氮铋共掺杂TiO2的合成及其可见光催化性能研究

以纳米管钛酸为钛的前驱体,Bi(NO₃)₃·5H₂O为N源和Bi源,采用水热法制备了N、Bi共掺杂的TiO₂;并以甲基橙为目标降解物考察了所制备样品的可见光催化性能(λ≥420 nm).利用XRD、XPS、UV-Vis DRS、TEM等技术对不同条件下制备的产物进行了表征.结果表明,所得样品主要为锐钛矿型,粒径20 nm左右,掺杂的Bi主要以Bi₂O₃和BiONO₃两种形式存在.N元素除了以NO₃^-的形式存在于BiONO₃中,还有少量N以间隙氮掺杂于TiO₂中形成Ti-O-N键.N、Bi共掺杂的TiO₂在可见光下表现出了优越的光催化性能,其中水热温度为130 ℃,Bi/Ti摩尔比为1%时,催化活性最高.催化活性的提高源于N和Bi的掺杂增加了样品对可见光的利用效率,降低了光生电子空穴的复合速率.     

(1-x)(K0.49Na0.51)(Nb0.97Ta0.03)O3-xBi0.5Na0.5ZrO3无铅压电陶瓷的结构与电性能研究

采用固相法制备了(1-x)(K0.49Na0.51)(Nb0.97 Ta0.03) O3-xBi0.5 Na0.5 ZrO3(KNNT-BNZ,x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)无铅压电陶瓷,研究了Bi0.5 Na0.5ZrO3 (BNZ)的掺杂量对KNNT-BNZ陶瓷相结构、微观结构和电性能的影响.结果表明:KNNT-BNZ陶瓷具有纯的钙钛矿结构,随着BNZ掺杂量x的增加,陶瓷从正交相转变为四方相,并在0.03≤x≤0.04出现正交-四方两相共存的多型相转变区域.在该多型相转变区域靠近四方相的边界x =0.04处,陶瓷具有优异的电性能:压电常数d33 =317 pC/N,机电耦合系数kP=36.4;,机械品质因数Qm=68,介电常数ε3T/ε0=1225,介电损耗tanδ =3.1;,剩余极化强度Pr=20.5 μC/cm2,矫顽场Ec=1.16 kV/mm,居里温度Tc=310℃.     

Ce3+掺杂CeO2纳米粉体的物相组成及储氧性能研究

采用水热法制备了不同Bi3添加量的CeO2纳米粉体.用XRD,HRTEM,XPS以及Raman光谱仪对样品进行了表征,物相分析结果表明,当Bi3+添加量不超过20at;时,粉末样品为立方萤石结构的CeO2.Bi3+添加量继续增加至40at;,样品中开始出现Bi2O3第二相.氢气程序温控还原测试(H2-TPR)结果表明,所有样品的低温储氧量和低温还原活性均随着Bi3+含量的增加逐渐提高,且样品的储氧能力与物相组成有着密切联系:当样品中没有出现第二相Bi2O3时,储氧性能的提高可归因于Bi3+的掺杂.当样品中出现第二相以后,尽管CeO2与Bi2O3混合氧化物的低温储氧能力有明显提高,但从H2-TPR曲线可发现,该样品的低温还原峰有明显劈裂现象,表明此时氢气的消耗量分别源于还原CeO2和Bi2O3两个反应的叠加.     

水热法合成磷酸铋纳米棒及其光催化活性研究

采用水热法对磷酸铋的合成工艺进行探索,并以亚甲基蓝(MB)为探针研究了磷酸铋在紫外光照条件下的光催化性能.通过对制得的磷酸铋粉末进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)表征.研究发现反应的保温温度、反应的时间、反应环境的pH值会影响磷酸铋的降解性能以及磷酸铋的形貌.磷酸铋对亚甲基蓝的降解率随水热合成的保温温度的提高而先增大后减小,其中170℃时磷酸铋的形貌为规则的纳米棒状,降解性能最好达67.1;.反应时间为3h增加到24 h时,磷酸铋对亚甲基蓝的降解率逐渐增大,从24 h增加到72 h时磷酸铋对亚甲基蓝的降解率逐渐降低,反应时间为24h磷酸铋对亚甲基蓝的降解率最高,形貌最规则.反应环境的pH值越小,磷酸铋的降解性能越高,形貌呈现规则的纳米棒状,结晶度越高,当反应环境pH=1时磷酸铋的降解率为99.9;.     

MnO2掺杂对BiFeO3-PbTiO3-Bi(Zn1/2Ti1/2)O3-PbZrO3陶瓷组织与性能的影响

采用固相烧结法制备MnO2掺杂的BiFeO3-PbTiO3-Bi(Zn1/2Ti1/2)O3-PbZrO3 (BF-PT-BZT-PZ)压电陶瓷,研究了不同MnO2掺杂量对材料结构及压电介电性能的影响.实验结果表明,适量的MnO2掺杂,不仅能使晶粒长大,提高晶界强度,而且可以改善材料的介电压电性能.当MnO2掺杂量为0.1 mol;时,880℃(5 h)烧结的陶瓷样品性能参数为:d33 =97 pC/N,kp=0.29,kI=0.37,εr=390,tanδ ～0.02.     

包膜肥料用改性聚乙烯醇膜材料降解性的研究

采用自然环境暴露和田间埋土试验,利用质量变化、红外光谱和电镜扫描技术研究自行研发的包膜肥料用改性聚乙烯醇膜材料的降解性。自然暴露和田间埋土试验结果表明,研发的膜材料均具有一定的降解性,且降解率随培养时间增加呈现上升的趋势。两种试验条件下,降解率最高的膜材料可达到35%以上,其中柠檬酸作为改性剂研发的膜材料降解性远远强于环氧树脂作为改性剂研发的膜材料。柠檬酸/聚乙烯醇/硅藻土复合膜材料因硅藻土的添加使得降解性能进一步增强,强于未改性的膜材料。而环氧树脂/聚乙烯醇膜材料虽然有一定的降解性,但是相较于对照差别不显著,添加硅藻土之后也不能明显增加其降解率。红外光谱表征结果显示,膜降解后一些主要基团CO,CC,CH的数量较对照有所减少,透射率增强,这说明膜发生了一定的降解。电镜扫描结果显示膜降解后表面变粗糙、凹凸不平,也说明该膜材料具有一定的降解性。红外光谱和电镜扫描的结果与质量变化试验的结果相一致,能够更客观地表征膜材料的降解性。研发的聚乙烯醇改性后的膜材料既能有效控制养分释放,又能在自然环境中自行降解,又不对环境造成危害,适合作包膜肥料用的膜材料。     

Mg离子掺杂对含锆铋基焦绿石材料介电弛豫性能影响

采用固相反应法制备陶瓷(Bi1.5Zn0.5-xMgx)(Zr1.5Nb0.5)O7(BZMZN)(x=0.1、0.2、0.3、0.5),研究Mg2+取代对材料结构、组成、介电性能以及弛豫特性的影响.X射线衍射分析表明,当Mg2+从部分至完全取代Zn2+,均合成了立方焦绿石主晶相结构,并有微量Bi12MgO19相产生.随着Mg2+取代量的增加材料介电常数和介电损耗略有下降.材料在-150℃左右具有明显的介电弛豫特征,对其弛豫过程进行拟合与计算,并结合价键理论探讨了BZMZN系焦绿石的低温介电弛豫机制,这种弛豫源于材料结构中A位离子的不均匀分布及A位离子与O'位离子的本征跃迁过程.     

RGO-BiVO4复合材料的制备及其模拟太阳光光催化性能的研究

通过水热法制备了具有可见光光催化活性的还原氧化石墨烯-钒酸铋(RGO-BiVO4)复合材料.用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis/DRS)、X射线光电子能谱(xPS)、能谱分析(EDS)表征了所制备的样品.在模拟太阳光和可见光下以罗丹明B为目标污染物来检测样品的催化活性.结果表明:GO的负载有效地提高了BiVO4的光催化活性,GO的质量分数为5;时,RGO-BiVO4的光催化活性最好.     

微波烧结制备铁酸铋陶瓷的介电性和铁电性

采用微波烧结法制备铁酸铋多铁陶瓷,研究了微波烧结时间对其显微结构、介电性和铁电性的影响.结果表明:在4 kW下烧结35～40 min制备出基本为纯相的铁酸铋陶瓷;随烧结时间增加,铁酸铋陶瓷结构越来越致密,晶粒尺寸有一定程度增大;在-10～90℃范围内,介质损耗随烧结时间增加而增大;随微波烧结时间增加,剩余极化强度增大,而矫顽场强先增加后减小,且铁电性具有明显的频率依赖性;铁酸铋陶瓷的漏电流随微波烧结时间增加而减小,这是结构致密化的结果.     

从诺贝尔奖看酶学的发展

酶曾经仅被人们经验性使用,步入近代发展成为一门学科,在当代酶工程已获得迅猛发展。简介酶学发展,通过获得相关诺贝尔奖的重大发现为线索,并以具体的异柠檬酸脱氢酶为例,分析了酶研究的重大意义和发展现状,以及未来的发展趋势。