Zn、Si共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用水热法,以Ti（SO4）2作为前驱体制备出锌、硅单掺杂和共掺杂的二氧化钛纳米晶。分析结果显示锌、硅共掺杂二氧化钛纳米晶的光催化活性高于纯二氧化钛纳米晶和单掺杂的二氧化钛纳米晶;在锌的掺杂量为0.8%、硅的掺杂量为6%时,所获得的二氧化钛纳米晶的光催化活性最佳;锌硅共掺杂二氧化钛纳米晶相对于纯二氧化钛纳米晶和单掺杂的二氧化钛纳米晶,其粒径减小,表面积增加。     

氰化提金废水中金属氰络合离子的溶剂萃取EI北大核心CSCD

采用溴代十六烷基吡啶(CPB)−仲辛醇−磺化煤油体系对氰化提金废水进行处理,主要研究CPB浓度、改性剂占比、pH值、混相时间、相比(O/A)对各金属离子萃取效果的影响及反应机制。研究表明:在85 g/L CPB−仲辛醇(25%,体积分数)−磺化煤油体系,O/A为1:1、pH值为11、混相时间为5 min的条件下,经三级萃取后,氰化废水中总氰(CN_(T))去除率可达到80%以上,铜、锌、铁离子萃取率分别为78.5%、79.4%、58.1%;各金属离子存在竞争萃取现象,萃取优先顺序依次为Zn>Cu>Fe。萃取饱和负载有机相经2.5 mol/L的NH4SCN溶液反萃,O/A为2.5时,铜、锌、铁离子反萃率分别为87.7%、90.3%、85.8%,反萃液中总金属离子浓度可达到7822.8 mg/L,实现了金属氰络合离子的有效富集。萃取过程中金属以金属氰络合离子的形态进入有机相,符合离子缔合原理。     

合成氟锌共掺杂纳米TiO2及其光催化活性

以CF3COOH和Zn(NO3)2为掺杂剂,采用溶胶凝胶法合成了纳米F/Zn2 /TiO2粉体,以次甲基蓝的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性,并利用XRD、FT-IR、EDS、BET、TEM等手段对样品进行测试和表征.测试表明F和Zn2 已经掺杂在纳米Ti02中,设计掺n(F)/n(Ti)-2%、n(Zn)/n(Ti)-3%的样品催化活性最高,可以将未掺杂TiO2光催化次甲基蓝1 h的降解率由73.2%提高到86.2%.     

氮掺杂纳米TiO_2光催化氧化NO_2效率的研究(英文)

通过机械化学方法对纳米TiO2进行掺氮改性后,研究了煅烧温度和煅烧时间对纳米TiO2在模拟日光条件下光催化氧化NO2性能的影响。结果表明,当煅烧温度为500℃时,光催化效率随煅烧时间的延长而增加;但当煅烧温度为600和700℃时,光催化效率随煅烧时间的延长而降低,这主要是由于煅烧温度的增加使得纳米TiO2由锐钛矿型转变为金红石型。当煅烧温度为500℃时,煅烧时间从3h延长到5h,光催化效率从51.5%提高到67.0%,这是P25光催化效率的135%。     

Y~(3+)掺杂纳米TiO_2粉体的表征及光催化性能研究(英文)

采用溶胶-凝胶法制备了Y~(3+)掺杂TiO_2纳米粉体.通过FT-IR、SEM、XRD 以及UV-Vis等表征手段,系统地探讨了Y~(3+)掺杂量对掺杂粉体的表面结构、相组成及光学性能的影响.研究结果表明,Y~(3+)离子的掺杂能有效抑制TiO_2的相转变(由锐钛矿转变为金红石)与提高比表面积.同时Y~(3+)离子的掺杂也使制备粉体的能带带隙变宽,形成了较大的氧化还原电势.在紫外光辐照下,Y~(3+)掺杂纳米TiO_2粉体对甲基橙的催化降解表现出较好的催化性能:当pH为3、3.0 mol% Y~(3+)的TiO_2纳米粉体的用量为0.8 g/L时,甲基橙的降解率为49.4%.     

Na_2SnO_3掺杂TiO_2的结构及对TNT的降解研究

以钛酸丁酯为原料,Na_2SnO_3作为添加剂,通过溶胶-凝胶法制备了锐钛矿型TiO_2晶体,用XRD、FT-IR对催化剂进行了表征.红外光谱表明,Na_2SnO_3掺杂使得TiO_2粒子的晶格振动吸收峰向高波数移动6 cm~(-1),并出现明显的宽化.以含TNT废水为降解对象研究了所制备TiO_2的光催化活性.结果显示,所制备的SnO_3~(2-)掺杂TiO_2具有比P25更高的催化活性,10 h后降解率达到了96% (P25,88%).机制分析认为,SnO_3~(2-)在制备过程中通过热分解产生SnO_2,抑制TiO_2粒子在热处理过程中生长,有利于形成更细小的晶体,同时由于Sn~(4+)离子的影响,使微粒表面缺陷和活性比表面积增加,有利于提高光催化活性.     

B-Er共掺杂BiVO_4及对甲基橙的可见光光催化降解

采用柠檬酸络合法分别合成了B掺杂及B-Er共掺杂BiVO4可见光光催化剂,并对材料进行了XRD、SEM、EDS、BET和UV-vis等表征和分析。以光催化降解甲基橙溶液为探针反应,考察掺杂对BiVO4可见光催化活性的影响。结果表明:掺杂没有改变BiVO4晶型,掺杂前后均为单斜型,但B-Er共掺杂BiVO4的晶体粒径较单掺杂B和纯BiVO4减小。由UV-vis知,B-Er共掺杂BiVO4的光吸收强度大于单掺杂和纯BiVO4,光谱吸收红移程度大于单掺杂。B和Er共掺杂纳米BiVO4光催化剂产生协同效应,其光催化性能优于单掺杂B。当固定B为4%掺杂时,Er掺杂量为1%制备的B-Er共掺杂BiVO4,60 min对甲基橙的降解率达96.62%,较单掺杂B(37%)和纯样(20%)有明显提高。     

离子液体-水混合介质中合成介孔TiO_2及光催化活性北大核心CSCD

以四氯化钛为钛源,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Bmim]PF6）／水为混合溶剂,采用液相水解-沉淀法合成纳米TiO2光催化剂。以苯酚为模型物,考察了TiO2紫外下催化活性。采用XRD、TG／DSC、TEM、FTIR、DRS、低温N2物理吸附．脱附等技术对催化剂的结构进行表征。结果表明,在离子液体／水混合溶剂中合成TiO2的光催化活性较纯水溶剂中合成TiO2的光催化活性高,且在较宽的活化温度范围内（500—700℃）都表现出较高的光催化活性。这-结果可归因于在离子液体／水混合介质中合成的TiO2颗粒小、分散性好、比表面积大（138m^2／g）、吸附性能强。另外,离子液体的存在-定程度上降低了TiO2粒子表面羟基数量及表面酸度,提高了锐钛矿相TiO2向金红石相转变的温度。     

氮和硫共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及可见光活性研究

以钛酸四丁酯、三乙醇胺和硫脲为前驱物,采用溶胶-凝胶法合成了氮硫共掺杂纳米TiO2光催化剂,以XRD、DRS、PL、FTIR、SEM、TEM、XPS等手段对所制备的粉体进行了性能表征;并以日光色镝灯为光源,研究了催化剂对光降解甲基橙的活性.结果表明,除了700℃煅烧样品是锐钛矿和金红石晶型共存外,其它掺杂催化剂主要是锐钛矿晶型.不同温度煅烧的催化剂在波长低于550nm的可见光区域内都有高的吸光度.可见光光催化结果表明,500℃煅烧制得的掺杂氧化钛光催化剂表现出最佳的光催化活性,180min内对甲基橙溶液的降解率达到76.7%.     

Fe3+,Ce3+共掺杂纳米TiO2的相变及其降解水中CHCl3的催化性能

制备一系列Fe3 ,Ce3 共掺杂的纳米TiO2,并用X射线衍射仪进行表征。与单一金属离子掺杂相比,当x(Fe3 )=0.020和x(Ce3 )≈0.010时,Fe3 ,Ce3 共掺杂不仅显著抑制纳米晶TiO2的相转化,而且大大提高了其热稳定性。在紫外灯辐照下,用Fe3 ,Ce3 共掺杂的纳米晶TiO2可降解水中的三氯甲烷,表现出强的催化活性。随着掺杂Fe3 的摩尔分数增大,x(Fe3 )=0.020时,CHCl3的降解率存在一个最佳值,而随着掺杂Ce3 的摩尔分数增大,CHCl3的降解率先是急剧上升,而x(Ce3 )>0.020时,其增势趋缓。     

铸态(TiB+TiC)/Ti1100复合材料高温拉伸性能及蠕变行为EI北大核心CSCD

通过XRD、SEM、TEM等表征手段研究(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的铸态显微组织、高温拉伸性能和高温蠕变行为。结果表明:(TiB+TiC)/Ti1100复合材料具有典型的网篮组织,通过B_(4)C、C和Ti的反应原位生成了晶须状的Ti B和等轴状的TiC。随着温度的升高,(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的极限抗拉强度从766 MPa降低至511 MPa。在实验范围内,(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的稳态蠕变速率随温度和应力的升高而降低。根据对相关数据的计算,(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的应力指数和激活能分别为3.75和269.5 kJ/mol。结合蠕变后的变形区域组织,可以确定该材料的蠕变过程主要受位错滑移控制。α/β界面是位错滑移的主要障碍,同时TiB、TiC和硅化物也阻碍着位错的运动。β-Ti的大量溶解导致硅化物的形成,并降低了α/β界面对位错的阻碍效果。增强相特别是TiB可以通过承载作用,降低基体中的应力集中从而抑制β-Ti的溶解。     

42CrMo钢离子氮碳氧多元共渗及动力学分析北大核心CSCD

以42CrMo钢为材料,通过在离子氮碳共渗过程中添加空气进行离子氮碳氧多元共渗。采用扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对渗层形貌、渗层厚度、渗层物相和截面硬度进行分析。研究结果表明,在传统离子氮碳共渗过程中添加适量的空气具有显著的催渗效果,且以空气流量为0.3 L/min的效果最佳,截面硬度也得到大幅度提高。离子氮碳氧多元共渗中氮原子的扩散激活能从传统离子氮碳共渗的56.12 k J/mol降低到25.27 k J/mol。同时,对离子氮碳氧多元共渗的机理进行了分析。     

(TiB_(2)+TiB)/Ti-22Al-25Nb复合材料的热变形行为与组织演变EI北大核心CSCD

以放电等离子烧结(TiB_(2)+TiB)增强Ti_(2)AlNb基复合材料为初始材料,在Gleeble-3800热模拟实验机上开展了(TiB_(2)+TiB)/Ti-22Al-25Nb复合材料的热压缩变形实验,研究了变形温度1060~1150℃、应变速率0.05~5 s^(-1)范围内复合材料的热变形行为。通过对流变应力-应变数据分析,构建了复合材料在B2单相区内的本构方程,分析了不同Zener-Hollomon(Z)参数下复合材料的组织演变规律。结果表明:(Ti B_(2)+TiB)/Ti-22Al-25Nb复合材料的峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,压缩曲线存在不连续屈服现象。Z值对复合材料的组织演变和变形机制均有重要影响。当ln Z值处于较高水平(35.88)时,复合材料出现局部塑性流动变形失稳区,动态再结晶程度较低,再结晶晶粒平均尺寸为3.82μm,增强颗粒粒径平均尺寸为6.93μm。当ln Z值处于较低水平(29.11~31.28)时,复合材料心部区域均发生完全动态再结晶。随着Z值降低,当ln Z为29.11时,动态再结晶晶粒长大,其平均尺寸增至9.16μm,并且由于B元素扩散的加快,促进了烧结残余TiB_(2)颗粒向Ti B晶须(Ti Bw)转变,原位反应更加充分,增强颗粒平均尺寸减小至2.77μm,TiBw的团簇现象明显减弱。     

C,Fe,Si掺杂Al_(3)V合金的电子结构与力学性能EI北大核心CSCD

采用第一性原理计算方法研究了铝钒合金Al_(3)V及其C、Fe、Si取代掺杂的Al_(24)V_(7)X、Al_(23)V_(8)X (X=C,Fe,Si)合金晶体结构的稳定性、电子结构和力学性能。计算结果表明,X (X=C,Fe,Si)掺杂对Al_(3)V合金晶体结构的影响较小,Al_(24)V_(7)X和Al_(23)V_(8)X (X=C,Fe,Si)仍然保持明显的Al_(3)V金属特征。Mulliken电荷布居和重叠布居分析显示X (X=C,Fe,Si)会与周围Al和V原子产生键合作用,提高Al_(24)V_(7)X和Al_(23)V_(8)X (X=C,Fe,Si)的稳定性和抗变形能力。X (X=C,Fe,Si)的取代掺杂对Al_(3)V合金晶体的刚度影响较小,但能使Al_(3)V合金材料的塑性有所提升,有望能有效解决Al_(3)V合金的脆性问题,拓宽Al_(3)V合金的应用范围。     

新型Bi_(2)O_(3)/ZnFe_(2)O_(4)光阳极的制备及其光电催化降解有机物性能EI北大核心CSCD

采用化学水浴法制备Bi2O3薄膜,并通过电沉积结合后退火工艺在其表面负载ZnFe2O4进行改性,通过XRD、SEM、Raman、XPS、UV-vis等对Bi2O3样品及Bi2O3/ZnFe2O4复合薄膜进行表征。以制备的薄膜作为光电极,研究其光电化学性能,并首次报道其在光电催化降解有机污染物中的应用。结果表明:ZnFe2O4的复合拓宽Bi2O3的吸光范围,提高光吸收系数,抑制光电化学反应过程中光生载流子的复合,从而使Bi2O3/ZnFe2O4复合薄膜在Na2SO4溶液中的光响应电流密度是纯相材料的4倍左右,AM1.5光照下的光电降解亚甲基蓝性能相比于Bi2O3有明显提高。     

聚左旋多巴-SiO_(2)复合材料在1 M HCl中的缓蚀作用EI北大核心CSCD

随着缓蚀剂的广泛应用,传统缓蚀剂对环境和生物的负面影响日益显现,开发高水溶性、健康无毒、绿色环保的高效缓蚀剂成为研究热点。基于纳米胶体SiO_(2)在水中良好的分散性、无毒等特性,通过左旋多巴(L-DOPA)在纳米胶体SiO_(2)表面接枝聚合,实现聚左旋多巴(Poly-(L-DOPA))在纳米胶体SiO_(2)上的负载,制备低细胞毒性、良好分散性的聚左旋多巴-SiO_(2)(Poly-(L-DOPA)-SiO_(2))缓蚀剂,并探究1 M HCl中Poly-(L-DOPA)-SiO_(2)对Q235碳钢的缓蚀作用。傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外可见光吸收光谱(UV-vis)和X射线衍射(XRD)结果证实了Poly-(L-DOPA)-SiO_(2)的合成。电化学结果表明,缓蚀效率随Poly-(L-DOPA)-SiO_(2)浓度的增加而增加,当Poly-(L-DOPA)-SiO_(2)的浓度为500 mg/L时,缓蚀效率可以达到85.9%。添加Poly-(L-DOPA)-SiO_(2)使极化曲线的阴阳极斜率发生明显改变,说明阳极的金属氧化反应和阴极O_(2)/H+的还原反应和均被抑制,是一种混合型抑制剂。扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(CLSM)观察发现,Poly-(L-DOPA)-SiO_(2)可以在金属表面形成保护膜有效抑制酸性溶液对碳钢的腐蚀。该缓蚀剂以生物质L-DOPA为原料,纳米SiO_(2)为载体,是绿色高效缓蚀剂合成的新思想。     

免热处理(TiB_(2)+ZrB_(2))/Al-Mg-Mn基复合材料的显微组织与力学性能EI北大核心CSCD

基于交通、航空航天等领域高强韧精密复杂零件免热处理的需求,采用原位生成反应法制备了(TiB_(2)+ZrB_(2))/Al-Mg-Mn基复合材料,对比研究了重力铸造和挤压铸造制备的(TiB_(2)+ZrB_(2))/Al-Mg-Mn基复合材料的微观组织和力学性能。结果表明:原位生成反应法制备的复合材料中生成了大量纳米级的TiB_(2)和ZrB_(2)颗粒。拉伸实验结果表明,挤压铸造复合材料试样的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为296 MPa、185 MPa和12.2%,这些参数比重力铸造成型的Al-Mg-Mn合金分别提高了57%、95%和40%;比重力铸造复合材料分别提高了12%、11%和36%。分析发现,复合材料相比无添加Al-Mg-Mn合金强韧性能更高的原因在于TiB_(2)和ZrB_(2)颗粒协同增强细晶强化作用;而挤压铸造成型的复合材料的力学性能优于重力铸造成型的复合材料的主要原因在于挤压力所致的晶粒细化和Orowan强化作用。     

纳微花球状MoSe_(2)@N-C复合材料的制备及其储锂性能EI北大核心CSCD

采用溶剂热和碳化法制备了氮掺杂碳包覆的MoSe_(2)(MoSe_(2)@N-C)纳微花球材料。氮掺杂碳保护层的引入和独特的纳微花球结构能够实现快速的电荷转移和离子传输,并有助于减缓嵌脱锂离子过程中材料的体积变化,提供较为稳定的电化学反应界面。结果表明:得益于碳包覆以及独特的纳微花球状结构,MoSe_(2)@N-C材料ge现出了优异的储锂性能,在200 mA/g的电流密度下循环150次后,MoSe_(2)@N-C材料拥有高达470 mA·h/g的可逆放电容量;即使在500 mA/g的电流密度下,该材料仍然表现出优异的循环稳定性。而在同样的条件下,纯MoSe_(2)材料容量的急剧衰减,放电容量仅维持在低于100 mA·h/g。由于独特的纳微花球结构以及MoSe_(2)和氮掺杂碳层之间的协同作用,MoSe_(2)@N-C复合材料表现出大大优于纯MoSe_(2)材料的可逆容量、倍率性能和循环稳定性。     

Gd~(3+)/Ga~(3+)共掺杂石榴石型Yb_3Al_5O_(12)材料的制备及热物理性能

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了Gd~(3+)/Ga~(3+)双掺杂的石榴石型Yb_(3-x)Gd_xAl_(5-x)Ga_xO_(12)固溶体陶瓷材料(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;YGAGO)。结果表明:Gd~(3+)/Ga~(3+)共掺杂的YGAGO保持了石榴石相结构;随着Gd~(3+)/Ga~(3+)掺杂量的增加,固溶体样品的衍射峰位整体向低角度偏移;SEM形貌表明Yb_3Al_5O_(12)材料的微观形貌由纳米级晶粒和高密度晶界构成;大离子Gd~(3+)与Ga~(3+)分别对Yb_3Al_5O_(12)晶体结构中Yb~(3+)与Al~(3+)晶格位的取代,不仅因引入的点缺陷明显降低了材料的热导率,同时还造成石榴石型Yb_3Al_5O_(12)晶体结构的松弛,利于热膨胀系数的提高。随着Gd~(3+)/Ga~(3+)掺杂量的增加,晶体中点缺陷浓度不断升高,声子平均自由程不断减小,使得YGAGO的热导率在x=0.5时达到最低值(λ=1.67W/(m·K),T=1273 K),热膨胀系数达到最高值(α_1=11.71×10~(-6)K~(-1),T=1273 K)。     

烧结温度对Ti/TiN_(x)/Mn_(2)O_(3)阳极涂层性能的影响EI北大核心CSCD

采用热分解工艺在Ti/TiN_(x)表面制备了Mn2O3催化层,研究了制备过程中烧结温度对Ti/TiN_(x)/Mn2O3阳极材料析氧电催化性能的影响。通过SEM、XRD、Raman、XPS等表征方法对Mn2O3催化层的表面微观形貌和晶体结构进行分析;通过Tafel、LSV、恒流极化、EIS、ECSA等电化学测试手段对阳极材料的耐腐蚀性能、析氧催化活性进行分析。结果表明:烧结温度对Ti/TiN_(x)/Mn2O3阳极材料的表面微观结构、Mn的价态、耐电化学腐蚀性能以及电催化性能具有较大的影响。当烧结温度为200℃时,阳极材料表面的Mn2O3催化层致密平整且结晶性最好。随着烧结温度的升高,Mn2O3催化层产生较多的裂纹,同时氧空位的含量逐渐减少,Mn(Ⅳ)逐渐增多,参与电化学反应的电极表面的活性位点数量大幅降低,抑制了析氧动力学。