BPNN模拟光催化降解直接橙S

以直接橙S为研究对象,在因子设计的基础上,采用多因素方差分析法分析各因素对其水溶液光催化降解反应的影响,并以因子设计和Doehlert设计的实验数据为手段,建立模拟光催化降解直接橙S的BPNN模型.以用于预测实际降解体系,预测结果,相关系数R=0.9916,实验值与预测值的平均相对误差为4.24%.运用该模型分析光催化降解直接橙S的优化实验条件为pH=5、Co=100,mg/L、[TiO2]=1.3286 g/L,按此优化条件操作,测得直接橙S的30 min降解率为97.64%,与模型预测值95.58%相对误差仅为-2.11%,表明本文所建模型模拟直接橙S光催化降解反应效果良好.     

非线性映照遗传算法在稀土元素掺杂改性纳米TiO2构效关系中的应用

TiO₂具有很好的紫外吸收和高催化活性。作为一种廉价和环境友好的光催化剂,纳米TiO2在废水处理、空气净化和太阳能电池等方面都具有潜在应用。稀土掺杂可以有效提高纳米二氧化钛的光催化降解活性。为筛选出优良的催化剂,必须对稀土元素掺杂改性纳米TiO2构效关系进行深入研究。作为一种良好的数据挖掘手段—非线性映照技术,有利于分类识别和优化控制,本文首次将其应用于光催化纳米TiO2材料XRD参数与活性关系方面的研究。首先,通过溶胶-凝胶法制备了不同稀土的不同掺杂量的纳米TiO2光催化剂,进行了XRD测试,然后在紫外光源下对降解甲基橙光催化活性进行了测定。并从XRD参数进行非线性映照分析出物以类聚的活性结果。结果表明,掺杂后TiO2纳米粒子晶粒尺寸变小,且掺杂量越大,晶粒尺寸越小。在掺杂量为0.05mol%时,样品K值最大,即催化活性最高,且活性顺序为Eu>Y>Ce。灰色映照结果与光催化活性测定的结果吻合得很好。非线性映照利用遗传算法工具箱可很好地解决催化剂的构效关系。数据挖掘既是方法又是手段,它能帮助我们研究出有效的催化剂,因此应予以珍视并加以应用。     

利用化学计量学方法解析有机污染物降解的动力学过程

利用因子分析、数值遗传算法等化学计量学方法研究了电催化降解有机污染物的动力学过程。以Ti/SnO2＋Sb2O3催化电极为阳极对偶氮类染料甲基橙进行电催化降解为研究对象,采用紫外－可见光度法为测量手段,通过对降解过程中测得的不同波长、不同降解时间的两维吸光度矩阵进行解析,获得了降解过程中存在的组分数、降解的动力学模型等信息。研究表明,甲基橙在Ti/SnO2＋Sb2O3电极上的氧化降解的动力学过程符合连串反应模型,反应过程中产生了带苯环结构的中间体。     

CdSe/TiO2纳米管阵列同轴异质结制备及其光电特性研究

研究了TiO2纳米管阵列衬底上镉和硒的欠电位沉积电化学行为。结合欠电位沉积技术和共沉积技术,优选出合适的沉积电位,以此为依据在高度规整有序的TiO2纳米管管壁上外延生长窄带隙化合物半导体CdSe。FESEM、XRD、EDAX、TEM表征结果综合表明,已成功地在纳米管外壁制备出具有准化学计量比的CdSe外延层,获得了CdSe/TiO2纳米管阵列同轴异质结结构。对制备的CdSe/TiO2/Ti样品进行了光电性能测试,结果表明当沉积时间为7h时制备得到的样品光电效率最高。同时对比研究了不同退火气氛对于样品光活性的影响,表明在氮气中退火能在TiO2晶格中引入N,有利于光敏性的提高,但是提高幅度随着CdSe沉积时间增大而下降。     

纳米TiO2—KMnO4协同体系光催化测定地表水化学需氧量的研究

该文首次提出了一种新的催化氧化体系--纳米TiO2和KMnO4协同体系光催化测定地表水化学需氧量(COD)的方法.以葡萄糖为标准物质对测定COD的最佳反应条件进行了探讨.实验结果表明,该方法条件温和,不会造成二次污染,能够实现COD快速、准确地测定.在该实验所选择的实验条件下,可准确地测定2.0～100mg/L之间的COD值,其最低检测限为1.0 mg/L.用该方法测定地表水的COD值取得了令人满意的结果.     

聚3—己基噻吩及其掺杂TiO2材料对NO2的气敏特性

制作了一种工作于室温下的NO2气体传感器。该传感器以有机聚合物聚3—己基噻吩(P3HT)为敏感材料,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜为柔性衬底。对敏感膜进行了SEM表征。室温下,对不同体积分数的NO2进行了测试,对器件尺寸的影响进行了分析,并对响应规律进行了总结。经实验,对NO2测试下限可达到0.2×10-6。为提高敏感性、减小恢复时间,尝试对敏感膜掺杂TiO2,并同未掺杂的敏感膜进行实验比较,发现对体积分数1.5×10-6的NO2,掺杂TiO2可将敏感性提高8%,恢复性也有明显改善,对周期为1060 s的循环测试表明:掺杂TiO2下阻值基本能完全恢复。     

常压下Ag-TiO2纳米管制备及光催化反应动力学研究

首次在常压下,以试剂TiO2、NaOH和AgNO3为原料,碱熔温度为700℃,水热法制备了Ag-TiO2复合纳米管光催化剂。TEM和XRD用于纳米管组织与形貌表征。研究了纳米管制备以及用于模拟污染物甲基橙(MO)光催化降解的实验条件。结果表明,原料是否碱熔,水热温度高低和时间长短,对光催化剂性能影响明显;当MO溶液初始浓度Co为4mg/L、光催化降解反应持续4h,光催化降解率达到99%。降解反应的速率常数k与Co呈0.9966级的动力学关系。     

SiO2纳米粒子改性对酚醛树脂材料性能的影响

通过正交试验方法确定了SiO₂纳米粒子对酚醛树脂改性的最优条件为,反应温度80℃,反应时间180 min,反应物的配比:SiO₂纳米粒子:苯酚:甲醛为2.5:1:1.7。制备的改性酚醛树脂材料分别用热分析,傅里叶变换红外光谱和透射电镜进行表征。相比于未进行改性的酚醛树脂,SiO₂纳米粒子改性后,其热稳定性得到了明显的提升,最高可达525℃;另外在N₂的氛围中,820℃的烧蚀温度下,其固含量也增加至70%。     

纳米TiO2敏感特性的研究

采用溶胶-凝胶法成功的制备了纳米TiO2粉末,研究了工艺条件对纳米TiO2物相的影响,利用已经制备好的纳米TiO2粉末制备出了纳米TiO2氧敏元件,并对纳米TiO2敏感元件的电阻-温度特性、敏感特性、掺杂与电阻的关系等进行了测试.结果表明,实验制备的纳米TiO2敏感元件具有较好的氧敏特性,而且掺杂可以有效地降低元件的电阻率并可显著地改善元件的电阻-温度特性.     

纳米ZnO／TiO2复合膜传感器的制备及其应用于地表水中化学需氧量测定的研究

该文利用光催化氧化技术建立了一种测定地表水等低污染水体COD值的新方法.纳米ZnO/TiO2复合膜与单纯的纳米TiO2膜相比,提高了系统的电荷分离效率,扩展了其光谱响应范围,从而表现出更好的光催化效率.纳米ZnO/TiO2复合膜-Mn(Ⅶ)共存体系光催化降解水体中的有机物,COD值在0.3～10.0mg/L浓度范围内与信号成线性关系,检测限为0.1 mg/L.将该方法用于实际水样的检测,测定结果与COD标准分析法有较好的一致性.     

TiO2纳米催化材料研究取得突破

金属／金属氧化物纳米复合材料在催化领域具有广阔的应用前景,这类材料的可控合成是当前纳米科技研究中十分活跃的领域,也是具有挑战性的研究课题。     

应用压电阻抗传感技术研究纳米TiO2对大肠杆菌生长的光催化抑制作用

该文应用压电阻抗传感技术研究了纳米TiO2对大肠杆菌生长的光催化抑制作用.获得并比较了不同生长条件下的动态电阻变化(△R1)曲线,实验结果表明光照的TiO2能够抑制大肠杆菌的生长且随着TiO2用量的增加其抑制作用也越强.用所导出的阻抗响应模型对△Rexp值进行数值拟合,获得了细菌在不同生长条件下的三个生长动力学参数(A,μm,λ).     

TiO2/Au复合膜酪氨酸酶修饰传感器检测双酚A

基于TiO2和金纳米粒子研制了一种新型双酚A酶生物传感器。研究表明金纳米粒子与具有生物相容性的纳米TiO2组合,可有效的保持酶的生物活性,具有协同效应。制备的TiO2/Au复合膜酪氨酸酶修饰传感器对环境雌激素双酚A(BPA)的灵敏、快速的电流响应。该传感器对BPA的响应的线性范围为2×10-7～2.8×10-6mol/L,检测限为5×10-8mol/L(S/N=3)。电极用于实际样品的测定,结果满意。     

N掺杂TiO_2的催化活性与电子结构关系探究

以钛酸四丁酯和三乙醇胺为主要原料,采用钛溶胶水热合成方法,制备氮掺杂锐钛矿型纳米TiO2.利用XRD、DRS对其进行表征,以甲基橙为目标物,研究产物的光降解活性.实验结果表明,N掺杂造成了 TiO2的晶格缺陷,禁带宽度减小,光响应范围红移,光催化活性增强.从第一性原理出发,结合密度泛函理论计算,探讨N掺杂.TiO2的电子结构,发现其能带结构中出现了杂质能级,这可以很好地解释N掺杂TiO2光响应波长范围红移和光降解效果优于P25的实验观测结果.     

Mn掺杂纳米SnO2的气敏性能研究

为了改善纳米SnO2的气敏性能,采用共沉淀化学法制备了不同Mn掺杂量的SnO2材料。利用XRD,SEM测试手段对材料进行了表征,并研究了材料的气敏性能。研究结果表明:Mn掺杂是一种替位式掺杂;Mn掺杂量为1%时,传感器对VOCs气体具有最佳的敏感性能,并在低温时表现出优越的酒精选择性和在300℃时展示出对不同体积分数酒精良好的响应—恢复特性。     

基于壳聚糖-纳米TiO2复合膜／CdSe固定血红蛋白的过氧化氢生物传感器的研究

以壳聚糖/nano-TiO2复合膜为基底固载量子点硒化镉(CdSe)和血红蛋白(Hb)制备过氧化氢生物传感器.用循环伏安法对修饰电极进行了表征,并用计时电流法对过氧化氢(H2O2)生物传感器的性能进行了研究.结果表明,在优化的实验条件下,该传感器的响应电流与其浓度在3.9×10-6～1.2×10-2mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1.0×10-6mol/L.该传感器的米氏常数为1.65mmol/L,表明所固定的酶具有较高的生物活性.     

PM6法研究粒径对纳米TiO_2的热力学性质的影响

本文从热力学角度,研究粒径对锐钛矿型纳米二氧化钛的影响,为更好地应用该物质提供理论支持。通过构建不同粒径的锐钛矿型纳米二氧化钛的模型,用PM6量子化学方法来计算其热力学性质。结果表明:纳米二氧化钛的粒径对其热力学性质有显著的影响,随着纳米二氧化钛球簇的粒径降低,纳米二氧化钛的表面能和比表面能增加,摩尔生成吉布斯自由能和摩尔生成焓均增大,而其摩尔熵减小。     

纳米Ti2敏感特性的研究

采用溶胶－凝胶法成功的制备了纳米Ti2粉末，研究了工艺条件对纳米Ti2物相的影响，利用已经制备好的纳米Ti2粉制末制备了纳米Ti2氧敏元件，并对纳米纳米Ti2敏感元件的电阻－温度特性，敏感特性，掺杂与电阻的关系等进行了测试。结果表明，实验制备的纳米Ti2敏感元件具有较好的氧敏特性，而且掺杂可以有效地降低元件的电阻率并可显著地改善元件的电阻－温度特性。     

基于Kp=L2D2S2分解的多变量模型参考自适应控制

For a class of MIMO plants, using the idea of the high-frequency gain matrix Kp = L2D2S2 factorization, the problem of design and analysis for MRAC is further investigated under the single assumption of known signs of the leading principal minors of Kp. By proving the Lp and L2 relationship properties between the input and the output and the multivariable swapping lemmas, the relation between all the signals in the closed-loop system and the normalized signal is obtained and the stability and tracking performance of the adaptive system is analyzed rigorously, the proof procedure being more compact.     

六方WO3晶体形貌模拟及最佳纳米尺度计算研究

采用量子化学计算软件Material Studio的Morphology模块,运用BFDH法则详细预测了六万WO₃颗粒的纳米晶体形貌,模拟计算结果表明,六方WO₃纳米晶体的（110）面为最易外显面,显示几率达到76.43%。在模拟的稳定晶体结构基础上,运用晶体化学和纳米科技的基本原理,通过计算六方WO₃不同粒径大小的总晶胞数、总原子数以及表层晶胞数、表层原子数和表层活性原子比例,分析和讨论了结构稳定性和化学活性与粒径的关系,得出六方WO₃纯组分的最佳粒径范围为（120-140）nm。