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^-.     

分子氧在锐钛矿型TiO2表面的光助吸附和光助脱附

本文采用真空-质谱技术研究了紫外线照射下分子氧在锐钛矿型TiO₂表面的吸附和脱附机理。氧光助吸附后,锐钛矿表面成为活化表面。活化表面的O₂^-(分子氧在锐钛矿表面的吸附态)在1.33×10^-3Pa的真空中,在能量大于锐钛矿禁带宽度2.9eV的紫外线照射下成为分子氧脱附,氧脱附后的表面在无紫外线照射的氧气氛中对分子氧有吸附作用,该O₂^-饱和吸附量大于相同氧压下紫外线照射下O₂的饱和吸附量。在氧压和光强度相同的条件下,O₂^-吸附量与表面羟基化程度呈线性关系。     

几种光催化反应体系中羟基自由基表观生成率的实验研究

采用邻二氮啡-Fe(Ⅱ)(橙红色)分光光度法间接测定了Fenton、UV/Fenton、UV/草酸铁/H₂O₂、UV/TiO₂4种体系中在不同条件下·OH的表观生成率,初步探讨了体系中各影响因子的作用机制.结果分析表明:对于Fenton体系、UV/Fenton、UV/草酸铁/H₂O₂而言,其最佳反应条件为pH=4.0、m(H₂O₂)/m(Fe)=1/25、铁离子的质量浓度以25 mg/L左右为宜;TiO₂光催化体系催化产生的·OH尽管受环境pH的影响相对较小,但在同等条件下·OH的表观生成率最低;4种体系中以UV/草酸铁/H₂O₂体系中·OH表观生成率最高,而且以线性的规律递增.     

自由基照相体系的ESR波谱研究

本文用自旋捕获剂t-BuNO(2-甲基2-亚硝基丙烷)与ESR技术结合的方法研究了CBr₄-φ₂NH、CBr₄-LCV及CBr₄-LMG体系的光化学过程。从ESR谱的超精细结构及其随组分浓度的变化,证实了上述体系中除有Br^·外,还分别形成了 自由基。由这些体系在避光条件下的UV谱,证明溶液中存在(HX…CBr₄)型的部分电荷转移络合物。因此,上述自由基照相体系的光引发反应既包括CBr₄的光解,又包括(HX…CBr₄)^*的光解。     

11-钨硼酸钾的结构和振动光谱研究

标题化合物K₈H(BW₁₁O₃₉)·13H₂O属立方晶系,空间群P43m,a=10.710(1)Å,V=1228.58ų,Z=1;D_O=4.39g·cm^-3,D_c=4.42g·cm^-3。(BW₁₁O₃₉^9-离子属于不饱和α-Keggin型结构,B原子位于O₂四面体的中心。测定并研究了化合物的IR和Raman光谱性质。     

超氧化物歧化酶对TiO2光催化损伤DNA的影响

以小牛胸腺DNA为对象, 在超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)存在下, 研究了纳米二氧化钛(TiO₂)光催化对DNA损伤特性及SOD对TiO₂光催化损伤DNA的影响. 采用凝胶电泳和高效液相色谱(HPLC)分析法, 探讨了DNA的损伤程度. 运用生物标准样8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2 -deoxyguanosine, 8-OHdG)为内标物并通过高效液相色谱-电喷雾离子化串联质谱联用技术(HPLC-ESI-MS/MS)对DNA损伤产物进行了跟踪分析, 采用过氧化物酶催化分光光度法及顺磁共振技术(ESR)跟踪测定TiO₂光催化DNA损伤过程中H₂O₂和氧化物种的变化, 探讨了DNA氧化损伤机理. 结果表明, 在实验条件下紫外光照(UV, λ＝200～275 nm), Dark/TiO₂和UV/TiO₂体系中, DNA氧化损伤程度为UV/TiO₂＞UV＞Dark/TiO₂. 光催化260 min DNA损伤99%, 反应动力学常数K＝7.82×10^－3 min^－1. 抗氧化剂SOD具有清除光催化体系中超氧自由基( )的能力, 可以抑制DNA的损伤, 反应动力学常数K＝2.27×10^－3 min^－1. 8-OHdG为DNA损伤中鸟嘌呤氧化的特异产物, UV及光催化体系对DNA损伤主要涉及 及羟基自由基(•OH)历程, 光催化体系对DNA损伤伴随有深度氧化(矿化)过程, 实验条件下12 h DNA矿化75.06%.     

铝在KOH溶液中的惰化

用恒电流充电曲线法研究了C_KOH、C_Al以及电流密度对铝电极惰化的影响,得到i～τ^-1/2之间符合如下的不稳定扩散方程: 曲线由不同斜率的两条直线组成,i_L系铝腐蚀产生H₂搅拌的影响。同时,还求得了几种KOH溶液中C_Al^S和D_Al的值。 实验结果表明:低电流密度区,惰化过程受Al(OH)₄^-扩散控制,由过饱和Al(OH)₄^-溶液中析出成相的Al(OH)₃或Al₂O₃膜,引起电极惰化。高电流密度区,除扩散外,还可能由电化学反应直接形成表面惰化层。     

Pr3+掺杂的TiO2纳米粉体的表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Pr³⁺掺杂量的TiO₂纳米粉体.以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解为探针反应,评价了它们的光催化活性.利用XRD和BET技术研究了Pr³⁺掺杂量和焙烧温度对TiO₂纳米粉体的相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响,并用XPS和SPS技术研究了Pr³⁺掺杂的TiO₂纳米粉体的表面组成和表面光伏特性,探讨了Pr³⁺掺杂提高纳米TiO₂的光催化活性的机制.结果表明:适量Pr³⁺掺杂能显著提高纳米TiO₂的光催化活性.当Pr³⁺掺杂量为1.25%(以Pr³⁺/TiO₂质量比计),焙烧温度为600℃时,制得粉体的光催化活性最佳.Pr³⁺掺杂强烈地抑制TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸,增大比表面积,增加表面羟基和吸附氧的含量,提高光生电子和空穴的分离效率,改善粉体表面的光吸收性能,上述因素均有利于光催化活性的提高.     

伯胺N1923硝酸盐从硫代硫酸盐溶液中萃取银(Ⅰ)的机理

本文研究了伯胺N₁₉₂₃硝酸盐(RNH₃NO₃)从硫代硫酸盐溶液中对Ag(I)的萃取.结果表明,Ag(I)同时以AgS₂O₃^-和Ag(S₂O₃)₂^3-两种形式萃入有机相.     

用表面处理法降低TiO2粉末光活性问题的研究

本工作采用了两种简便的方法即用不同金属盐和金属氧化物对两种晶型(锐钛矿型和金虹石型)TiO₂粉末进行表面处理来降低TiO₂的光活性并对两种表面处理方法的优缺点作了比较,在评价TiO₂光活性时采用异丙醇光氧化反应的方法。实验证明,用金属盐表面处理TiO₂,其光活性有明显降低。用金属氧化物对TiO₂进行表面处理,在氧化物/TiO₂比例适当时也可以得到与金属盐表面处理TiO₂的同样效果。此外,我们还对TiO₂表面处理后能降低其光活性的作用机制问题进行了讨论。     

高氯酸与硫酸溶液中铂电极上氧阳极析出动力学与机理

本文研究了不同浓度的HClO₄和H₂SO₄溶液中铂电极上氧阳极析出过程的动力学。稳态极化曲线上有三个区域:电位突跃前的低极化区,突跃区和突跃后的高极化区。前两个区域内对于α_w的反应级数均为1,在后一区域内对于α_w·α_ClO4^-或αw·α_HSO4^-的反应级数接近于1/2。文中对在各区域内的反应机理和产生电位突跃的原因进行了探讨。     

Fe3+掺杂TiO2光催化降解聚乙烯薄膜的研究

以快速溶胶-凝胶法制备了纳米TiO₂光催化剂，并用Fe³⁺对其掺杂改性，在室温条件下, 用于固相光催化降解聚乙烯(PE)包装薄膜的研究. 对催化剂和薄膜进行了X衍射分析(XRD)、傅立叶红外光谱分析(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)形貌观察. 结果表明， 60 W紫外光辐射240 h后， PE失重为8.43%, 锐钛矿型纳米TiO₂光催化剂使PE失重30.66%；用Fe³⁺掺杂后，0.5%Fe₂O3/TiO₂、1.0%Fe₂O₃/TiO₂和2.0%Fe₂O3/TiO₂分别使PE失重35.91%、20.72%和13.30%. 光催化剂加速了PE的失重，碳链的断裂和光氧化腐蚀，在薄膜表面形成大量的坑洞，降解产物中的小分子量的石蜡含量明显增高. Fe³⁺掺杂有一个最佳量， 0.5%Fe₂O3/TiO₂光催化降解PE的活性最高.     

在纳米CdS颗粒表面MV2+光还原的ESR研究

以甲基紫精(MV²⁺)作电子受体进行了纳米CdS光生电荷转移的ESR研究。实验表明,纳米CdS悬浮在1.1×10^-smol/LMV²⁺的乙醇溶液中,光照时,MV²⁺的光还原速率恒定;还原产物MV^+·二聚的速率服从二级反应动力学公式。乙醇溶液中的溶解氧和纳米CdS表面的离子及附氧对MV²⁺的还原过程有抑制作用。     

PbO2电极上S2O82-离子阳极形成过程的研究

用分解稳态极化曲线的方法,在PbO₂阳极上,H₂SO₄和H₂SO₄-(NH₄)₂SO₄溶液中得到了相应于S₂O₈^2-形成和O₂发生的动态力学数据。在高于+2.25V的电位区,这两个反应的Tafel斜率都是2.303RT/βF(β=0.52～O.55),S₂O₈^2-形成的电流效率低于29%,且几乎不随阳极电位而改变。S₂O₈^2-的形成速度与溶液中硫酸离子浓度无关,而O₂发生速度随硫酸离子浓度的增大稍有减慢。提出了在高电位区S₂O₈^2-形成及O₂发生的机理。     

轻稀土金属β-二酮络合物催化丙烯二聚的研究

本文对以轻稀土金属β-二酮络合物为基础的催化丙烯二聚体系进行了探索性研究。找出了Pr(acac)₃。H₂O/Et₃Al₂Cl₃/PPh₃体系,在Al/Pr为30—50、P/Pr为3—6、温度为60—80℃范围内有较高二聚活性1200—1300molC₃^-/mol Pr·h和二聚转化率50—60%。在RE(ac-ac)₃/Et₃Al₂Cl₃/PPh₃和Pr(β-二酮)₃/Et₃Al₂Cl₃/PPh₃体系中,活性顺序分别为Ce～Pr>La>Nd>Sm和六氟乙酰丙酮>乙酰丙酮>二苯二甲酰甲烷,其二聚物的组成分布为:甲基戊烯64～66%,线性烯烃24.1—26.4%。二聚选择性在77—93.3%之间。     

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。     

二乙基硫醚光敏化氧化反应动力学的研究

本工作以高分子化的孟加拉玫瑰为单线态氧敏化剂,对二乙基硫醚光氧化为二乙基亚砜的反应进行了研究。通过稳态处理,得到了光氧化反应的动力学公式。实验证明,存在着与上述公式相符的下列关系式: R_Ox=K[R₂S]⁰[O₂]^0.42[I]