溶胶-凝胶法制备S掺杂TiO2纳米粉体的光催化性能

本研究采用溶胶-凝胶法制备了S掺杂TiO2纳米粉体.采用X射线衍射(XRD)、热重差热(TG-DTA)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、能量弥散X射线能谱(EDS)及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对其进行了表征,以亚甲基蓝为模拟污染物,评价了不同热处理条件下的粉体在可见光下的光催化活性.结果表明:S掺杂对TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变有抑制作用,但对其微观形貌没有影响;部分S进入TiO2晶格间隙形成Ti-O-S键,部分S以SO2-4的形式吸附于TiO2表面,S含量约为0.3at;;S掺杂TiO2纳米粉体具有较高的可见光催化活性,当硫酸钠加入量为10;,550 ℃煅烧1 h的S/TiO2样品的光催化活性最佳,在可见光下对亚甲基蓝的2 h降解率由未掺杂的74.12;提高至86.15;.     

水解法制备SiO2包裹γ-Ce2S3色料及其耐酸性研究

本文以市售大红色料γ-Ce2S3为原料,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用水解法制备了SiO2包裹γ-Ce2S3色料,采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、傅立叶红外光谱(FT-IR)等技术对色料进行了表征.研究结果表明,在TEOS/H2O质量比为1∶20、Ce/Si摩尔比为3∶1、水解温度为45℃、水解用纯水滴加速率为0.3 mL/min的条件下,可获得均匀致密的无定型二氧化硅(SiO2·xH2O)包裹层,其厚度为100 nm左右,包裹色料仍保持鲜艳的红色,其色度L*、a*和b*值分别为26.82、35.53和29.60;该条件下所得包裹色料的耐酸性最佳,未包裹色料浸泡于1 mol/L的盐酸中半分钟之内已失去红色,而该色料浸泡2h其呈色仍没有明显变化.     

熔盐法制备铌酸钾钠粉体的研究

以分析纯Na_2CO_3,K_2CO_3和Nb_2O_5为原料,以Na_2CO_3-K_2CO_3(摩尔比1: 1)为熔盐,采用熔盐法在700～850 ℃保温4 h合成了Na_(0.5)K_(0.5)NbO_3粉体.研究了合成温度、熔盐含量对粉体形貌的影响.XRD分析结果表明:通过熔盐法可以在700 ℃下合成纯钙钛矿结构的Na_(0.5)K_(0.5)NbO_3粉体;SEM分析显示:随着合成温度的升高,粉体形貌从圆球状转变为立方状,进一步提高合成温度,粉体形貌开始变得不规则;此外,合成粉体的尺寸随着熔盐含量的增加而增大,且粉体团聚现象明显减弱.以熔盐法合成的Na_(0.5)K_(0.5)NbO_3粉体为原料,采用传统固相烧结法制备Na_(0.5)K_(0.5)NbO_3陶瓷,经1060 ℃烧结后,Na_(0.5)K_(0.5)NbO_3陶瓷具有优异的压电性能和介电性能,其中压电常数d_(33) =124 pC/N,介电常数ε_(33)~T/ε_0 = 345,居里温度T_c 达 402 ℃.     

拓扑化学法制备棒状(KxNa1-x)NbO3粉体

以Na2CO3、K2CO3、Nb2O5和KCl为原料,采用拓扑化学反应法合成出一维方向生长钙钛矿结构的棒状KxNa1-x NbO3 (KNN)粉体.首先采用熔盐法合成出棒状的前驱体K2Nb8O21晶体,系统研究了Nb2O5与KCl的起始质量比、合成温度对kNb8O21晶体显微结构和形貌的影响,研究发现当Nb2O5与KCl的质量比为3/8,850℃下保温3h可以获得长度为80～100 μm,直径为3～8 μm的棒状K2Nb8O21晶体,且晶体沿[100]方向生长;然后以棒状的前驱体K2Nb8O21为模板晶粒,采用拓扑化学反应法制备出棒状KNN晶体,研究了Na2 CO3的添加量、烧成温度和保温时间对棒状KNN晶体显微结构和形貌的影响.结果表明:添加过量10wt;的Na2CO3,在900℃下保温3h可以获得沿[001]方向生长的棒状KNN晶体,其中K/Na =47.31/52.69,接近1/1,其长度和宽度分别为30 ～ 50 μm和2～6 μm.     

Sb掺杂对0.96(K0.49Na0.51)(Nb0.97-xTa0.03Sbx)O3-0.04Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5ZrO3无铅压电陶瓷结构与电性能的影响研究

采用固相法制备了0.96(K0.49 Na0.51)(Nb0.97-xTa0.03Sbx) O3-0.04Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5ZrO3(0.96KNNTSx-0.04BNKZ,x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)无铅压电陶瓷,研究了Sb掺杂量对0.96KNNTSx-0.04BNKZ陶瓷相结构、微观结构和电性能的影响规律.X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)分析结果表明:0.96KNNTSx-0.04BNKZ陶瓷具有纯钙钛矿结构,随着Sb掺杂量x的增加,陶瓷由正交-四方两相共存逐渐转变为四方相,在x≤0.01时,陶瓷为正交-四方两相共存的多型相转变(Polymorphic Phase Transition,PPT)结构,而当x≥0.02时,陶瓷则转变为四方相结构.在PPT向四方相转变的组成边界x=0.02处,陶瓷具有优异的电性能:压电常数d33=345 pC/N,机电耦合系数kp=39.2;,机械品质因数Qm=51,介电常数ε33T/ε0=1520,介电损耗tanδ =2.7;,剩余极化强度Pr=15.4 μC/cm2,矫顽场Ec =1.09kV/mm,居里温度Tc=275℃.     

手性过渡金属(Mn,Co,Ni)-Salen配合物催化NaOCl不对称环氧化苯乙烯的反应研究

本文论述了由手性1,2-二苯基乙二胺与适当取代的邻羟基苯甲醛生成的希佛碱作为过渡金属Co(Ⅱ)、Ni(Ⅲ)、Mn(Ⅲ)的配体合成的6种过渡金属-Salen配合物在NaOCl下均相催化苯乙烯不对称环氧化反应的效果。对环氧化反应进行控制性研究,我们发现环氧化反应与中心金属离子的相关性可能主要源于配体结构、金属离子的选择及二者结合而形成的配合物的空间构型。好的不对称环氧化反应催化剂要求中心金属离子具有适当的氧化还原电位,对底物烯烃因其取代基的大小,催化剂结构的空间构型应有好坏之分,我们得到的循环伏安数据及实验结果部分说明这一点。同时对手性镍(Ⅱ)-Salen及手性锰(Ⅲ)-Salen配合物的催化反应机理配合实验现象分别作出假设,都经过自由基历程,但却是截然不同的活性氧化物种,同时,由于起主要作用的不对称诱导因素不同,不对称诱导方向有异。对同一催化剂在不同pH值下起作用的活性氧化物种类别也可能不同。     

B,Ru共掺杂TiO2纳米粉体的制备及光催化性能

采用溶胶凝胶法制备了B、Ru共掺杂TiO2纳米粉体,采用XRD、TEM、XPS、FT-IR及UV-Vis等技术对催化剂进行了表征.结果表明:B部分掺入到TiO2晶格间隙中形成B-O-Ti键,部分以B2O3的形式存在;Ru掺入到TiO2品格;B、Ru掺杂均能抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,同时促使TiO2晶粒细化;B掺杂能减少光生电子-空穴的复合、促进TiO2表面活性基团Ti-OH的生成、减小光学带隙值,而Ru掺杂的这三方面的作用却有限.Ru掺杂降低了TiO2的光催化活性,而B掺杂却能大幅提高了TiO2的光催化活性,因而Ru、B共掺杂样品的光催化活性比仅B掺杂样品还稍低,当B掺杂质量百分数为1.0;时,可见光下光催化降解亚甲基蓝的2h降解率由未掺杂TiO2的68.5;提高至84.3;.     

γ-Ce2S3大红色料表面附着ZnO及对H2S释放的影响

以市售大红色料γ-Ce2S3为原料,六水合硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)为锌源,无水碳酸钠(Na2CO3)为沉淀剂,醇水混合溶液为反应介质,采用非均相沉淀法在γ-Ce2S3色料表面附着一层ZnO,研究含Zn前驱体在色料颗粒表面附着形态及附着ZnO后对色料受热后H2S释放的影响.研究结果表明:以乙醇与水混合溶液为反应介质,沉淀离子采用同步滴加方式,滴加速度0.3 mI/min,Zn与γ-Ce2S3的摩尔比为0.2时,300 ℃热处理30 min能够在γ-Ce2S3颗粒表面均匀附着一层ZnO,且色料仍保持鲜艳的红色,其色度L*、a*和b*值分别为34.17、33.10和22.80;表面附着ZnO后对H2S的释放有明显的抑制作用,色料在350℃保温10 min,H2S释放浓度由未附着ZnO的4.21 mg/m3降至0.     

细致能级光电离与辐射复合速率系数的计算及讨论

在以前所计算的细致能级光电过程截面数据的基础上,用修正的Gramm-Schmidt方法做三次样条函数的最小二乘拟合,在LTE近似条件下,取光子分布函数为Planck分布,自由电子分布函数为Maxwel分布,给出了光电离与辐射复合速率系数积分在样条参数下的表达式,并计算了类氦铷、类氦铌离子光电离与辐射复合速率系数。分析了能级跃迁下的速率系数向轨道跃迁速率系数的过渡关系,并对文[1]给出的半经验公式进行了评价。     

Bi80+辐射复合过程的计算

基于Dirac-Slater自洽场方法,计算了Bi79+离子从低能到高能的光电离截面以及其逆过程Bi80+的辐射复合截面; 分析了Kramers公式的适用性;考察了多极效应、相对论效应在不同能区对辐射复合截面的影响;计算了Bi80+离子在电离阈值附近的辐射复合截面和辐射复合速率系数,考察了自由电子分布函数及电子的温度变化对速率系数的影响,并将计算结果同高精度的储存环合并束实验进行了对比.