基于金属有机框架的光子晶体制备与应用研究进展

近年来,基于光子晶体优异的光学性能和金属有机框架(MOFs)特殊的多孔结构,使基于MOFs的光子晶体研究备受研究者们的关注。本文综述了近年来MOFs材料及其在光子晶体中的应用研究进展。首先简单介绍了MOFs和光子晶体的基本概况及MOFs与光子晶体相结合的优势,然后阐述了基于MOFs的光子晶体的制备方法,进一步概括了其应用现状,并总结了当前基于MOFs的光子晶体研究所存在的困境,最后展望了其未来的发展方向。这些工作为MOFs材料在光子晶体中的实际应用提供了策略支撑。      

基于金属有机框架化合物的非织造复合材料制备及其对废水中六价铬的去除

为解决水体中重金属六价铬(Cr(Ⅵ))的污染问题,利用聚氨酯(PU)对锆基金属有机框架化合物(UiO-66-NH₂)进行接枝改性,将改性所得PU/UiO-66-NH₂负载于聚丙烯(PP)非织造布上制备PU/UiO-66-NH₂/PP非织造布复合材料,最后将其用于Cr(Ⅵ)的吸附与可见光催化还原。探讨UiO-66-NH₂添加量对复合材料结构与性能的影响,分析PU/UiO-66-NH₂与PP非织造布间的结合牢度,探究复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附与光催化还原性能。结果表明:PU改性后的UiO-66-NH₂依然保留有原有的拓扑结构,当PU/UiO-66-NH₂中金属有机框架材料(MOFs)的质量分数为20%时,PU/UiO-66-NH₂/PP非织造布复合材料对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附性能;经超声波水洗后,PU/UiO-66-NH₂/PP非织造布复合材料没有发生明显的质量损失,表明PU/UiO-66-NH₂与PP非织造布有良好的结合牢度;在可见光照下,PU/UiO-66-NH₂/PP非织造布复合材料兼具吸附和催化作用,可将Cr(Ⅵ)有效还原成Cr(Ⅲ),同时该复合材料经4次重复利用后性能稳定。     

基于GIS技术的方便水库面源污染控制方案研究

以南京市溧水区方便水库为研究对象,运用GIS技术并结合RS技术对整个汇水区域进行污染源的解析,确定污染关键因素以及重点污染区域,在此基础上,提出符合该水源地现状的最优保护方案。结果表明:在整个汇水区域中,耕地面积所占比例最大,且主要集中在青龙桥河、谢家棚河和西南村河3个水库主要来水河流流域内。青龙桥河和谢家棚河流域是污染负荷排放量最大的区域,其次是西村河和西南村河流域。在兼顾污染物去除率和成本的前提下,生态沟渠-生态塘技术是最优农田径流污染控制技术,其次为生态拦截缓冲带技术;生物接触氧化-人工湿地处理技术是农村生活污水最优控制技术。     

SiO2溶胶对P（St-MAA）光子晶体生色结构的稳固性增强作用

提出采用后填充方式制备兼具稳固性和良好结构色效果的复合光子晶体。通过采用胶体微球自组装法制备图案化聚（苯乙烯-甲基丙烯酸）(P（St-MAA）)光子晶体生色结构,然后利用SiO₂溶胶对P（St-MAA）光子晶体进行填充。优化了SiO₂的填充条件,并对比了填充前后光子晶体生色结构的结构色效果和稳固性变化情况。结果表明:粒径分别为230 nm、250 nm和287 nm的P（St-MAA）胶体微球可构筑得到排列规整、结构色明亮的光子晶体,但晶体层的稳固性不佳;当SiO₂浓度不超过30wt%,填充时间不超过5 min时,可制备得到结构色仍旧较明亮的SiO₂-P（St-MAA）复合光子晶体;在相同的稳固性测试条件下,复合光子晶体稳固性明显提升,结构色效果不易消减,这主要归因于SiO₂起到了类似"桥梁"的作用,加强了相邻P（St-MAA）胶体微球间的黏连,并增强了光子晶体层与基材间的黏性。本研究将为构筑高质量光子晶体提供新思路,有望推动光子晶体生色结构的实际应用。