C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr复合材料的合成与光催化性能研究

采用沉淀-光致还原法首次制备了复合光催化剂C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr,通过SEM-EDS、XRD和UVVis对其形貌、物相结构、表面成分作了表征与分析.结果表明,含5%C@(Fe_3O_4-HNTS)的复合催化剂在紫外和可见光区域均有较强的光响应.在可见光(λ 420 nm)照射下,采用C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr做催化剂,历时20 min,水中甲基橙(MO)的降解率可达89. 72%.在反应体系中,·O_2~-和h~+是主要的活性物种,·OH是次要的活性基团. C@(Fe_3O_4-HNTS)表面的含碳物质和Fe_3O_4起了助催化剂的作用,二者的存在明显加快了MO的降解速率.复合光催化剂C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr对染料具有较好的降解效果,可重复利用性好,具有潜在的应用价值.     

碳量子点/g-C3N4复合光催化剂的制备及光催化降解四环素性能

通过一步煅烧法制备了碳量子点修饰氮化碳(CQDs/g-C_3N_4)复合光催化剂,采用TEM、XPS、UV-vis、FT-IR、稳态荧光光谱(PL)及电化学阻抗等对催化剂进行了表征,考察了可见光下催化剂对水中四环素(TC)的光降解活性.结果表明,少量CQDs的沉积不仅增加了g-C_3N_4的活性位点,而且加快了g-C_3N_4表面电荷的转移,抑制了载流子的复合,进而提升了其光催化降解活性.在优化条件下,1 mL CQDs溶液(1 g/L)修饰的g-C_3N_4(1CCN)对TC的光催化降解效率为纯相g-C_3N_4的1.5倍;通过探究其活性增强原因发现,光催化活性的提升主要归因于CQDs在复合体系中的沉积,及其可作为电子储存器加快g-C_3N_4光激发所产生的电子转移,有效地抑制电子-空穴对的重组.     

电解液添加剂对锌粉性能的影响

研究了在电解液中添加C_(16)EO_(10)和Bi_2O_3、InBi_2O_3制备不同类别的锌粉,并对合成的锌粉的形貌、视密度、振实密度、析气量进行了检测分析,以及电性能的研究。结果表明,用C_(16)EO_(10)和Bi_2O_3、InBi_2O_3制备的锌粉的视密度分别为0.48 g/cm~3、0.47 g/cm~3,振实密度分别为0.98 g/cm~3、1.00 g/cm~3,析气量分别为0.09ml/(1g·3d)、0.08 ml/(1g·3d)。用Bi_2O_3、InBi_2O_3制备的锌粉具有较好的大电流密度放电性能。     

TiO_2/Au/WO_3三明治复合薄膜光电化学性能

采用电子束热蒸发镀膜技术,制备TiO_2/Au/WO_3三明治复合薄膜.借助X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、吸收光谱仪(UV-Vis)和电化学工作站对薄膜相结构、表面形貌以及光电化学性能进行了研究.研究结果表明:相比较于纯TiO_2薄膜以及TiO_2/WO_3复合薄膜,TiO_2/Au/WO_3复合薄膜的光电流密度有所增加.当Au的厚度是2nm时,复合薄膜在全光谱下和紫外光的照射下光电流最大,金属的作用是电子陷阱,并抑制了载流子的复合.当Au薄膜的厚度增加到4nm时,在可见光的作用下TiO_2/4nm-Au/WO_3光电流达到了3.5μA/cm2,这主要是由于Au颗粒的表面等离激元共振效应(LSPR).     

Bi_2O_3对Ti_(0.76)Cu_(0.08)Nb_(0.16)O_2微波介质陶瓷结构与性能的影响

采用传统固相反应法制备了Ti_(0.76)Cu_(0.08)Nb_(0.16)O_2(TCN),研究不同添加量Bi_2O_3对TCN陶瓷的致密化、烧结特性及介电性能的影响.结果表明:当Bi_2O_3的添加质量分数从0到4. 0%变化时,陶瓷的最佳烧成温度从975℃降低到925℃,同时TCN陶瓷的介电常数逐渐增大.在烧结致密化过程中,三叉晶界处有Bi元素富集,且在晶界处有纳米晶与非晶共存.另外,添加w(Bi_2O_3)为0. 5%的陶瓷最佳烧成温度为950℃,且具有优异的微波介电性能:εr=94. 34,Q×f=15700 GHz,τf=320×10~(-6)/℃.     

Ti/PbO_2+Co_3O_4复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究

采用溶胶凝胶法制备纳米Co_3O_4粒子,通过复合共沉积法将Co_3O_4嵌入沉积在Ti基体的PbO_2镀层中,制备得到PbO_2+Co_3O_4复合电极材料.用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)等对纳米粒子和复合电极材料的组成、结构和形貌进行表征.结果表明:该复合电极材料由β-PbO_2和尖晶石结构的Co_3O_4组成,随着纳米Co_3O_4含量的增加,复合材料的表面粗糙度和孔隙率逐渐增大.通过循环伏安扫描(CV)和充放电等电化学测试,对复合电极材料在1 mol/L NaOH溶液中的赝电容性能进行了研究.结果表明:该复合电极材料的比电容值可达215 F/g,表现出了良好的赝电容性能.     

O_3协同SCR处理船舶柴油机废气排放的试验

为提高船用柴油机低负荷下选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)反应器的NO_x转化率,采用O_3协同SCR进行排气处理试验研究。试验研究结果表明:柴油机在40%负荷率以下的低负荷工况,SCR反应器不工作的情况下,排气管中注入O_3,NO_2/NO浓度比得以提高;柴油机在20%负荷率工况下,NO_2/NO浓度比达到30%。同时,O_3可有效地降低柴油机烟度(K值)和HC的排放,其排放浓度与注入O_3前相比,最高降幅分别达到51%和19.1%。柴油机在30%负荷率以下的低负荷工况,SCR反应器按氨氮比1∶1的标定尿素喷射量喷入尿素时,SCR反应器前的排气管注入O_3与注入O_3前相比,SCR反应器中NO_x转化率得以提高,最高增幅达到32.1%。主要原因在于排气管中注入O_3,NO_2/NO浓度比升高,促进SCR反应器中NO_x催化还原的快速反应。排气管注入O_3后,在SCR反应器工作的情况下,SCR反应器后的烟度(K值)降低,HC排放也稍有降低。试验表明:O_3协同SCR有利于柴油机在低负荷下提高SCR反应器的NO_x转化率。     

硫元素掺杂石墨相氮化碳光催化剂的制备及其性能研究

以三聚氰胺和过硫酸铵为原料,利用简单的一步热聚合法,成功制备出硫元素掺杂的石墨相氮化碳光催化剂(CNS),并以四环素(TC)作为目标降解物,在可见光的照射下,考察所合成的光催化剂的性能.采用XRD、XPS、UV-vis、FT-IR、SEM及PL等一系列表征手段对催化剂的晶相、结构、形貌以及元素组成等进行详细分析.结果表明:S元素掺杂后,体相块状的CN逐渐呈现出分散性良好的二维纳米片状,可提高CN对有机污染物的吸附行为,进而有效地提高其光催化活性.降解实验数据表明,CNS在可见光照射下展现出高效地降解TC的光催化活性,即在120 min后,最优化CNS的光催化降解率可达到80%,其速率常数为0.012 5 min~(-1),约为纯相CN的3倍.CNS光催化活性提升的原因主要归功于S元素的引入不仅促使CN在可见光范围内的吸收强度增强,同时也加快CN光生电子的分离效率.     

紫外/亚硫酸钠还原体系对2,4-二氯酚脱氯特性研究

研究紫外/亚硫酸钠(UV/SO_3~(2-))还原体系对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的脱氯效应,考察亚硫酸钠浓度、pH值、反应温度、电子捕获剂等对UV/SO_3~(2-)体系降解污染物的影响,探索污染物脱氯过程与脱氯机理.结果表明:UV/SO_3~(2-)体系可有效促进2,4-DCP的还原降解.随着亚硫酸钠浓度的升高,还原体系污染物降解效果明显增强,且准一级动力学方程可较好拟合还原体系对目标物的作用过程.UV/SO_3~(2-)体系对2,4-DCP降解效果随pH值增加而提高.随着反应温度上升,UV/SO_3~(2-)体系对目标物降解效果显著增强,准一级动力学速率常数与反应绝对温度关系较好符合Arrhenius方程.加入水合电子捕获剂可有效抑制2,4-DCP的降解,UV/SO_3~(2-)体系对2,4-DCP还原脱氯与氯离子生成量均较高,2,4-DCP在水合电子作用下脱氯中间产物为4-氯酚(4-CP)与苯酚.     

γ-Al_2O_3对介孔稀土复合氧化物催化特性的影响研究

利用γ-Al_2O_3替代了60%的Ce/Zr固溶基体,对介孔La/Ce/Zr复合氧化物进行改性。利用ICP分析仪、X射线衍射仪、SEM、比表面仪、激光粒度仪、热重分析仪等表征技术对制备得到的催化剂粉体进行表征。结果显示,活性Al_2O_3显著提高了催化剂粉体的比表面积,改善了高温下的表面烧结程度,增强了催化剂的热稳定性能并提高了其使用寿命,同时也增加了催化剂粉体的储氧能力和对NO的吸附能力,从而提高了催化活性,明显降低了PM的起燃温度和最高活性工作温度,提高了其对NOx的最大还原率。该研究结果对同时去除船舶柴油机排气污染物PM和NO_x具有非常重要的工程应用价值。     

Pt-Pd催化剂砷中毒原因的初步研究

以AsH3为毒物,H2-O2反应为模型反应,用流动法对Pt-Pd/-A l2O3催化剂活性进行评价。用X-光电子能谱(XPS)、X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等对新鲜催化剂及不同失活程度的催化剂进行了表征。分析认为,AsH3引起Pt-Pd/-A l2O3催化剂失活是由于毒物AsH3发生氧化反应形成的As2O3覆盖了活性位以及非活性稳定物质在催化剂表面的形成,改变了催化剂表面组成及活性组分电子结构,导致催化剂完全失活。     

Li2 MnO3正极材料中掺杂Co、Ni的电化学性能研究

分别以金属Co和Ni替代Li_2MnO_3中的部分Mn,并采用高温固相合成法制备Li_2Mn_(0.5)Ni_(0.5)O_3和Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3正极材料,通过SEM分析和X射线衍射观察材料的微观形貌和晶体结构,循环伏安法、交流阻抗测试和恒流充放电实验,测试材料的电化学性能.结果表明:Li_2Mn_(0.5)Ni_(0.5)O_3材料的首次放电比容量为308.9 mAh·g~(-1),库伦效率为92.1%,循环40圈时容量保持率为93.7%,Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3材料的首次放电比容量为282.6 mAh·g~(-1),库伦效率为98.2%;循环50圈时放电比容量为332.6 mAh·g~(-1),充放电性能较好;Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3材料锂离子扩散电阻小,氧化还原峰极化小,展现出良好的循环稳定性.由此得出结论,Co掺杂所得Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3材料相比于Li_2Mn_(0.5)Ni_(0.5)O_3材料,不仅具有更完好的晶型结构,还有更高的放电比容量、更长的循环寿命以及良好的循环稳定性.     

CO2电催化还原的研究

以混合的金属氧化物RuO_2、TiO_2、Ag_2O和SnO_2对钛表面进行了修饰,得到了四个不同氧化物组成的钛电极,即RuO_2 TiO_2/Ti(35:65,A)、RuO_2 TiO_2/Ti(25:75,B)、RuO_2 TiO_2 Ag_2O/Ti(C)和RuO_2 TiO_2 SnO2/Ti(D),采用循环伏安法研究了其常温常压下在0.1mol/L的KHCO3水溶液中的电化学行为,在-900mV的恒定电位下进行了CO2的还原,分析了电极的稳定性和还原产物的情况。结果表明,金属氧化物电极对CO2还原产生了很好的催化作用,-900mV下对甲酸和甲醇有高的选择性,还原的液相产物中仅发现了甲酸和甲醇,电极A、B、C和D上生成甲酸和甲醇的总电流效率分别为84.4%、57.4%、93.1%和88.1%,且长时间电解过程中电极具有很好的稳定性,是有很好应用前景的催化电极材料。     

纳米片状BiOCl光催化剂的制备及其催化性能研究

以五水硝酸铋和氯化钾为主要原料,水为溶剂,采用水热法合成了BiOCl粉末状光催化剂.应用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等对所制备的光催化剂进行了表征.以高压汞灯为紫外光源,甲基橙为目标降解物,对该催化剂的催化性能进行评价,系统考察了催化剂添加量、甲基橙初始浓度、光强、pH值、电解质等因素对BiOCl光催化降解甲基橙效率的影响.SEM结果表明:所制备的粉末为纳米片状结构;降解实验结果表明:初始pH值、染料浓度、光源功率以及不同电解质等因素对BiOCl的光催化性能均具有一定影响,在较大功率光源照射条件下,在pH为2,添加NaCl或者Na2 SO4电解质溶液时,BiOCl催化降解甲基橙的效果最好.     

MgH2-Na2Ti3O7微米棒复合材料的 吸氢性能及其改性机制

采用固相法合成尺寸为微米级别的钛酸钠(Na_2Ti_3O_7)催化剂,并通过球磨法与氢化镁(MgH_2)复合,以此来催化改性MgH_2的吸氢性能.等温吸氢实验表明:MgH_2-Na_2Ti_3O_7微米棒复合材料在275℃和150℃下吸收3%H_2的时间分别为10 s和15 min,甚至在低至50℃下30 min内还能吸收1%的H_2,而纯MgH_2在275℃下30 min内仅能吸收1.5%的H_2.进一步研究发现,MgH_2吸氢性能的提高归因于Na_2Ti_3O_7在MgH_2基体中的均匀分布以及在循环过程中原位生成的TiH_2.文中创新性地采用Na_2Ti_3O_7微米棒作为催化剂并将其均匀分布在MgH_2中,可为下一代高性能储氢材料的设计提供一种新思路.     

用于染料敏化太阳能电池的苊并吡嗪类染料的合成

以吡嗪环作为吸电子基团,单羧基为连接基团,选用不同的芳环供电基团设计合成了3个苊并吡嗪类染料敏化太阳能电池(DSSC)染料.其中,以二苯胺为供电基的染料Va性能最好,主要吸光范围是400-500 nm,ELOMO为-1.10 eV,远负于TiO2的导带能级-0.5 eV,说明染料的激发态电子注入到纳米TiO2的导带在热力学上是可行的;EHOMO为1.31 eV,远正于I-/I3-的氧化还原电位0.4 eV,说明处于氧化态的染料分子从氧化还原电对得到电子再生.光电转换效率最高为3.06％,达到经典染料N719效率的43％.     

核壳结构Au@Pt十面体纳米晶的调控及甲醇氧化催化性能研究

孪晶结构的Pt纳米晶,在电催化过程有希望获得更优异的催化活性.这是由于孪晶界处的应力对Pt纳米晶的电子结构调控.但受制于Pt的高表面能,孪晶结构Pt纳米晶的制备仍然面临着巨大挑战.文中采用油胺为溶剂,一步法制备获得以{111}晶面为暴露面的Au@Pt十面体纳米晶.胺基团的强吸附降低了Pt的表面能,从而促进了Pt在Au核上的外延生长.甲醇氧化催化测试表明,Au_(62)@Pt_(38)十面体纳米晶的正向电流密度值为0.44 mA/cm~2,显示了较好的催化活性,是商业Pt/C催化剂(0.22mA/cm~2)的2倍.电催化测试中正向电流密度与反向电流密度的比值通常用来衡量催化剂的抗CO中毒能力(If/Ib),Au_(62)@Pt_(38)(1.32) Pt/C(0.91),Au@Pt核壳结构十面体纳米晶具有较高的抗CO中毒能力.     

钴的氧化物对氧烛药块分解的催化作用

氧烛是一种使用方便、贮存容易、安全可靠的氧源.本文选用化学试剂Co2O3,Co3O4与自制催化剂CoOx作为氧烛药块分解的催化剂.通过性能试验得出,只有自制催化剂CoOx能使氧烛药块完全分解.通过比表面积(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)和X光电子能谱(XPS)等手段对各催化剂的组成、物相和形貌及颗粒度的表征,分析了自制催化剂能有效降低氧烛药块分解温度的原因.     

钴的氧化物对氧烛药块分解的催化机理研究

氧烛是一种使用方便、贮存容易、安全可靠的氧源。本文选用化学试剂Co2O3、Co3O4与自制催化剂CoOx作为氧烛药块分解的催化剂。通过性能试验得出,只有自制催化剂CoOx能使氧烛药块完全分解。并通过比表面积(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)和X光电子能谱(XPS)等手段对各催化剂的组成、物相和形貌及颗粒度的表征,分析了自制催化剂能有效降低氧烛药块分解温度的原因。     

第2相(ZnO,Fe3O4)对La2/3Ca1/3MnO3晶要体结构的影响

采用固相反应法制备了La(1-x)2/3 Ca1/3 MnO3/0.33(ZnO,Fe304)(x=0,0.04,0.08)锰氧化物复合材料.Rietveld全谱拟合XRD结果表明:复合材料中第2相(ZnO,Fe3O4)和锰氧化物没有发生化学反应,ZnO以非晶态的形式存在,而Fe3O4以晶态的形式存在.第2相的掺入改变...