二维镍配位聚合物(Ni-CP)和Ag@Ni-CP肖特基结的制备及其光催化降解阳离子染料

采用水热法合成了一种新的二维镍(Ⅱ)配位聚合物(Ni-CP),命名为[Ni(DDB)_0.5(2,2′-bipy)(H₂O)]·H₂O(H₄DDB=1,4-二(3,5-二羰基苯氧基)苯,2,2′-bipy=2,2′-联吡啶),并通过元素分析、热重分析、粉末X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和X射线光电子能谱对其进行了表征。单晶结构分析表明,配位聚合物通过DDB^4-配体以μ₄方式形成二维波浪状网络结构。采用光还原法制备了具有肖特基结的Ag负载产品(Ag@Ni-CP)。研究了Ni-CP和Ag@Ni-CP的光催化降解性能,后者表现出优异的降解效果,特别是对罗丹明B和亚甲蓝,60 min内降解率快速高达99%,与报道的金属有机骨架催化剂材料相比,Ag@Ni-CP表现出更高更快的降解性能。通过自由基俘获实验研究了Ag@Ni-CP的光催化机理。     

染料预负载树脂对Cu(Ⅱ)的吸附作用特性

通过预负载实验,研究了染料预负载超高交联吸附树脂NDA-150对Cu(Ⅱ)的作用特性。研究结果表明,NDA-150负载酸性蓝29的能力很强,但对Cu(Ⅱ)吸附极弱。预负载酸性蓝29显著提高了NDA-150对Cu(Ⅱ)的吸附能力,而且随染料负载量的增加,Cu(Ⅱ)的吸附量呈阶段性的线性增长,单位增长倍率先增后降呈现两个阶段。FT-IR和XPS的表征结果显示,固相上染料分子中磺酸基、氨基及羟基参与了对Cu(Ⅱ)的吸附,这为染料预负载增强了树脂对Cu(Ⅱ)的吸附亲和力提供了直接证据。通过Ca(Ⅱ)屏蔽位点实验,表明固相中染料分子主要为Cu(Ⅱ)的吸附提供离子交换位点,此外还提供部分螯合位点。由此可见,超高交联吸附树脂NDA-150有可能同时去除废水中染料及共存重金属离子。     

静电喷雾法制备高效染料敏化太阳能电池的二氧化钛光阳极

TiO2光阳极膜是染料敏化太阳能电池（DSSC）的核心部件之一,它对电池的光电转换效率起决定性作用．TiO2电极一般采用刮涂法和丝网印刷法制备．近3年,通过静电喷雾制备光阳极的方法得到国内外学者的关注．静电喷雾制备光阳极会受到多种因素的影响,如电压、流速、悬浮液浓度、喷雾距离以及喷雾时间等．但这些因素对成膜和DSSC器件性能的影响却没有得到全面的研究或者报道．本文使用静电喷雾法制备了多孔TiO2纳米膜,并研究了以其为电极的电池器件特性．经过超声充分分散的稳定TiO2乙醇悬浮液在高电压下喷雾到导电玻璃上成膜．通过改变电喷雾距离,得到了具有不同形貌的TiO：光阳极膜,并解释了其形成的机理及其对电池性能的影响．研究还表明,光阳极膜的TiC14处理能够很好地改善电池性能．通过优化,基于流速为0．8mL／h、电喷雾距离和时间分别为2．2cm和8min条件下制备的光阳极,结合TiC14处理,组装的电池在模拟太阳光源AM1．5G下光电转化效率达6．24％．     

苏丹红染料在四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱中的离子化与裂解规律研究

通过四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱直接采集碎裂片段的高准确度质量数(分辨率70 000,m/z 200),并通过元素模拟得到碎片离子的元素组成,探究了苏丹红Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的裂解规律。结果表明:因分子结构中羟基基团的存在,使得苏丹红类物质极易被质子化,更易形成[M+H]~+;裂解集中在偶氮基团附近:(1)偶氮键邻位酚羟基(供H基团)的存在导致化合物结构重排,由烯醇式变成腙酮式,H迁移至N原子上,高键能的偶氮键(—N=N—)重排为氮氮单键(—NH—N=,使N—N键易于断裂;(2)偶氮键邻位不含供H体,不会发生迁移,高键能的偶氮键(—N=N—)保持不变,碎片离子主要通过两侧的C—N键断裂形成;(3)在高碰撞能下,存在化学键同时断裂,以及萘环开环裂解,含有多个偶氮基团的碎片离子也更为丰富。通过直接进样的方式确定4种苏丹红染料的最佳电离方式和质谱裂解规律,为偶氮类化合物的快速鉴定提供了依据。     

基于多级孔金属有机骨架构筑HRP固定化酶反应器及其染料降解应用

以不稳定的Cu-金属有机骨架(Cu-MOF)为模板剂, 利用自组装模板法制备多级孔Zr-MOF, 再通过物理吸附法在多级孔Zr-MOF的介孔孔道中负载辣根过氧化物酶(HRP)构筑了HRP@Zr-MOF固定化酶反应器. 通过改变孔径调节剂苯甲酸(HBC)的浓度调控孔径大小, 研究了孔径对固定化酶反应器催化活性的影响; 考察了固定化体系缓冲溶液pH值、 固定化时间及温度对固定效果的影响. 以HRP催化降解结晶紫染料为模型反应, 探讨了HRP@Zr-MOF的操作稳定性和重复使用性. 结果表明, pH=3.0、 固定化时间为60 min、 固定化温度为30 ℃是固定化HRP的最佳条件, 固载量最高可达61.6 mg/g. 与游离酶相比, HRP@Zr-MOF固定化酶反应器表现出更好的热稳定性、 酸碱稳定性、 H₂O₂稳定性和储存稳定性; 重复使用10次后, HRP@Zr-MOF的催化活性仍能保持62.3%. 将HRP@Zr-MOF应用于实际水样中结晶紫染料的催化降解, 在5 min内降解率高达90%以上, 表现出非常高效的催化效率.     

具有染料选择吸附性的衍生于沸石咪唑酯骨架-67的NiCo-层状双氢氧化物设计与合成

以沸石咪唑类金属有机骨架(ZIF-67)为模板合成了一种新型的中空吸附剂NiCo-LDH@ZIF-67,该吸附剂对甲基橙具有良好的选择吸附性以及可循环性。 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱、电子能谱和氮气吸附-脱附等手段对样品进行了表征。 研究了溶液的pH值、甲基橙的初始浓度以及染料与吸附剂作用时间对NiCo-LDH@ZIF-67吸附性能的影响。 结果表明,该吸附剂对甲基橙的吸附动力学符合准二级动力学模型,且吸附等温线符合朗缪尔方程。 当pH值等于4, 吸附时间15 min,吸附剂用量为2400 mg/L时,该吸附剂对甲基橙的最大吸附量可达1766 mg/g,高于之前文献报道的类似吸附剂。 此外,NiCo-LDH@ZIF-67能从甲基橙和亚甲基蓝的混合溶液中选择性吸附甲基橙。     

共沉淀法制备稀土Ce掺杂的纳米ZnO及其光催化降解染料的性能

以六水合硝酸锌和六水合硝酸铈?髥为原料,通过共沉淀法制备了一系列稀土Ce掺杂的纳米ZnO,并采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、紫外可见漫反射光谱对其进行了全面表征。部分样品还通过X射线光电子能谱(XPS)和光致荧光光谱(PL)进行了进一步分析。分别在日光和紫外光条件下,对这一系列Ce掺杂的ZnO进行了光催化降解亚甲基蓝的性能研究,得出当Ce的掺杂量为3%(n/n)时(ZnO-3%Ce),其光催化活性最佳,光催化降解亚甲基蓝的效率均超过98%。选取ZnO-3%Ce作为催化剂,分别进一步考察其在日光和紫外光下对罗丹明B和甲基橙的光催化降解性能。研究结果表明,ZnO-3%Ce在日光和紫外光下均表现出较好的光催化降解效果,体现出良好的光降解普适性。日光下光降解效率顺序为:亚甲基蓝>罗丹明B>甲基橙,而紫外光下降解效率顺序为:罗丹明B>亚甲基蓝>甲基橙。最后,我们研究了催化剂ZnO-3%Ce的循环利用及稳定性性能。实验结果表明:该催化剂循环使用3次之后,光催化效率仍然稳定在97%以上,并且其结构和组成保持不变,体现出优异的稳定性和应用前景。     

可回收Fe3O4@SiO2-Ag磁性纳米微球对染料污染物的快速脱色处理

介绍了一种采用无毒廉价的前驱物制备Fe₃O₄@SiO₂-Ag磁性纳米微球的快捷方法,制备的Fe₃O₄@SiO₂-Ag纳米微球在NaBH₄存在下可以催化还原染料污染物.实验结果表明,Fe₃O₄@SiO₂-Ag磁性纳米粒子保持了Ag纳米粒子和Fe₃O₄纳米粒子的双重优点,不仅对染料罗丹明B和曙红Y具有良好的催化还原效率,而且可以在外加磁场作用下从溶液中快速有效的分离.催化还原反应速率与反应温度及Fe₃O₄@SiO₂-Ag催化剂用量有关,反应体系中表面活性剂和无机盐(Na₂SO₄)的存在也会影响催化剂的催化活性.该Fe₃O₄@SiO₂-Ag磁性纳米粒子在工业染料污染物处理方面具有应用前景.     

辛巴蓝F3G-A固载的交联聚乙烯醇作为亲和色谱填料

以乙酸丁酯和正庚烷作为致孔剂,乙酸乙烯酯与异氰酸三烯丙基酯进行悬浮共聚、经碱性水解得到大孔交联聚乙烯醇树脂。交联聚乙烯醇与环氧氯丙烷在碱性条件下反应,得到含有环氧基的树脂。含有环氧基的树脂与6-氨基己基-N'-辛巴蓝F3G-A反应,制得固载辛巴蓝F3G-A (一种三嗪染料) 的交联聚乙烯醇树脂。将固载辛巴蓝F3G-A的交联聚乙烯醇树脂作为亲和色谱填料,对五种蛋白质 (细胞色素c、溶菌酶、牛血清白蛋白、胰岛素和乳酸脱氢酶) 进行了色谱分离。     

靛族染料发色体电子光谱性质的含时密度泛函理论研究

采用密度泛函方法(DFT)在B3LYP／6—31 ^*水平上对一系列靛族染料发色体的几何构型进行优化计算；在获得基态稳定结构的基础上，应用含时密度泛函理论(TD—DFT)在相同水平下计算其电子吸收光谱．探讨了不同给电子基团和发色体的延伸对电子吸收光谱的影响，得到了与对应母体化合物一致的变化规律．结果表明，给电子基团给电子能力的增强和发色体的纵向延伸分别使光谱产生一定红移和轻微的蓝移．通过对前线轨道组成进行自然布居分析，揭示了靛族染料的发光均源自分子中HOMO—LUMO(π→π^*)电子跃迁．