梯型In2O3/ZnIn2S4杂化体系的构建及其光催化固氮增效

工业化固氮合成氨主要采用Haber-Bosch法.然而,该工艺条件苛刻,需要氮气与氢气在高温高压和使用催化剂的条件下反应,耗费大量能源,同时产生温室气体.与Haber-Bosch法不同,光催化固氮不需要使用氢气,而是利用清洁的太阳能和水直接提供固氮反应所需的还原电子和质子,反应耗能低且绿色无污染,是一种理想的固氮方法.然而,目前光催化固氮合成氨受限于光催化剂载流子分离效率低、氮气吸附和活化难,总体固氮效率仍然很低.大量研究证明,构建梯型异质结是一种改善光催化活性的有效手段,这是因为梯型异质结体系不仅有效分离光生载流子,而且保留了光生空穴和电子的强氧化还原能力.另外,表面缺陷不仅可以充当吸附位点,有效调控表面N2分子的吸附特性,还可以起到活化N2分子的作用.本文设计了富含空位的In₂O₃/ZnIn₂S₄梯型异质结,系统考察了复合体系中组分配比对晶型结构、微结构和光学吸收等的影响,并通过XPS谱研究了In₂O₃和ZnIn₂S₄之间存在强的相互作用,这为光生载流子的高效分离奠定了基础.同时,结合XPS、Raman和EPR测试揭示了材料中表面空位的成功构筑.在此基础上,深入研究了In₂O₃/ZnIn₂S₄梯型异质结在室温常压下光催化固氮合成氨的活性.研究结果表明,所有的梯型异质结均展现出明显的光催化固氮活性,其中50 wt%In₂O₃/ZnIn₂S₄梯型体系具有最高的光催化固氮活性,自然光照射2 h产生的氨气浓度达到18.1±0.77 mg·L-1,分别是In₂O₃和ZnIn₂S₄的21.0和2.72倍.并且该复合体系具有较高的光催化稳定性,在连续循环使用6次时,产生氨气浓度仍然可达到16.3±0.86 mg·L^-1.荧光光谱测试、光电化学测试和表面光电压测试证明了电荷的有效分离和转移.综上,构建In₂O₃/ZnIn₂S₄梯型体系后,所制备的In₂O₃/ZnIn₂S₄活性得到增强,这主要归因于空位对氮气的吸附和活化作用以及梯型异质结中载流子的高效分离机制.另外,研究表明·CO₂-物种是光催化固氮合成氨的主要活性物种.     

微波消解-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定锌精矿中的铟和锗

提出了通过微波消解法消解锌精矿,用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定锌精矿中铟和锗含量的方法。对样品进行了分解方式的选择和质谱干扰扣除以及加标回收实验,实验结果表明,铟的加标回收率在96.26%~98.70%,锗的加标回收率在99.60%~101.0%,铟的检出限为0.001μg/g,锗的检出限为0.02μg/g,验证了方法的可靠性。     

铟酞菁/聚甲基丙烯酸甲酯复合物固体光限幅器性能

将在溶液中表现出优良非线性光学和光限幅性能的铟酞菁及其二聚物嵌入到非光学活性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中, 用传统的旋转涂膜法制备得到具有较高光学质量的复合物薄膜, 用开孔Z-扫描方法在532 nm 处研究了复合物薄膜材料的线性光学和非线性光学性能. 结果表明, 无论是铟酞菁单体还是轴向氧桥联的铟酞菁二聚物, 其PMMA复合材料的光限幅性能均显著优于相应的酞菁分子在溶液中的光限幅性能.     

GaxAlyIn1-x-yN电子结构的第一原理虚晶近似计算

对Ga_xAl_yIn_1-x-yN四元合金材料进行了第一原理的虚晶近似计算.分别计算了在两种不同晶体结构，即纤锌矿结构和闪锌矿结构下的合金电子结构，特别是能隙随混晶比(x,y)的变化.得出了纤锌矿结构下能隙E_g和组分(x,y)的关系式. 关键词：     

高N2气流下GaAs（001）上用MBE法生长InN

在N2气压为2.67×10-2pa,500℃的条件下,用MBE方法在GaAs(001)衬底上生长了InN的外延层.生长期间,In流量以3×1014到24×1014atoms/cm2@s范围内变化.用X-射线衍射(XRD)和反射高能电子衍射(RHEED)法对InN膜进行了表征.发现在生长的初始阶段,所生长的InN属立方相,但随着外延层厚度的增加出现了InN层由立方相向六角相的相变.X-射线倒易空间图形测量表明的在GaAs(001)衬底上生长的六角相InN其c-轴主要沿GaAs的〈111〉B方向取向.     

二甲基[2-(2-苯并噁唑)苯酚氧基]镓、铟化合物的合成及表征

通过2-(2-苯并噁唑)-4-甲氧基苯酚、2-(2-苯并噁唑)苯酚与三甲基镓、三甲基铟反应,合成了四个新的金属有机化合物,并用元素分析、质子核磁共振谱、质谱及红外光谱等手段对化合物进行了结构表征。对其中一个化合物二甲基[2-(2-苯并噁唑)-4-甲氧基苯酚氧基]镓进行了X-衍射单晶分子结构测定,该化合物属于三斜晶系,空间群为P1。晶体学常数:a=7.4992(2)Å,b=10.199(2)Å,c=10.905(2)Å,α=110.18(3)°,β=102.23(3)°,γ=9     

ZnIn2S4/g-C3N4复合材料的制备及可见光催化制氢性能

采用水热方法制备了ZnIn₂S₄/g-C₃N₄复合材料, 并通过X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、 透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱(PL)等手段对其结构和性能进行表征. 结果表明, 当ZnIn₂S₄的负载量为20%(质量分数)时, 复合材料表现出最佳的光催化制氢性能, 制氢速率可达到637.08 μmol·g^-1·h^-1, 分别为纯ZnIn₂S₄和纯g-C₃N₄的4倍和37倍. 其原因在于ZnIn₂S₄和g-C₃N₄之间具有紧密的异质结结构, 两者有效的结合改善了组分的能带匹配和界面电荷转移, 从而大幅增强了载流子的分离和迁移, 进而提高光催化的性能.     

通过硅烷偶联剂在硅和铟锡氧化物(ITO)表面嫁接寡聚芴分子

通过硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyl-triethoxysilane,APTES)的“分子桥梁”作用,采用两种不同的方法,把修饰后的寡聚芴分子键联到硅表面和铟锡氧化物(ITO)表面上。X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和循环伏安(CV)方法等的表征证实了通过硅烷偶联剂在硅表面和ITO表面嫁接寡聚芴分子可行性。     

具有新结构类型的化合物Csln[PO3(OH)]2的合成与结构

水热法合成了新结构类型化合物CsIn[P03(0H)]2,并通过单晶X-射线衍射表征结构.标题化合物空间群为P121/c1(No.14),晶体学参数为:M=439.69,mP56,a=0.532 86(6)nm,b=0.91653(7)nm,c=1.478 39(14)nm,β=93.849(9).,V=0.7204(1)nm3,Z=4,Dx=4.054 g·cm-3,μ=8.713 mm-1,F(000)=800,R1= 0.0325,wR2=0.0874.在该化合物中,2个In06八面体和4个PO4四面体形成交连的六元环柱,并沿a轴方向形成近六方密堆积并连接成Cs+离子占据的十二元环结构隧道,六元环和十二元环连接构筑了三维网络结构.与类似化学计量比化合物Na2In2[PO3(0H)]4·H2O比较,标题化合物中十二元环的形成明显取决于隧道阳离子的大小,其拓扑构造可看作扩展的6,3-网格连接,化合物RbIn[PO3(0H)]2与之同构.