氮化碳在光催化中的应用

伴随社会的快速发展所带来的最严峻的两大难题就是各种能源的大量消耗以及环境日益恶化,光催化技术是解决这些问题最重要的方法之一。石墨氮化碳(g-C3N4)材料是近期发现的新兴的半导体材料之一,其作为新一代无金属光催化剂,拥有适当的能带结构,可以在可见光下光解水制H2以及降解有机污染物。但是在实际应用中有很大的局限性,因其光生电子-空穴对极易快速复合和比表面积较低等问题,导致其光催化活性较低。本文主要是通过不同石墨相氮化碳实际中的应用,如光解水制H2、降解有机污染物、催化NO分解、还原CO2,讨论了石墨相氮化碳不同的研究进展。     

尼龙66及其复合材料的热分解动力学

使用热重分析仪测定尼龙66(PA66)和两种不同玻纤增强尼龙66复合材料(GF/PA)的热分解曲线,用Kissinger法和Crane法研究了PA66和GF/PA的热分解动力学。结果表明:PA66、GF/PA-1和GF/PA-2的热分解反应级数分别为0.949、0.912和0.921,表明均为一阶热分解过程;热分解活化能分别为218.65 kJ/mol、121.81 kJ/mol和132.23 kJ/mol,表明玻纤的加入显著降低了PA66的热分解活化能。在加热速率相同的条件下两种GF/PA达到最大热分解速率的温度都比PA66的低,表明玻纤虽然改善了PA66的性能,但是加快了PA66的热分解过程,说明存在着“灯芯效应”。     

Nb、Ta等元素对Zr基大块非晶非晶形成能力及耐腐蚀性影响机理研究

  用计算机编程构造了Zr基非晶合金包含二十面体原子团簇的Zr₂Ni晶体相.用Zr₂Ni晶体相中以Ni原子为中心的二十面体原子团簇模拟Zr基非晶中二十面体团簇.应用实空间的递归方法计算了合金元素取代二十面体原子团簇中心和顶角位置原子时的局域态密度、二十面体原子团簇中中心Ni原子与其近邻合金元素Nb、Ta、Ti、V的总键级积分及团簇的费米能级.结果表明,Nb、Ta、Ti和V取代Zr原子后使其与Ni的键级积分有所降低,使合金的非晶形成能力下降,但Nb、Ta对合金的非晶形成能力影响不大;Nb、V取代Zr使费米能级升高,可使Zr基非晶容易钝化,提高耐蚀性;Ta对Zr基非晶的耐蚀性影响不大.而Ti使Zr基非晶的钝化能力下降.综合合金元素对非晶形成能力和耐腐蚀性的影响,Nb是最有益的合金元素,即在Zr基非晶中,通过加入少量的Nb元素,可以制备出具有较高耐腐蚀性的大块非晶.     

铈掺杂ZnFe2O4多层空心微球的制备及其光催化活性

为了消除水中的有害抗生素，在水热条件下制备了不同质量分数比的铈(Ce)掺杂ZnFe₂O₄光催化材料。优化后的样品ZnFe_1.96Ce_0.04O₄在模拟太阳光照射下，40 min内对盐酸四环素的降解率为56.6%。样品的光电流信号响应研究证实，Ce的引入有助于提升ZnFe₂O₄中光生电荷对的分离。捕获剂测试实验表明，羟基自由基和超氧自由基是最主要的活性氧物种，直接参与了抗生素的光降解过程。此外，在模拟太阳光照射下，ZnFe_1.96Ce_0.04O₄的光解水产氢速率达到了230.4μmol/(g·h)。