BiOCl/蒙脱土复合光催化剂的制备及其光催化活性

为优化BiOCl光催化剂的结构,改善其对有机污染物的吸附性能,进而提高光催化反应活性,采用超声辅助化学沉淀法制备了BiOCl/蒙脱土(MMT)复合光催化剂,并考察了MMT质量分数(w(MMT))对复合光催化剂结构及光催化反应活性的影响。 X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)等的表征结果表明,所得催化剂呈微球状结构,禁带宽度为3.24 eV。 随着w(MMT)的增加,催化剂的微球状结构逐渐被破坏,但带隙能未发生明显变化。 以8-羟基喹啉为目标物考察了复合催化剂的吸附及光催化反应活性。 结果表明,随着w(MMT)增加,催化剂对8-羟基喹啉的吸附和光催化氧化活性逐渐增加,这可归因于与MMT的复合增大了比表面积并降低了光生载流子复合效率。 当w(MMT)为15%时,催化剂的吸附及光催化性能达到最佳,光照50 min后,8-羟基喹啉的降解率达到85.6%,矿化率达到51.0%。 光生空穴和超氧自由基负离子为主要的氧化活性物种。 复合催化剂还可高效降解邻苯二酚和对氨基苯甲酸。 同时,复合光催化剂表现出较强的化学稳定性,表明其具有较强的实际应用价值,可用于处理含有机酚类污染物的工业废水。     

泡沫铜基底原位生长的铜基导电金属有机框架作为双功能电催化剂

以泡沫铜为基底生长氢氧化铜纳米线,通过原位转化合成二维导电金属有机框架(MOF)材料Cu_3HITP_2(HITP=2,3,6,7,10,11-六氨基三亚苯)作为双功能催化剂,可直接用作析氧及氧还原反应的工作电极,而无需使用额外的基底或粘合剂,且无需后续热处理。研究发现以氢氧化铜纳米线为模板的Cu_3HITP_2表现出了更大的电化学比表面积,这种新型的电极可在碱性溶液(0.1和1.0 mol·L~(-1) KOH)中可以稳定运行,析氧反应中在电流密度达到10 mA·cm~(-2)时的过电位仅为1.53 V,超越了商业二氧化钌的催化性能。此外,该催化剂在氧还原反应中的半波电位达到0.75 V,优于大多数MOF材料。     

气阻稳流-阀切换除氧技术结合气相色谱法快速测定环境空气中的SF6

建立了气相色谱-微池电子俘获检测器(GC-μECD)快速定量分析SF_6的方法。采用十通阀进样,以相同规格的5?分子筛柱作为分离柱和分析柱,通过气阻稳流、分离柱与分析柱前端压力的匹配解决了色谱分析基线的波动;通过阀切换除氧技术提高了SF_6气相色谱分析速率。结果表明,在优化的试验条件下,单个气体样品的分析时间为1.0 min,SF_6的体积比在1.51×10~(-12)～4.97×10~(-8)L·L~(-1)内与其峰高呈线性关系,检出限(3S/N)为1.30×10~(-12) L·L~(-1),测定下限(10S/N)为4.80×10~(-12)L·L~(-1)。采用所建立的方法连续10次分析环境空气样品,SF_6测定结果的相对标准偏差为0.61%。     

ZIF67衍生硫化钴/多孔碳复合催化剂的制备及其电催化性能

采用离子交换法与热处理相结合的方法,以ZIF67为前驱体,硫代乙酰胺为硫源,制备出硫化钴/多孔碳(CoS/C)复合催化材料,并探讨了硫化时间对复合催化剂的形貌、结构及其氧还原(ORR)性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附测定仪、X射线光电子能谱分析(XPS)、拉曼光谱仪(Raman)和旋转圆盘电极(RDE)技术表征催化剂的物理特征和电催化性能。研究结果显示,在碱性条件下该复合催化剂具有与20%(w/w)的商业Pt/C催化剂相媲美的ORR活性,其半波电位仅比Pt/C催化剂低31 mV。随着硫化时间的增加,硫化钴颗粒逐渐增大,催化剂中碳材料的无序程度出现先减小后增大的趋势。在硫化时间为10 min时,复合催化剂在0.1 mol·L-1KOH中表现出良好的电催化活性,且在ORR过程中复合催化剂的平均转移电子数可达到3.72,接近于4,说明氧气在该催化剂表面发生的是四电子转移过程。     

AuPt合金泡沫膜的制备及其电催化性能研究

采用阴极共沉积氢气泡动态模板法成功地制备了AuPt合金薄膜,这种三维分级多孔结构是由连通的枝晶壁构成。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)分别对泡沫膜的形貌、物相、表面组成进行了表征。结果表明:由于多孔结构、电子效应和集合效应的影响,AuPt合金对甲酸的电催化氧化表现出高催化活性。     

Cu-bipy-BTC衍生碳基材料的制备及其氧还原电催化性能

制备高效、廉价的氧还原(ORR)电催化剂是燃料电池的技术关键. 本文采用水热法制备出前驱体金属有机骨架化合物（MOF：Cu-bipy-BTC,bipy=2,2′-联吡啶,BTC=均苯三甲酸）后,再高温煅烧得到碳基材料MOF-800. 采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、氮气吸附/脱附等温线和X射线光电子谱表征了材料的形貌和结构特征;采用线性扫描伏安曲线、i-t曲线等考察了材料的氧还原催化性能. 结果表明,与前驱体Cu-bipy-BTC相比,MOF-800含有大量的微孔(0.5 ~ 1.3 nm),为铜、氮掺杂多孔碳. MOF-800的电荷转移阻抗为10.6 Ω,比Cu-bipy-BTC降低了97.2%,具有优良的导电性. MOF-800具有优异的ORR催化性能,其起始电位约为-0.04 V(vs. Ag/AgCl),其电子转移数接近4. 铜、氮掺杂的多孔碳结构导电性好,高含量的吡啶氮、吡咯氮和石墨氮提供了大量催化活性位点(C-N, Cu-N_x),是MOF-800具有高氧还原电催化性能的主要原因. 本研究可为煅烧Cu-bipy-BTC制备碳基材料用于燃料电池修饰阴极提供技术支撑与理论依据.     

具备高效析氢催化效率的三维多孔氮化钒八面体催化剂

随着中国经济和社会的快速发展,能源需求和环境污染问题也日益渐长. 发展和开发高效清洁的新能源燃料可以有效地缓解能源危机和环境污染. 如今,研发高效、环境友好和低成本的催化剂仍是析氢反应的研究重点. 在此项研究中,作者首先通过煅烧处理方式制备了一种三维多孔的氮化钒八面体结构型的催化剂. 该催化剂具备高效的析氢效率,包括较低的过电位94.0 mV（在-10 mA·cm^-2时）,塔菲尔斜率为54.6 mV·dec^-1,以及在酸性条件80小时展现出的优良稳定性,该氮化钒的析氢催化效率优于许多报道过的氮化物,其优良的催化效率可以归因于它独一无二的自身性质和大量的活性位点.     

负载钴离子含氟硅橡胶杂化膜的制备及富氧性能

以乙丙橡胶来负载钴离子,并与含氟硅树脂一起引入到硅橡胶中,通过硅氢加成反应,在室温下制备出一种新型三元杂化膜。试验结果表明,在30℃和0.025 MPa压差条件下,三元杂化交联膜的P(O_2)和a(O_2/N_2)分别为684 Barrer和7.49,分离性能明显优于普通的含氟硅橡胶膜,富氧性能也超越了Robeson上限。与普通的含氟硅橡胶膜相比,钴离子络合物可与含氟组分之间可产生协同作用,使得对氧的促进输送作用更为显著,从而导致其氧氮分离性能进一步提高。乙丙橡胶具有良好的韧性可改善硅树脂引入而产生的变脆。     

勾形磁场对硅单晶CZ生长过程的影响

利用有限元法对勾形磁场环境下硅单晶Czochralski生长时炉内的传递过程进行了全局数值模拟,磁场强度范围为(0～2.0)T.结果表明:勾形磁场可有效抑制熔体内的流动;随着磁场强度增加,熔体内对流逐渐减弱,加热器功率增大,结晶界面温度梯度在磁场强度为0.05T时略有降低,之后增加;结晶界面形状在磁场强度为0.05T和0.1T时向熔体侧弯曲,之后随磁场的增加,变得平坦;同时,熔体内的传质机制逐渐转为以扩散为主;结晶界面平均氧浓度随磁场强度的增加而逐渐降低,当磁场强度高于1.0T时,结晶界面氧浓度会略有上升.