NiS2助剂修饰g-C3N4光催化剂的简易合成及光催化制氢性能增强研究

g-C3N4是一种新型的稳定的半导体光催化材料,它可以通过热缩聚法、固相反应法、电化学沉积法和溶剂热法等制备.g-C3N4禁带宽度约为2.7 eV,吸收边在460 nm左右,具有合适的导带位置,可用作可见光响应制氢的光催化材料,但在实际应用中g-C3N4光催化性能较低,其原因可归纳为:(1)g-C3N4在吸收光子产生电子和空穴对后,光生载流子的传输速率较慢,容易在体相或表面复合,致使g-C3N4的量子效率较低;(2)材料在合成过程中易于结块,使g-C3N4的比表面积远小于理论值,严重削弱了g-C3N4光催化材料的制氢性能.目前已有很多关于g-C3N4改性的报道,但一些方法对材料的处理过程耗时较长或者合成过程较难控制.用助剂改性是提高光催化制氢活性的半导体材料的主要策略之一.合适的助剂可改进电荷分离和加速表面催化反应,从而提高光催化剂的制氢活性.虽然稀有金属或贵金属,如铂、金和银可大大提高g-C3N4的制氢速率,但由于其昂贵和稀缺性,因而应用严重受限.因此,开发成本低、储量丰富、高性能助剂来进一步提高制氢性能具有重要意义.NiS2来源丰富、价格低廉.它可在酸性和碱性的环境保持相对较高的稳定性,且其表面电子结构表现出类金属特性.但它较难与半导体光催化剂形成强耦合和界面,通常需要水热等条件下合成.实验表明,g-C3N4表面存在着大量的含氧官能团及未缩合的氨基基团,为表面接枝提供了丰富的反应活性位点,因而可利用g-C3N4表面均匀分布的含氧官能团等和Ni2+结合,再原位与S2?反应,从而在g-C3N4上负载耦合紧密的NiS2助剂,进一步提高复合材料的光催化制氢活性.本文采用低温浸渍法制备了NiS2/g-C3N4光催化剂.NiS2助剂在温和的反应条件下与g-C3N4光催化剂复合,可以防止催化剂结构的破坏,同时使得助剂均匀地分散,并紧密结合在催化剂表面,从而大大提高光催化剂的制氢性能.该样品制备过程为:(1)通过水热处理制备含氧官能团和较大比表面积的g-C3N4;(2)添加Ni(NO3)2前驱体后,Ni2+离子由于静电作用紧密吸附在g-C3N4表面;(3)在80oC加入硫代乙酰胺(TAA),可在g-C3N4的表面紧密和均匀形成助剂NiS2.表征结果证实成功制备NiS2纳米粒子修饰的g-C3N4光催化剂.当Ni含量为3 wt%,样品表现出最大的制氢速率(116μmol h?1 g?1),明显高于纯g-C3N4.此外,对NiS2/g-C3N4(3 wt%)的样品进行光催化性能的循环测试结果表明:该样品在可见光照射下可以保持一个稳定的、有效的光催化制氢性能.根据实验结果,我们提出一个可能的光催化机理:即NiS2促进了物质表面快速转移光生电子,使g-C3N4光生电荷有效分离.基于NiS2具有成本低和效率高的优点,因而有望广泛应用于制备高性能的光催化材料.     

超声萃取-气相色谱-质谱法检测塑料玩具中8种邻苯二甲酸酯类增塑剂

建立了气相色谱-质谱法（GC-MS）同时测定玩具中8种邻苯二甲酸酯化合物的方法.利用四氢呋喃提取塑料玩具中邻苯二甲酸酯化合物,超声提取30 min,经乙腈沉淀,采用GC-MS外标法进行定量检测.结果表明,8种邻苯二甲酸酯线性范围为0.5~10 mg/L,相关系数均大于0.995,方法检出限为1.14~13.65 mg/kg,平均回收率为89.2%~103.8%,相对标准偏差为1.41%~4.93%.方法简单、快速、准确,可用于塑料玩具中邻苯二甲酸酯的检测.     

Ni纳米粒子作为电子转移剂和NiSx作为产氢界面活性位协同增强 TiO2光催化制氢性能

作为一种传统的半导体光催化材料, TiO_2因具有低价易得、无毒性及稳定性好等优势而一直受到研究者的关注.理论上, TiO_2的能带结构可满足分解水制氢的条件.然而,研究发现TiO_2本身的光催化制氢性能较低,主要是由于TiO_2被光激发后生成的电子和空穴尚未到达材料表面参与反应,就在其体相内发生复合,导致电子参与有效光催化制氢反应的几率较低.近年来,为提高TiO_2的制氢性能,研究者主要通过半导体耦合、元素掺杂、形貌调控和助剂修饰等方式对TiO_2进行改性.其中,助剂表面修饰由于用量少、条件温和并且对主体材料结构影响很小而成为一种常见和有效的改性手段.最常用的电子助剂是贵金属如Au, Ag, Pt和Pd.当TiO_2表面沉积微量的贵金属纳米粒子时,导带上的光生电子被贵金属捕获并迅速转移,将H~+在贵金属表面发生界面还原反应生成H_2,从而有效提高了制氢效率.除了贵金属电子助剂外,还有一些价格较低、产量丰富的非贵金属如Co, Cu, Ni和Bi等也可以作为电子助剂应用于光催化制氢,在提高制氢性能的同时也降低了光催化剂的成本.但在大多数情况下,这些金属材料(除贵金属Pt以外)本身都不能作为有效的界面催化活性位点,表现出较低的界面析氢速率,导致金属-半导体光催化材料的产氢活性低.因此,进一步对金属表面进行改性、增加界面催化活性位点、促进其界面产氢催化反应,对于提高金属-半导体光催化材料的制氢性能非常重要.在金属作为电子传输介质修饰半导体材料的制氢过程中,电子传输介质快速转移光生电子和有效捕获溶液中的H+直接进行界面催化还原反应生成H_2这两个步骤都十分关键.在制备金属-半导体光催化材料时,对于通常的金属材料本身都不能作为界面催化活性位点、缺乏有效的界面产氢活性位点的问题,可通过在金属表面进一步修饰作为界面催化活性位点的基团或离子来解决.本文采用先将Ni纳米粒子光沉积在TiO_2表面、再在水热条件下在Ni纳米粒子表面生成NiS_x的两步法合成了以Ni作为电子转移介质、以NiS_x作为界面催化活性位点共修饰的高效TiO_2光催化剂(称为TiO_2/Ni-NiS_x).研究结果表明,优化后的TiO_2/Ni-NiS_x光催化的最高制氢速率(223.74μmolh~(-1))分别是纯TiO_2, TiO_2/Ni和TiO_2/NiS_x样品的22.2, 8.0和2.2倍.性能增强的原因是Ni纳米粒子作为电子传输体、NiS_x作为界面催化活性位点同时提高了光生电子的转移速率和界面催化反应速率,即Ni和NiS_x两者协同作用增强了TiO_2光催化制氢性能.这种非贵金属助剂和界面活性位点协同作用的方法为设计高制氢性能催化剂提供了新的思路,并有望在光催化领域得到应用.     

初中数学单元复习课的策略性研究与实践

复习课是课堂教学重要课型之一,在初中数学教学中占有重要的地位,它对全面提高学生素质有着重要的作用．子日“温故而知新,可以为师矣．”在初中数学的每个单元、每个阶段的内容学习完成之后,进行一次系统的、全面的回顾与整理,是十分必要的．     

N,N-二甲基甲酰胺及其降解产物分析方法研究进展

随着N,N-二甲基甲酰胺(DMF)应用行业的不断拓宽及使用量的增加导致其被动暴露人群数量大且持续增加。近年来,DMF对人体健康的潜在危害引起了相关领域广大科技工作者的广泛关注。如何有效地分离分析DMF及其降解产物是研究其迁移、转化等环境行为及生物毒性的首要问题。对近年来DMF及其降解产物的色谱、质谱分析方法研究进展及其特点进行了综述,并且分析了其发展趋势。     

高效液相色谱法检测塑料食品接触材料中的双氰胺

建立了使用高效液相色谱法检测塑料食品接触材料中双氰胺的分析方法.采用4％乙酸提取样品、色谱柱分离、紫外检测器检测、外标法定量测定双氰胺残留.双氰胺在质量浓度为0.1 ～5.0 mg/L范围内线性良好,相关系数为0.9996.双氰胺的最低仪器检出限为5μg/L,方法的定量下限为0.40mg/kg,样品加标的回收率在94.4％ ～ 98.0％之间,相对标准偏差小于1.0％.该方法具有样品处理简单方便、灵敏度高、分析时间短等优点,可以满足塑料食品接触材料中双氰胺残留的测定,并为进出口塑料餐具中双氰胺残留量的检验提供依据.     

环境因子和变性剂作用下B-藻红蛋白的光谱与荧光特性

文章系统研究了B-藻红蛋白在环境因子和变性剂作用下的特征吸收光谱和荧光发射强度的变化规律,结果表明:B-藻红蛋白分别在pH 4.5~9.5、温度在25~60℃和日光灯照射下(光强2 800 lx)24 h以内相对稳定,其荧光发射强度和特征吸收光谱变化不大;分别在0.5%~3%SDS和0.25%~1%β-巯基乙醇作用下B-藻红蛋白的光谱特性发生了显著变化,荧光发射强度严重衰减,特征吸收峰消失;在10%~70%乙腈或2~8 mol.L-1脲作用下,荧光发射强度有所衰减,但特征吸收光谱峰形未变化,只是峰强度略有减小。简要分析了环境因子和变性剂引起B-藻红蛋白的构象变化的可能原因。     

混沌动力系统小波变换模数的关联维数

关联维数是描述动力系统混沌的重要参数.在仿真计算的基础上,发现尽管小尺度小波变换时,奇异吸引子的整体形状发生了改变,但小波变换模数的关联维数与动力系统本身是一致的.同时仿真计算还表明,随尺度的增加,关联积分与距离的标度关系逐渐变差,但在一定范围内仍可较准确地计算出关联维数. 关键词： 混沌 关联维数 小波分析 尺度 相空间     

新课程理念下高师《中学物理教学论》课程的改革与实践

面对全球基础教育改革浪潮，2001年国家教育部颁布了《基础教育课程改革纲要（试行）》，调整和改革基础教育的课程体系、结构、内容，构建符合素质教育要求的新的课程体系．课程改革对中学教师的教育理念、教学行为、知识结构等方面都提出了严峻的挑战．因此，高师院校的《中学物理教学论》系列课程，应积极地调整培养目标、课程结构、课程内容，改革教学方法，培养适应时代发展要求、推进素质教育实施的新型的物理教师．