光致变色微胶囊的制备与性能

以蜜胺树脂为壁材、光致变色材料为芯材,采用原位聚合法制备了具有光致变色性能的微胶囊.研究了三聚氰胺/甲醛摩尔比、壁材与芯材的用量比、乳化剂浓度等因素对微胶囊形貌及性能的影响.在最佳工艺条件下制备的变色微胶囊,在日光和紫外光下具有快速、可逆的光致变色性能.     

TiO2@C/g-C3N4的制备及其光催化降解四环素

采用一步煅烧法制备了二元异质结光催化剂TiO₂@C/g-C₃N₄, 运用XRD、TEM、XPS和能带结构分析等多种技术手段对其进行了表征, 考察了TiO₂@C/g-C₃N₄在模拟可见光照射下对四环素(TC)的光催化降解性能. 表征结果显示: TiO₂@C附着在g-C₃N₄表面上, 二者之间形成了传统Ⅱ型异质结. 实验结果表明: TiO₂@C/g-C₃N₄催化剂比g-C₃N₄和TiO₂@C催化剂具有更高的光催化活性, 在TC质量浓度20 mg?L^-1, GTC-2(Ti₃C₂的重量为0.06 g)加入量0.3 g的条件下, 经光照射80 min后, TC去除率可达87.3%, 速率常数为0.026 min^-1; 经过5次循环实验后, TC去除率从87.3%略微降低至80%, 表现出良好的稳定性和可重复利用性. GTC-2光催化降解TC过程中发生的氧化还原反应分别在TiO₂@C和g-C₃N₄的表面进行, TiO₂@C与g-C₃N₄之间高度紧密的接触面形成了Ⅱ型异质结, 实现了电子和空穴的快速分离, 降低了二者在催化剂内部的复合速率, 提高了催化性能. 电子自旋顺磁共振谱(EPR)测试结果表明, TC降解过程中起主要作用的活性物质有超氧自由基(?O₂^-)、空穴(h⁺)及羟基自由基(?OH).     

杭锦2#土的光谱特征及非均相Fenton反应机理

杭锦2#土是内蒙古鄂尔多斯杭锦旗地区发现的层状含铁天然矿物,利用Ｘ射线衍射、吡啶吸附红外光谱及Ｘ射线光电子能谱技术对样品的性质进行了表征。X射线光电子能谱表明杭锦2#土骨架结构中Si和Al原子结合能与标准硅氧四面体和铝氧八面体中Si和Al结合能相比明显增加,表面存在Lewis酸位和Brönsted酸位,且杭锦2#土中铁物种以Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)形式存在于骨架结构中;非均相Fenton反应中杭锦2#土的Fe(Ⅱ)可与H₂O₂反应生成自由基(·OH)与Fe(Ⅲ),但反应速率慢且难以循环。酸活化后杭锦2#土中Si和Al的结合能进一步增加,铁物种部分转变为非结构铁并以Fe3+与Fe2+转移到样品表面;X射线光电子能谱、吡啶红外和氨气程序升温表征表明酸活化杭锦2#土表面Lewis酸位和Brönsted酸位增多;非均相Fenton反应中,酸活化杭锦2#土表面Fe3+与Fe2+可与H₂O₂循环反应,不断生成·OH并对甲基橙进行降解,且活化杭锦2#土表面Brönsted酸能够提供质子将H₂O₂包围,抑制其分解生成HO-₂并提供更多的·OH,Lewis酸能增加杭锦2#土表面吸附氧（O_ad）含量,而Fe2+可被O_ad氧化为Fe3+,促进Fe2+/Fe3+之间的循环,同时在氧化过程中电子转移到O_ad形成O·-₂,O·-₂能够与Brönsted酸提供的质子反应形成·OH,·OH与O·-₂均为氧化性自由基,能够提升活化杭锦2#土非均相Fenton反应活性。此外,X射线衍射表明酸活化使杭锦2#土中CO2-₃转化为对Fenton反应负面影响更小的SO2-₄进而提升其非均相Fenton反应活性。