从废水到新能源:光催化燃料电池的优化与应用

随着经济的飞速发展,社会对能源的需求日益扩大,对工业废水的无害化处理也提出了更高的要求。光催化燃料电池 (photocatalytic fuel cell, PFC) 在燃料电池中引入半导体光催化材料作为电极,实现了有机污染物高效降解和同步对外产电的双重功能,在废水无害化与资源化利用方面具有潜在的应用价值。半导体光催化电极是PFC系统高效运行的核心组件,增强其可见光响应和光生载流子分离是提高PFC性能的关键策略。反应器结构设计和运行参数优化也有利于改善PFC性能。本文从PFC基本原理和应用入手,综述了PFC在环境污染物资源化处理中的研究进展,并详细阐述了提高PFC的污染控制性能和产电效率的优化手段,为进一步设计高效稳定的PFC系统并实现其在水污染控制和清洁能源生产中的应用提供理论指导。     

用于ψ＇→γ＇xcJ→γ＇γJ/ψ过程中多极分析的产生子

为了实验研究粲偶素ψ＇级联衰变过程ψ＇→γ＇xcJ→γ＇γJ/ψ,一个用于正确描述全部末态角分布的产生子是必要的．可以通过分析角分布的关联来确定这一过程的多极展开参数（或者等效的螺旋度振幅），而从中可以知道高阶电磁多极矩和相对论修正的贡献，同时可以检验ψ＇是不是ψ＇（2S）和ψ＇（1D）的混合．介绍了一个能完全描述这一过程的角分布的产生子，同时讨论了测量多极参数的测量方法．这些都可以被用在BESⅢ或者CLEOc的分析当中．     

座壳孢菌对烟粉虱致病力的研究

座壳孢属(Aschersonia)是粉虱和介壳虫的一类重要病原真菌,可用于世界性害虫烟粉虱(Bemisiatabaci)的生物防治.本文对来自世界各地的15株座壳孢菌进行了产孢、萌发性状比较,在此基础上筛选出11株产孢、萌发能力较好的菌株测定其对烟粉虱的致病力.菌株Aa5、Ag1、Aa8、Aa7、Aa2和Aa1均表现出高致病性(＞60%),此外本研究还发现菌株的致病力与其萌发率成明显正相关(r=0.86),而与产孢量不相关.     

中极性高交联大孔吸附树脂的合成及其对绞股蓝皂甙的吸附性能

 二乙烯苯分别与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、顺丁烯二酸二甲酯、乙酸烯丙酯、丙烯腈、甲基乙烯基甲酮和N-乙烯基吡咯烷酮进行悬浮共聚合,制备了一系列交联度为40％的大孔吸附树脂。并表征了这些树脂的结构,测定了树脂对绞股蓝皂甙的吸附量。结果说明,所用单体的极性等因素对树脂的孔结构及吸附量有重要影响。     

日农残标准困扰福建食品企业

2006年5月29日，将是一个决定出口日本的食品生产企业生死去留的日子。这一天来临时，所有出口到日本的生鲜食品如果不符合日本“肯定列表制度”的要求，都将一律被“清场”。     

交联聚苯乙烯吸附树脂的修饰及其对天然皂甙的吸附性能

交联聚苯乙烯氯甲基化后,将氯转化为羟基、氨基、甲氧基、苯氧基、4-羟基苯氧基和4-乙酰苯氧基,合成了不同极性的吸附树脂Ⅰ—Ⅵ。同时由交联聚苯乙烯经Friedel-Crafts酰化反应在其苯环上引入乙酰基,制备了树指Ⅶ。用物理技术和化学方法表征树脂Ⅰ—Ⅶ的结构,然后测定了它们对天然皂甙如甜菊甙和绞股蓝皂甙的吸附量。结果说明,这些树脂亲水性较好,均能吸附天然皂甙,但只有中极性的酮基树脂Ⅵ和Ⅶ的吸附量较大。     

二硫化钼基复合材料的合成及光催化降解与产氢特性

随着环境污染和能源短缺的加剧,无污染环境修复技术及清洁能源替代工程已成为一项重要而紧迫的任务。作为层状结构的过渡金属硫化物,二硫化钼带隙较窄,边缘具有高的反应活性,容易与其他物质形成复合结构,是近年来光催化环境修复及清洁能源领域的研究热点。本文详细介绍了半导体二硫化钼及其复合物的合成方法和光催化降解与产氢行为,重点阐述了二硫化钼及其复合物的具体复合方式、光催化降解污染物活性、光催化产氢活性以及具体的降解与产氢机理等方面的内容,并举例说明。二硫化钼及其复合物在光催化降解污染物和光催化产氢方面具有绿色、廉价、高效等优点,在环境修复及清洁能源领域具有巨大的潜力和应用发展前景。     

膦配体取代的乙基乙撑双铁配合物的合成、晶体结构及电化学催化性能

以母体配合物[Fe₂(CO)₆(μ-SCH₂CH(CH₂CH₃)S)](1)分别与三(2-呋喃基)膦、二苯基丙基膦、双(二苯基膦)乙炔、1,2-双(二苯基膦基)苯和脱羰试剂Me₃NO·2H₂O反应,制备了单取代配合物[Fe₂(CO)₅(L)(μ-SCH₂CH(CH₂CH₃)S)](L=P(2-C₄H₃O)₃,2;Ph₂PCH₂CH₂CH₃,3)、桥联配合物{[Fe₂(CO)₅(μ-SCH₂CH(CH₂CH₃)S)]2(Ph₂PC≡CPPh₂)}(4)和螯合配合物[Fe₂(CO)₄(κ²-(Ph₂P)₂(1,2-C₆H₄))(μ-SCH₂CH(CH₂CH₃)S)](5)。配合物2~5经元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱和磷谱表征,并进一步得到单晶X射线衍射的确证。电化学研究表明,在弱酸HOAc作为质子源存在的情况下,这些配合物可以实现催化质子还原产生氢气的功能。     

高分散Co0.2Ni1.6Fe0.2P助催化剂改性P掺杂g-C3N4纳米片高效光催化析氢的研究

随着化石燃料使用的增加和温室气体排放量持续上升,20世纪以来气温上升得更快。开发环境友好型能源取代传统化石燃料是当务之急。氢能源作为一种清洁、高效的能源,被认为是最有希望取代传统化石燃料的能源。光催化水分解水产氢作为为一种环保型技术被认为是最有前景的氢能生产方法。提高光生电子-空穴对分离效率是构建高效光催化剂的关键。然而,利用高度分散的助催化剂构建高效、稳定的产氢光催化剂仍然是一个挑战。本文首次成功地采用一步原位高温磷化法制备了高度分散的非贵金属三金属过度金属磷化Co_0.2Ni_1.6Fe_0.2P助催化剂(PCNS-CoNiFeP)掺杂P的石墨相氮化碳纳米片(PCNS)。有趣的是,PCNS-CoNiFeP与传统氢氧前驱体磷化法制备的CoNiFeP相比,没有聚集性,分散性高。X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、元素映射图像和高分辨率透射电镜(HRTEM)结果表明,PCNS-CoNiFeP已成功合成。紫外-可见吸收光谱结果表明,PCNS-CoNiFeP在200–800 nm波长范围内较PCNS略有增加。光致发光光谱、电化学阻抗谱(EIS)和光电流分析结果表明,CoNiFeP助催化剂能有效促进光生电子-空穴对的分离,加速载流子的迁移。线性扫描伏安法(LSV)结果还表明,负载CoNiFeP助催化剂可大大降低CNS的过电位。结果表明,以三乙醇胺溶液为牺牲剂的PCNS-CoNiFeP最大产氢速率为1200 μmol·h^-1·g^-1,是纯CNS-Pt (320 μmol·h^-1·g^-1)的4倍。在420 nm处的表观量子效率为1.4%。PCNS-CoNiFeP在光催化反应中也表现出良好的稳定性。透射电镜结果表明,6–8 nm的CoNiFeP高度分散在PCNS表面。高度分散的CoNiFeP比聚集的CoNiFeP具有更好的电荷分离能力和更高的电催化析氢活性。由此可见,聚合的CoNiFeP-PCNs (300 μmol·h^-1·g^-1)的产氢速率远低于PCNS-CoNiFeP。此外,CNS的P掺杂可以改善其电导率和电荷传输。     

空心NiCo2S4纳米球助催化剂担载ZnIn2S4纳米片用于可见光催化制氢

纳米片与空心球上之间的合理界面调控是开发高效太阳能制氢光催化剂的潜在策略。在各类光催化材料中,金属硫化物由于具有相对较窄的带隙和优越的可见光响应能力而被广泛研究。ZnIn₂S₄是一种层状的三元过渡金属半导体光催化剂,其带隙可控(约2.4 eV)。在众多金属硫化物光催化剂中,ZnIn₂S₄引起了广泛兴趣。然而,单纯的ZnIn₂S₄光催化活性仍然相对较差,主要是因为光生载流子的复合率较高、迁移速率较慢。在半导体光催化剂上负载助催化剂是提升光催化剂性能的一种有效方法,因为它不仅可以加速光生电子和空穴的分离,而且还可以降低质子还原反应的活化能。作为一种三元过渡金属硫化物,NiCo₂S₄表现出较高的导电性、较低的电负性、丰富的氧化还原特性以及优越的电催化活性。这些特性表明,NiCo₂S₄可以作为光催化制氢的助催化剂,以加速电荷分离和转移。此外,NiCo₂S₄和ZnIn₂S₄都属于三元尖晶石的晶体结构,这可能有助于构建具有紧密界面接触的NiCo₂S₄/ZnIn₂S₄复合物,从而提高光催化性能。本文中,将超薄ZnIn₂S₄纳米片原位生长到非贵金属助催化剂NiCo₂S₄空心球上,形成具有强耦合界面和可见光吸收的NiCo₂S₄@ZnIn₂S₄分级空心异质结构光催化剂。最优NiCo₂S₄@ZnIn₂S₄复合样品(NiCo₂S₄含量：ca. 3.1%)的析氢速率高达78 μmol·h^-1,约是纳米片组装ZnIn₂S₄光催化剂析氢速率的9倍、约是1% (w, 质量分数)Pt/ZnIn₂S₄样品析氢速率的3倍。此外,该复合光催化剂在反应中表现出良好的稳定性。荧光和电化学测试结果表明,NiCo₂S₄空心球是一种有效的助催化剂,可促进光生载流子的分离和传输,并降低析氢反应的活化能。最后,提出了NiCo₂S₄@ZnIn₂S₄光催化析氢的可能反应机理。在NiCo₂S₄@ZnIn₂S₄复合光催化剂中,具有高导电性的NiCo₂S₄助催化剂可快速接受ZnIn₂S₄上的光生电子,用以还原质子生成氢气,而电子牺牲剂TEOA捕获光生空穴,进而完成光催化氧化还原循环。该研究有望为基于纳米片为次级结构的分级空心异质结光催化剂的设计合成及其光催化制氢研究提供一定的指导。