剂加氢脱氮反应性能的影响

使用TiO2、Al2O3以及TiO2-Al2O3复合载体考察了载体对磷化镍催化剂活性相和加氢脱氮性能的影响。不同钛铝原子比的TiO2-Al2O3复合载体采用原位-溶胶凝胶法制备,负载的磷化镍催化剂采用等体积浸渍法和H2原位还原法制备。以喹啉为模型化合物在固定床反应器上对催化剂的加氢脱氮性能进行评价,采用XRD、N2吸附、TEM和H2-TPR等技术对催化剂和载体进行了表征。结果表明,制成的复合载体基本保留了最初引入的γ-Al2O3的孔特征,分散在γ-Al2O3表面的TiO2以锐钛矿晶型存在。不同载体对催化剂的H2还原行为有显著影响,所形成的活性物种也不相同。Al2O3中引入TiO2可以减弱P物种和Al2O3之间的相互作用,有利于Ni2P活性相的生成和催化活性的提高。当Ti/Al的原子比为1∶8时,Ni2P/TiO2-Al2O3催化剂比Ni2P/TiO2、Ni2P/Al2O3催化剂具有更高的加氢脱氮活性。     

部分还原二氧化钛的NMR和EPR研究

Partially reduced TiO₂ nanomaterials have attracted significant interest because of their visible-light activity for catalysis and photodegradation. Herein, we prepared a partially reduced anatase TiO₂ (Re-A-TiO₂) nanoparticle material using a fast combustion method, demonstrating good activity toward decomposing methyl orange under visible light irradiation. The surface structure of the prepared material, after being surface-selectively ¹⁷O-labeled with H₂¹⁷O (¹⁷O-enriched water), was studied via ¹⁷O and ¹H solid-state magic angle spinning nuclear magnetic resonance (MAS NMR) spectroscopy and electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy, and the obtained results were compared to those of non-reduced anatase TiO₂ (A-TiO₂). The EPR results showed that the concentrations of paramagnetic species (i.e., oxygen vacancies (OV) and Ti³⁺) in Re-A-TiO₂ were much higher than that in A-TiO₂, while the former was associated with a higher OV/Ti³⁺ ratio. The intensities of the EPR signals were significantly affected by the adsorbed water, and this phenomenon was explored in combination with ¹H NMR spectroscopy. The ¹H species on Re-A-TiO₂ appeared at larger chemical shifts, denoting the increased acidity of the sample, and these ¹H species on Re-A-TiO₂ were more difficult to remove than those on A-TiO₂. On the other hand, different features were observed for the signals arising from the two-coordinated oxygen atoms (μ₂-O) in ¹⁷O NMR, suggesting a typical anatase TiO₂(101) surface on A-TiO₂, but a more complex surface environment for Re-A-TiO₂. Furthermore, a larger amount of hydroxyl groups (OH) were observed on Re-A-TiO₂ compared to that on A-TiO₂, indicating a larger proportion of exposed (001) facets on Re-A-TiO₂. However, the μ₂-O signals broadened and became similar when the drying temperature was increased to 100 ℃, indicating a non-faceted anatase TiO₂ surface in such conditions. Based on the EPR and NMR results, a significant fraction of the OH species is believed to be formed from the reaction of the paramagnetic centers and adsorbed water molecules. The ¹H→¹⁷O cross polarization (CP) MAS and two-dimensional heteronuclear correlation (2D HETCOR) NMR spectra were used to verify the spatial proximity of the hydrogen and oxygen species, confirming the spectral assignments of a strongly adsorbed water and one type of surface OH species. In particular, the ¹H NMR signals at approximately 11 ppm were ascribed to the hydrogen species in the intramolecular hydrogen bond. In summary, this study investigated the paramagnetic species and surface structure of anatase TiO₂ materials by combining EPR along with ¹H and ¹⁷O solid-state NMR spectroscopy. The differences in the surface structures of Re-A-TiO₂ and A-TiO₂ should be closely related to their different properties toward the photodegradation of methyl orange.     

Inhibitory Activities on α-Glucosidase and Composition Analysis of Different Fractions of Ethanol Extracts from Actinidia chinensis Radix

Tlie inhibitory actions of ethyl acetate,n-butanol and water fractions from Actinidia chinensis Radix (A. chinensis Radix) ethanol extracts on glucosidase were investigated. We found that the inhibitory activity of different ethanol extract fractions on α-glucosidase is concentration-dependent. At the same concentration, the ethyl acetate and n-butaiiol fractions showed higher inliibitory activities on gglucosidase in comparison witli acarbose. We then determined the chemical constituents of tlie ethyl acetate and n-butanol fractions through ultra performance liquid cliromatography-triple-time of flight/mass spectrometry(UPLC-Triple-TOF/MS). Based on the mass spectrometry analysis and the databases Scitinder and Reaxys, 21 compoiinds(A1-A21) were identified from the ethyl acetate fraction. In addition, 11 of those compounds(A2, A3, A5, A6, A8, A10, A11, A13, A15, A19, A20) were identified for the first time from A. chinensis Radix. We also identified 14 compounds(A22-A32 and A4-A6) from tlie w-butanol fraction and compound A29 is a new natural product. From the n-butanol fraction, 7 additional compounds (A22, A25, A27, A28, A30-A32) were identified from A. chinensis Radix for the first time.     

溶解有机质对光照自然水体生物膜体系中H2O2生成的影响

通过模拟实验研究了生物膜胞外聚合物(EPS)和乙二胺四乙酸(EDTA) 2种典型溶解有机质(DOM)成分对自然水体生物膜体系中过氧化氢(H₂O₂)生成特征的影响, 并研究了体系初始pH值、 DOM浓度、 溶解氧(DO)等因素的影响. 结果表明, DOM的存在对自然水体生物膜体系中H₂O₂的生成有明显影响. 光照能促使EPS产生H₂O₂, 而EPS的存在对生物膜产生H₂O₂的直接影响不显著, EPS与生物膜共存体系中的H₂O₂由二者共同产生; EDTA本身不产生H₂O₂, 且对H₂O₂分解影响很小, 但会显著抑制生物膜产生H₂O₂, 且浓度越高抑制作用越明显. 体系pH值、 DOM浓度和DO均能不同程度影响EPS产生H₂O₂及EDTA抑制生物膜产生H₂O₂的作用.     

K-Ce0.5Zr0.5O2催化碳颗粒物燃烧性能

用等体积浸渍法制备了不同K负载量的xKNO₃-Ce_0.5Zr_0.5O₂系列催化剂，用程序升温氧化反应(TPO)考察催化剂对碳颗粒物(soot)燃烧的催化活性. 并采用XRD、BET、FT-IR、XPS等技术对KNO3负载催化剂进行表征. 结果表明KNO₃负载量对催化剂的比表面、表面化学环境有显著的影响；KNO₃能使催化剂对soot的催化燃烧活性有较大提高，且存在最佳负载量，当x=0.5时，催化剂的活性最好，碳颗粒物的起燃温度（Ti）和峰顶温度（Tp）分别为290 ℃和360 ℃. 在反应过程中，KNO₃熔融状态的形成和K₂CO₃的生成，使催化活性明显提高.     

异质结型光催化膜的活性及其机理研究

采用浸渍提拉法制得TiO₂,ZnO,Fe₂O₃,ZnO/TiO₂,TiO₂/ZnO,Fe₂O₃/TiO₂和TiO₂/Fe₂O₃石英玻璃基底负载膜.光催化降解亚甲基蓝实验表明,TiO₂和ZnO具有良好的光催化活性,Fe₂O₃活性较差.但形成异质结后,TiO₂和Fe₂O₃的光催化降解能力发生明显的变化.用254nm紫外光光照后,TiO₂,ZnO和Fe₂O₃等3种氧化物膜与水的接触角均有不同程度的降低,TiO₂表现出超亲水性,ZnO/TiO₂和Fe₂O₃/TiO₂膜与水的接触角小于对应的单纯ZnO和Fe₂O₃膜与水的接触角,其中Fe₂O₃/TiO₂表面出现超亲水性.瞬态光电导谱的少数载流子寿命的测定表明,异质结势垒电场能有效地增强光生电子-空穴对的分离效率.根据能带理论建立的两组异质结能带模型可合理地解释实验结果.     

UV-Enhanced Room Temperature Ozone Sensor Based on Hierarchical SnO2-In2O3

SnO₂-In₂O₃ hierarchical microspheres were prepared by the hydrothermal and solvothermal method. The morphology, phase crystallinity of the obtained SnO₂-In₂O₃ were measured by X-ray diffraction(XRD), scan electron microscopy(SEM), respectively. A room temperature ozone sensor based on SnO₂-In₂O₃ hierarchical microspheres was fabricated and investigated. The gas sensing properties of the sensor using SnO₂-In₂O₃ strongly depended on the proportion of SnO₂ and In₂O₃. The sensitivity and response/recovery speed were greatly enhanced by UV illumination. A gas sensing mechanism related to oxygen defect was suggested.