纳米半导体表面光诱导电子传递动力学--以4-oxo-TEMPO为电子受体TiO2表面光还原效率的ESR研究

以4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶酮(4-oxo-2,2,6,6,-tetramethyl-1-piperdinyloxy简称4-oxo-TEMPO)作为电子受体,利用消自旋(Spin counteraction)的ESR方法,定量研究了TiO2纳米半导体表面光诱导电子传递动力学,确定了TiO2纳米半导体表面光还原速率方程和反应动力学常数.结果发现,在本实验体系中,TiO2纳米半导体表面光还原对于底物是零级反应,而对于TiO2则为一级反应,所测得的反应动力学常数能定量地表示TiO2纳米半导体表面的光还原效率.不同波长光照及相异pH值对TiO2纳米半导体表面光还原速率有不同程度的影响.     

纳米半导体表面光诱导电子传递动力学——以4oxoTEMPO为电子受体TiO_2表面光还原效率的ESR研究

以４氧２ ,２ ,６ ,６四甲基哌啶酮（４ｏｘｏ２ ,２ ,６ ,６ ,ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ１ｐｉｐｅｒｄｉｎｙｌｏｘｙ 简称４ｏｘｏＴＥＭＰＯ） 作为电子受体,利用消自旋（Ｓｐｉｎ ｃｏｕｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ） 的ＥＳＲ 方法,定量研究了ＴｉＯ２ 纳米半导体表面光诱导电子传递动力学,确定了ＴｉＯ２ 纳米半导体表面光还原速率方程和反应动力学常数．结果发现,在本实验体系中,ＴｉＯ２ 纳米半导体表面光还原对于底物是零级反应,而对于ＴｉＯ２ 则为一级反应,所测得的反应动力学常数能定量地表示ＴｉＯ２ 纳米半导体表面的光还原效率．不同波长光照及相异ｐＨ 值对ＴｉＯ２ 纳米半导体表面光还原速率有不同程度的影响．     

锐钛矿相纳米TiO2晶体生长动力学及生长过程控制

研究了采用溶胶-凝胶法经由前驱物钛酸四异丙酯水解制备纳米TiO2结构相变及锐钛矿晶体生长动力学过程. 研究结果表明,在酸性条件下水解,由于高压热处理温度的变化导致锐钛矿向金红石相的结构相变,锐钛矿相纳米TiO2生长活化能在250℃以下和以上分别为(15.8±4.5) kJ/mol和(80.2±1.0) kJ/mol;而在碱性条件下水解的活化能值为(3.5±0.4 kJ/mol. 在不发生结构相变的条件下,酸性水解条件下锐钛矿相纳米TiO2生长速率相比没有碱性条件下快,即表明在酸性条件下提高锐钛矿生长速率主要依靠提高温度来实现,而在碱性条件下,可以通过延长高压热处理时间使得晶体生长速率加快,该研究成果对实现锐钛矿相纳米TiO2晶体尺寸控制和将来批量化制备提供了理论和实验指导.     

Ti(SO4)2水热法制纳米SO2-4/TiO2光催化剂的光谱研究

以Ti(SO4) 2 水溶液为前驱物 ,尿素为沉淀剂 ,采用水热沉淀 加热分解 浸渍烧结法制备纳米SO2 -4/TiO2 固体超强酸光催化剂 ,并用XRD ,BET ,FTIR ,DRS和FS等对中间态粒子和产物进行表征 ,以光催化降解罗丹明B为模型反应 ,筛选制备SO2 -4/TiO2 光催化剂的优化条件。结果表明 ,用Ti(SO4) 2 为前驱物 ,水热法能在较低的温度、弱碱性介质中 ,得到纳米锐钛矿型TiO2 晶体 ;在 30 0℃下控制焙烧 4h ,基本能使水热反应副产物 (NH4) 2 SO4等分解 ,又避免H2 SO4大量的流失 ;SO2 -4负载量和烧结时间是影响SO2 -4/TiO2 光催化活性的主要因素 ,当SO2 -4负载量 11%、烧结温度 4 5 0℃时 ,制备的SO2 -4/TiO2 光催化剂活性较高 ,达P 2 5光催化剂的水平     

强悬浮性纳米TiO2的制备、表征及光催化活性研究Ⅱ.光催化活性研究

将甲基橙溶液作为模拟废水,在紫外灯照射下,通过测量甲基橙溶液在470nm处吸光度的变化,考察了热分解制备纳米TiO2后处理过程中采用硅油淬火改性和自然冷却所得产物的光催化活性,并初步分析了两者光催化甲基橙的机理和在35min内的降解率和动力学反应过程。结果表明：两者均具有良好的光催化降解效果,且活性差别不大。但经硅油淬火改性的纳米TiO2因在水中具有强悬浮性,可更为有效地利用外部光源在工业废水的表层降解有害成分。     

强悬浮性纳米TiO2的制备、表征及光催化活性研究(Ⅱ)光催化活性研究

将甲基橙溶液作为模拟废水,考察了热分解制备纳米TiO2后处理过程中采用硅油淬火改性和自然冷却所得产物的光催化活性。结果表明：两者均具有良好的光催化降解效果,且活性差别不大。但经硅油淬火改性的纳米TiO2因在水中具有强悬浮性,可更为有效地利用外部光源在工业废水的表层降解有害成分。     

纳米TiO_2用于甲基橙溶液的光催化氧化研究

本实验采用纳米级的二氧化钛,对甲基橙溶液进行了紫外光催化氧化处理,探讨了pH的影响和添加Fe3+的效果及反应动力学方程,结果表明,采用UV/O3/TiO2工艺对其进行处理,pH4-5时,10W紫外灯光照60min,CODcr去除率达84%,脱色率达96%以上。添加Fe3+,对溶液的催化降解速度提高不明显。动力学研究表明,CODcr降解速度对CODcr的浓度为一级反应。     

稀土Eu3+掺杂纳米TiO2-SiO2发光材料的制备和发光性质的研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Eu3+掺杂于不同比例的纳米TiO2-SiO2复合体系,研究了基质中钛、硅摩尔配比对发光性能的影响.样品的FTIR谱图显示:纳米复合氧化物SiO2-TiO2之间发生了键合作用,形成了Ti-O-Si键;TEM显示样品的颗粒大小约为35 nm,是具有一定的单分散性的球形颗粒;XRD和SAED结果表明,样品退火至700℃后仍为单一的锐钛矿相,这说明微量硅的加入对二氧化钛的锐钛矿相有热稳定的作用.当微量的Si4+进入TiO2的晶格,取代部分Ti4+的位置时,形成了结构等电子陷阱.通过对样品的激发光谱、发射光谱分析,发现这种结构有利于将基质吸收的能量传递到发光中心,使Eu3+的465nm处7F0→5D2激发效率最高,成为最灵敏的激发线.     

Ni(C3H10N2)2NO2(ClO4)晶体的ESR研究

报道了Ni(C₃H₁₀N₂)₂NO₂(ClO₄)晶体在T=1.5K温度和W波段的ESR实验.建立了d⁸离子基态³A₂(F)的零场分裂参量D,E,和g因子与斜方对称晶场势参量间的关系,并应用于Ni(C₃H₁₀N₂)₂NO₂(ClO₄)晶体.计算值与实验数据符合很好,表明所给关系式是合理的.     

Cu2ZnSnS4 类四元硫族半导体的理论研究——以二元、三元、四元半导体的演化为思路

在过去60多年中,人们对半导体的研究集中在一元、二元和三元半导体方面,最近,出于寻找新型廉价、环保、高效光伏转换材料的需要,Cu2ZnSnS4 类 I2-II-IV-VI4型四元硫族半导体吸引了人们越来越多的关注,它在光催化和热电等多方面的应用也不断被发掘. 然而,对于这类四元半导体的基本性质,如晶体结构和电子结构,人们知之甚少,很多研究还停留在经验阶段. 文章首先简要回顾了这类半导体的由来和在应用方面的最新进展,然后详细介绍了文章作者对这类四元半导体的第一性原理计算研究工作的进展,其中包括：系统研究了这类硫族半导体在从二元向三元再向四元的演化过程中晶体结构和电子能带结构变化的规律,总结了元素成分对其影响的一般趋势,并结合实验结果分析了这类四元半导体晶格结构表征和带隙测量中易于出现的混淆;文章作者还以Cu2ZnSnS4 为例,考察了这类四元化合物相对二元、三元化合物的相稳定性和本征缺陷性质. 文章介绍的研究结果将为一系列I2-II-IV-VI4型四元半导体的深入研究提供基础.     

Cu2ZnSnS4类四元硫族半导体的理论研究——以二元、三元、四元半导体的演化为思路

在过去60多年中,人们对半导体的研究集中在一元、二元和三元半导体方面,最近,出于寻找新型廉价、环保、高效光伏转换材料的需要,Cu2ZnSnS4类Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ- Ⅵ4型四元硫族半导体吸引了人们越来越多的关注,它在光催化和热电等多方面的应用也不断被发掘.然而,对于这类四元半导体的基本性质,如晶体结构和电子结构,人们知之甚少,很多研究还停留在经验阶段.文章首先简要回顾了这类半导体的由来和在应用方面的最新进展,然后详细介绍了文章作者对这类四元半导体的第一性原理计算研究工作的进展,其中包括:系统研究了这类硫族半导体在从二元向三元再向四元的演化过程中晶体结构和电子能带结构变化的规律,总结了元素成分对其影响的一般趋势,并结合实验结果分析了这类四元半导体晶格结构表征和带隙测量中易于出现的混淆;文章作者还以Cu2ZnSnS4为例,考察了这类四元化合物相对二元、三元化合物的相稳定性和本征缺陷性质.文章介绍的研究结果将为一系列Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ- Ⅵ4型四元半导体的深入研究提供基础.     

时间分辨红外光谱研究Pt/TiO2上甲醇光催化反应中光生电子衰减动力学

采用时间分辨红外光谱直接观测了甲醇在Pt/TiO2上光催化反应制氢过程中光生电子还原氢离子生成氢气的反应过程．结果表明Pt的担载量存在一最佳值，使得该催化剂中光生电子的反应速度最快．当Pt担载量相同时，Pt/TiO2催化剂中光生电子参与产氢反应的速度随样品还原温度的不同而明显变化．可能的原因是较高温度下氢气还原的Pt/TiO2催化剂中Pt粒子占据了TiO2表面的一些能够解离吸附甲醇的活性位置，而对于较低温度下氢气还原的Pt/TiO2催化剂，这种占据作用很不明显．实验中还发现瞬态动力学研究中光生电子衰减较快     

不同压制压力下NiFe2O4纳米固体的ESR研究

 以反滴共沉定法制备了NiFe₂O₄纳米微粉，并在不同压力下将其压制成纳成米固体，然后用XRD谱和ESR谱研究了NiFe₂O₄纳米固体结构和界百状态随压制压力的变化。实验结果表明，NiFe₂O₄纳米固体的结构在高压下没有明显的变化，但其ESR谱的共振线宽和g因子值随着压力升高均表示出先逐渐增大至最大值，然手缓慢下降的规律。这种变化可以归因于纳米固体内部界面离子间的磁相互作用在压力的下所发生和变化。这引起实验结果境示，对于NiFe₂O₄纳米固体而言，最佳的成型压力是4.5 GPa，在此压力下，NiFe₂O₄纳米粒子既可以被压制成致密的纳米固体，又能够保留下它们的纳米结构和纳米性质。     

SO_4~(-2)/Fe_2O_3-Al_2O_3纳米固体酸的红外光谱研究

用 IR光谱研究了 SO2 -4 / Fe2 O3- Al2 O3纳米固体酸在不同焙烧温度下表面结构与酸性的变化 ,结果表明 ,当焙烧温度在 4 5 0— 5 0 0℃时 ,双齿螯合配位结构特征谱带齐全 ,酸性强 ,小于 4 5 0℃时 ,双齿螯合配位特征谱带不齐全 ,酸性不强 ,而大于 5 0 0℃时 ,随着温度的升高 ,特征谱带区域宽化 ,特征峰消失 ,酸性变弱。此外 ,从 Fe- O纳米颗粒的特征振动带显示可得知 ,样品的粒径小于 30 nm。     

1-（4-硝基苯基）-3-（4,6-二甲基-2-嘧啶）-三氮烯的合成及其与锌（Ⅱ）的显色反应

合成了一种新显色剂1-(4-硝基苯基)-3-(4,6-二甲基-2-嘧啶)-三氮烯(简称NPDMPMT),并研究了在非离子型表面活性剂Triton X-100存在下,于pH为11.0的Na2B4O7-NaOH缓冲溶液中与锌(Ⅱ)的显色反应.结果表明.Zn与试剂NPDMPMT形成1:2的橙黄色配合物,在456nm处有一最大正吸收,在530nm处有一最大负吸收,建立以530nm为参比波长,456nm为测量波长的双峰双波长测定法,其表观摩尔吸光系数为3.16×105L·mol-1·cm-1,锌(Ⅱ)浓度在0-8.0μg/25mL范围内符合比耳定律.方法用于人发中微量锌的测定,结果令人满意.     

2-（二硝基亚甲基）-4，5-咪唑烷二酮的反应研究

2-(二硝基亚甲基)-4，5-咪唑烷二酮(1)是1998年首次报道的一个新化合物，是Latypov等在探索合成低感高能炸药1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯(FOX-7)的过程中得到的一个重要中间体，它去掉羰基开环即得FOX-7，     

1-(4-氯苯甲酰基)-4-[1''''-N''''-(2'''',3'''',4'''',6''''-四-o-乙酰基)-D-吡喃葡萄糖基]氨基硫脲与DNA相互作用的光谱及电化学研究

紫外-可见光谱法和循环伏安法研究了1-(4-氯苯甲酰基)-4-[1'-N'-(2',3',4',6'-四-o-乙酰基)-D-吡喃葡萄糖基]氨基硫脲与DNA的相互作用.该试剂与DNA作用后,引起DNA的紫外特征吸收峰呈明显的减色效应和红移现象,通过该试剂对溴化乙锭-DNA紫外-可见光谱和循环伏安曲线的影响,证明它与DNA发生了嵌插作用.