阳极氧化法制备TiO2纳米管及其光催化性能

纳米TiO₂对诸多环境污染物有显著的光催化降解作用,光催化已发展成为新型环境污染治理技术。本文采用阳极氧化法制备出TiO₂纳米管,对比了四种电解液组成(A氟化铵+硫酸铵+水;B氟化铵+硫酸铵+乙酸+水;C氟化铵+硫酸铵+甘油+水;D氢氟酸+二甲基亚砜(DMOS)+乙醇)对催化剂表面形貌及光催化性能的影响。结果表明,电解液A和C都制备出了形貌清晰的TiO₂纳米管,管径约为60~74 nm。样品经400 ℃煅烧,TiO₂晶型主要为锐钛矿相;经500 ℃煅烧,出现少量金红石相;经700 ℃煅烧,晶型全部为金红石相。具有良好形貌的TiO₂纳米管同时具有良好的紫外光吸收能力。当亚甲基蓝初始浓度为10 mg·L^-1,经500 ℃煅烧的TiO₂纳米管光催化活性最佳,光照30 min亚甲基蓝的降解率达89.98%。亚甲基蓝光催化降解反应符合一级反应动力学,反应速率常数为0.079 30。     

含氯离子电解液中二氧化钛纳米管的阳极氧化形成机理及应用

采用电化学阳极氧化的方法,以氯化铵(NH₄Cl)水溶液为电解液,在纯钛表面制备了二氧化钛(TiO₂)纳米管。考察了制备电压、氧化时间、Cl^-浓度和钛基体的退火处理对阳极氧化过程的影响规律,探讨了在含氯离子电解液中纳米管的形成机理,并基于上述含氯离子电解液中纳米管形成机制,通过两步阳极氧化法得到无支撑纳米管薄膜。     

Synthesis of TiO2 nanorings and nanorods on TCO substrate by potentiostatic anodization of titanium powder

Various TiO₂ nanostructures, such as nanorings, nanorods were synthesized via potentiostatic anodization of titanium powder under different conditions. The morphology of the obtained TiO₂ nanostructures can be easily tuned by varying applied voltage. The crystal structure, compositional information and morphological structures were characterized by X‐ray diffraction (XRD), X‐ray photoelectron spectra (XPS) and field emission scanning electronic microscopy (FESEM). XRD and XPS analysis confirmed the anodization products were TiO₂. A possible formation mechanism was suggested on the basis of the shape evolution of TiO₂ nanostructures observed by FESEM. The results revealed that the applied voltage played an important role in the formation of various nanostructures. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

单幅同轴全息图两步迭代收缩重建

利用压缩传感理论中的两步迭代收缩重建算法,开展单幅同轴全息图重建实验研究,实现单幅同轴全息图共轭重建像的消除并克服数字全息技术在轴向聚焦平面识别能力的不足。以数字图像和标准分辨率板为记录物体,比较分析了基于两步迭代收缩算法和菲涅尔近似衍射重建算法的重建质量;以两根裸光纤为实验样本,分析了两步迭代收缩重建算法对记录物体轴向不同焦平面的识别能力。实验结果表明两步迭代收缩重建算法可得到清晰度高于68.73%的重建信息,同时对直径为125 m的两根光纤在9 mm的轴向间距条件下,显示出了比全息菲涅尔近似算法更好的聚焦平面识别能力。这一轴向聚焦识别能力有助于数字全息技术应用于功能材料梯度参数或功能涂层光学器件涂层厚度检测。     

非线性函数参数的线性化率定方法

非线性函数参数率定基本上都是以误差平方和目标函数为信息依据的,其过程通常包括误差平方和目标函数构建和一阶函数求导为零得其参数优值解这两步操作.本文通过研究发现以上两步操作给非线性函数参数增加了不相关的局部极优值,提出了非线性函数参数的线性化率定方法.该方法对非线性函数以参数为自变量求导,再通过导函数差分线性化,并对线性化的参数用误差平方和目标函数进行率定,然后逐步迫近非线性函数参数的最优值.本文在理论上证明了该方法的收敛性,检验了此方法的合理性、优点和效果,解决了非线性函数参数以误差平方和为目标函数增加不相关的局部极优值的理论性问题,而且该方法的实用性和效果都比较好.     

一步法和两步法毛细管等电聚焦测定蛋白质和多肽等电点的比较

利用一步法和两步法毛细管等电聚焦(cIEF)方法分离测定了蛋白质和多肽的等电点(pI)。讨论了两步法等电聚焦过程所需的溶液组成、样品进样体积、聚焦电压、聚焦时间和分离条件等因素对分离效果的影响。并对一步法和两步法进行了比较。对细胞色素C、血红蛋白、肌红蛋白、转铁蛋白和牛血清白蛋白以及6种多肽的分析结果表明:一步法步骤简单,分离速度快,可测定单一组分的pI,也能快速分离混合蛋白和多肽,但分离度较差,且不能同时准确测定各组分的pI;两步法步骤复杂,分析时间较长,但能够同时分离并准确测定混合样品中各组分的pI,所测的pI值与单一组分进行测定的结果基本一致。两种方法可相互结合、互为补充,可广泛应用于两性生物微粒等电点的快速和准确测定。     

ZnO纳米线/棒阵列的水热法制备及应用研究进展

氧化锌(ZnO)纳米线/棒阵列的质量决定了所构建光电器件的性能. 为了制备出比表面积更大、垂直性更好以及无根部融合的高质量ZnO纳米线/棒阵列, 本文概述了近几年两步水热法可控制备ZnO纳米线/棒阵列的研究进展, 分别探讨了种子层、生长液和生长方法对纳米线/棒阵列形貌的影响, 详细分析了氨水、六次甲基四胺和聚乙烯亚胺对于促进纳米线/棒阵列生长的作用机理, 提出了通过微流控技术可控制备ZnO纳米线阵列提高纳米线生长效率的方法. 最后介绍了ZnO纳米线/棒阵列的形貌对于提高染料敏化太阳能电池、纳米发电机、气体传感器和场发射器件性能的重要作用, 并对未来两步水热法制备ZnO纳米线/棒阵列的发展趋势进行了展望.     

以粉煤灰为原料采用两步法制备高纯度ZSM-5型沸石的研究

采用经碱熔融-离心提取处理后的粉煤灰为原料,经水热反应研究两步法合成高纯度ZSM-5型沸石的过程,探讨了碱灰比、焙烧温度对硅铝溶出量的影响,研究了碱度、晶化时间、晶化温度与硅铝比对合成ZSM-5型沸石的影响.结果表明:碱灰比为2.3∶1,焙烧温度为680 ℃时可获得最高的硅铝溶出量;当SiO2/Na2O =7(摩尔比),SiO2/Al2O3=45(摩尔比),晶化时间为68 h,晶化温度为180 ℃时可获得高纯度的ZSM-5型沸石.     

Surface‐enhanced Raman microscopy of hemispherical shells stripped from templates of anodized aluminum

We report on the optical characterization of plasmonic metal nanostructures representing highly ordered interconnected hemispherical gold and silver shells that can be iteratively stripped from the same embossed templates (without template degradation) made from selectively etched anodized aluminum. By performing scanning high‐resolution confocal Raman microscopy of p‐aminothiophenol and Rhodamine 6G molecules homogeneously adsorbed to samples with different radii of shell curvature, we systematically investigate the applicability of the fabricated structures for surface‐enhanced Raman spectroscopy and correlate the results with linear reflection spectroscopy. We trace the origin of strong Raman signal enhancements (average relative enhancement of up to ~120) to electromagnetic hot‐spots located in sharp grooves and crevices at hemisphere shell junctions. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

光学材料光学均匀性的波长调谐两步绝对测量法

光学均匀性是光学材料的重要指标,目前高精度的测量方法一般采用绝对测量法,而该方法步骤繁琐,容易受环境影响。根据波长移相干涉仪的移相特点,提出了测量光学材料光学均匀性的波长调谐两步绝对测量法。该方法在波长移相干涉仪中通过平行平板放入测量和空腔测量两个步骤得到平行平板的光学均匀性。在模拟仿真验证方法的正确性后,进行了实验研究,并与传统的绝对测量法的测量结果进行比较。结果表明,波长调谐两步绝对测量法可用于测量平行平板的光学均匀性,且测量步骤简单,精度较高。