BiFeO_3/La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3异质结的界面输运与磁介电特性研究

采用激光分子束外延法制备了多铁/顺磁结构的BiFeO_3/La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3(BFO/LSMO)异质结,通过外场调控的方法研究了该异质结界面的电子输运以及磁电耦合特征。结果表明,异质结的输运机制来源于空间电荷限制电流机制;复合薄膜在室温下表现出的铁磁性,且磁矩来源于BFO层,异质结界面处诱导出的网状磁矩会使样品产生比较明显的磁电耦合。在零场冷却(ZFC)和场冷却(FC)下,样品的磁介电系数分别在160和170 K达到极大值,介电损耗-温度曲线在150~170附近产生分裂,该温度区间与BFO层的铁弹-极化相变相关。     

改性玉米芯吸附溶液中U(Ⅵ)的热力学特征

以微波辅助KMnO4改性玉米芯为吸附剂来吸附溶液中的U(Ⅵ),探讨改性玉米芯吸附溶液中U(Ⅵ)的热力学特征。结果表明:随着温度的升高,改性玉米芯对U(Ⅵ)的吸附量增大。Langmuir模型能更好地反映吸附过程特征,说明吸附主要发生在改性玉米芯表面的活性区域,属于单分子层吸附。吸附热力学参数ΔG、ΔH和ΔS的计算结果表明,所有温度下ΔG在U(Ⅵ)初始浓度≤80 mg/L时均为负值,且温度越高ΔG值越负,表明改性玉米芯对U(Ⅵ)的吸附过程是一个自发的过程,且温度越高,自发程度越大。焓变ΔH和熵变ΔS都为正值,说明吸附过程吸热,温度越高,越有利于吸附的进行。     

石墨负载纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)

以液相还原法制备纳米零价铁,将其负载于石墨表面制备负载型纳米零价铁复合材料(G-nZVI),并用来去除溶液中的U(Ⅵ),考察初始溶液的pH、反应温度、反应时间、U(Ⅵ)的初始浓度以及固液比等因素对复合材料(G-nZVI)去除U(Ⅵ)影响。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术对反应前后的材料进行表征,分析其去除U(Ⅵ)的机理。结果表明:纳米零价铁颗粒分散在石墨粉的表面,没有产生团聚。反应后溶液中主要生成UO₂和U(Ⅳ)氢氧化物沉淀。石墨负载型纳米零价铁对U(Ⅵ)有很好的去除效果,在pH为4.0,温度为30℃,反应时间为60 min,固液比为0.25 g/L,初始U(Ⅵ)浓度为10 mg/L条件下,U(Ⅵ)的去除率和吸附容量分别达到99.67%和43.2 mg/g,说明该复合材料(G-nZVI)在含铀放射性废水的处理与环境修复中具有潜在的应用价值。     

AgI/BiPO4异质结的原位制备及光催化性能

采用水热合成法制备了磷酸铋(BiPO4),通过沉淀法成功将AgI负载于BiPO4表面制备了AgI/BiPO4异质结。采用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对AgI/BiPO4异质结结构和组成进行了表征;用表面光电压谱(SPS)对异质结光催化剂的光生电荷分离特性进行了研究;考察了AgI/BiPO4异质结光催化剂对模拟污染物罗丹明B的催化降解性能。结果表明,当AgI/BiPO4摩尔比为1.2%时,异质结光催化剂的光生电子-空穴分离速率最高,对罗丹明B的光催化降解性能最好。光催化过程中主要活性自由基为超氧自由基.O2^-,h⁺空穴和.OH自由基是起次要作用的活性自由基。     

研磨-煅烧法制备WO_3/ZnS异质结光催化剂及其光催化性能

采用研磨-煅烧法在Zn S中复合不同含量的WO3(0.5%~8%,质量分数),形成WO3/Zn S异质结光催化剂,利用N2物理吸附、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)和光致发光谱(PL)等对合成的样品进行了表征;考察不同WO3含量样品对Zn S的结晶度、比表面积、表面羟基、光吸收性能的影响,并以λ=254 nm的紫外光为光源,评价该催化剂光催化降解酸性橙Ⅱ的活性,考察WO3复合对WO3/Zn S样品光催化性能的影响。结果表明:WO3的复合可抑制Zn S晶粒在煅烧过程中的长大,同时提高催化剂的比表面积和催化剂表面的羟基数量,并能有效地抑制光生电子与空穴的复合。当复合1%WO3(质量分数),所制备的WO3/Zn S催化剂的活性最高,比纯Zn S的活性提高了1.8倍。其原因是复合样品具有较好的组织结构的性能,同时,形成的WO3/Zn S异质结有利于光生电子与空穴的分离,从而显著提高光催化剂的脱色活性和稳定性。     

硫化亚铜/四针状氧化锌晶须异质结的多元醇法制备及光催化性能(英文)

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,通过多元醇法制备 Cu2S/T-ZnOw异质结复合材料,利用 XRD、FESEM、EDS、XPS 和 FTIR 测试方法对样品进行表征,通过测定甲基橙溶液的光降解率来评价样品的光催化活性。结果表明,在紫外光照射下,Cu2S/T-ZnOw纳米复合材料的光催化性能优于纯氧化锌晶须的。当 PVP 的浓度为 3.0 g/L 时,样品的光催化活性最高,在紫外光照射 120 min 后,甲基橙的降解率为 97%。经过 4 个周期的光催化实验后,Cu2S/T-ZnOw 催化剂的光催化活性并没有明显下降,说明该样品具有优异的光稳定性。此外,讨论了Cu2S/T-ZnOw 纳米复合材料的光催化机理。     

ZnO基Z型异质结结构光催化性能研究进展

氧化锌（Zn O）作为一种常见的光催化剂,存在光能利用率低、效率低、易失活等缺陷,限制了其广泛应用。通过与带隙结构匹配的半导体材料构筑异质结结构,是解决上述问题的有效途径。其中,Z型异质结结构是一种新型异质结,由于其电子转移过程构成了英文字母Z的形状,因而称之为Z型异质结。在光生载流子迁移上,Z型异质结具有独特的结构特点。不仅能够增加光生电子与空穴的分离效率,还能保持较高的氧化还原能力。系统地从Z型异质结、二元Z型异质结结构、三元Z型异质结结构3个方面综述了近期Zn O基Z型异质结结构在光催化方面的研究进展。对Zn O与半导体氧化物、半导体硫化物及其他半导体材料构成二元Z型异质结的机理及其催化性能的提高进行了概括总结。梳理了三元异质结的光催化机理及三元Z型异质结在光催化性能上的优势。最后对Z型异质结的研究进行总结,为纳米Zn O光催化氧化技术的应用发展提供参考。     

(Pb,La)TiO3/LaNiO3异质结薄膜的漏电流特征

采用溶胶-凝胶法(sol-gel),以LaNiO3(LNO)为底电极在/Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上生长了(Pb1-xLax)Ti1-x/4O3(x=28 mol%,简称PLT)薄膜.经过600℃快速退火.从而得到了多晶钙钛矿结构PLT薄膜.薄膜漏电流和电压极性有关,当在Pt电极或LNO电极施加负偏压时,在低电场作用下,Pt/PLT和PLT/LNO界面分别形成肖特基势垒和欧姆接触;在高电场作用下,Pt/PLT和PLT/INO界面的漏电流均呈现空间电荷限制电流导电机制.这是因为用金属氧化物LNO做底电极的缘故.     

硫酸盐还原菌颗粒污泥去除U(Ⅵ)的影响因素及稳定性

探讨U(Ⅵ)初始浓度、COD、SO42-、Cu2+、Fe0等对硫酸盐还原菌颗粒污泥(SRBGS)去除U(Ⅵ)的影响,讨论其去除U(Ⅵ)的稳定性,并利用XPS分析U(Ⅵ)还原产物的形态特征。结果表明:当COD为300~1500 mg/L时,随着COD浓度的升高,U(Ⅵ)的去除速率加快;SO42-浓度低于1500 mg/L对U(Ⅵ)的去除有促进作用;Cu2+浓度低于100 mg/L时,U(Ⅵ)还原未受显著影响,但当其增至200 mg/L时,U(Ⅵ)还原受到完全抑制;投加铁粉大大提高了U(Ⅵ)的去除速率,20 h内,U(Ⅵ)的去除率达到100%。SRB颗粒污泥能够长期使用,最佳水力停留时间12.5 h,NO3-能使已还原的U(Ⅵ)再氧化。XPS分析表明,颗粒污泥表面沉积或吸附了铀,且以U(Ⅳ)为主。     

腐殖质AQS存在条件下腐败希瓦氏菌还原U(Ⅵ)的特性

在厌氧条件下,研究腐败希瓦氏菌还原U(Ⅵ)的特性,考察腐殖质模式物蒽醌2磺酸钠(AQS)浓度、金属离子(Cu2+、Ca2+、Cr6+等)与有毒有机物等对U(Ⅵ)还原的影响。结果表明:腐败希瓦氏菌可以利用一些有机酸盐作为电子供体,以AQS作为电子穿梭载体,进行醌呼吸,高效还原U(Ⅵ)。当AQS的浓度为0~2 mmol/L时,能显著加速U(Ⅵ)的还原过程;当AQS的浓度高于2 mmol/L时,随着AQS浓度从2 mol/L增加到10 mol/L,AQS与U(Ⅵ)竞争电子,明显抑制U(Ⅵ)的还原。同时,Ca2+和Cu2+对U(Ⅵ)的还原均表现出较强的抑制作用,Cu2+的抑制作用通过抑制呼吸链上脱氢酶的活性实现;但Mn2+和Cr6+对腐殖质还原U(Ⅵ)的影响较小,在60 h内,未观测到溶液中Cr6+浓度的明显变化。金属离子对还原U(Ⅵ)抑制作用的强度与其浓度正相关。环境中甲苯、三氯乙酸和对硝基苯酚等有毒有机物可以作为电子供体被腐败希瓦氏菌利用而降解,得到氧化降解,同时实现U(Ⅵ)的高效还原。     

磁性Fe3O4/活性炭对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

目的获得吸附性能、磁分离性能和再生性能较佳的磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂(MAC)。方法通过化学共沉淀法制备出磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂。采用X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对活性炭进行表征。使用磁性Fe_3O_4/活性炭吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ),考察吸附剂用量、吸附pH值和吸附时间对吸附性能的影响,并研究了吸附动力学模型。利用磁铁对磁性Fe_3O_4/活性炭进行了回收。结果制备的磁性Fe_3O_4/活性炭中含有纯度较高的立方相磁性Fe_3O_4粒子。在温度为25℃、pH=3、吸附时间为120 min、吸附剂用量为0.15 g时,对Cr(Ⅵ)的去除率最高,达到了97.44%,吸附动力学符合拟二级动力学模型。电镀废水中共存阳离子会使吸附性能增强,共存阴离子会使吸附性能降低。磁性Fe_3O_4/活性炭的回收率达93.58%,6次解吸-再生后,吸附量仍较高,为27.17 mg/g。结论磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂对电镀废水中的Cr(Ⅵ)具有较高的去除率,吸附剂回收方法简单,回收率高,具有较好的应用前景。     

Cr（Ⅵ）-柠檬酸-硝酸铁复合体系中光催化还原Cr（Ⅵ）

利用高能球磨法制备了钙钛矿型硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化剂,考察了初始pH值对Cr(Ⅵ)-柠檬酸-硝酸铁(Cr(Ⅵ)-CA-FN)复合体系中Cr(Ⅵ)吸附效率和光催化还原效率的影响,并探讨了Cr(Ⅵ)-CA-FN复合体系中Cr(Ⅵ)可能的光催化还原机理.结果表明:在Cr(Ⅵ)-CA-FN复合体系中,酸性条件下有利于Cr(Ⅵ)的光催化还原,最佳pH值为2.5;柠檬酸和Fe(Ⅲ)降低了吸附对Cr(Ⅵ)还原率的影响,有效地抑制电子-空穴对的复合,促进光生电子还原Cr(Ⅵ)离子;六价铬浓度的降低一部分是光催化还原所致,另一部分是由于催化剂本身含有的二价锰离子还原所致.     

离子强度、阴阳离子和腐殖酸对纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)的影响

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZⅥ)去除溶液中的U(Ⅵ),讨论溶液pH与离子强度、共存阴阳离子和腐殖酸对去除效果的影响,并对nZⅥ进行表征研究,分析纳米零价铁去除U(Ⅵ)的机理。结果表明:纳米零价铁对溶液中的U(Ⅵ)有很好的去除效果,pH值对去除效果有显著影响,而离子强度对纳米零价铁去除U(Ⅵ)几乎没有影响。阳离子对铀的去除有一定的影响,其中Ca~(2+)和Mg~(2+)的影响较大,而Na~+和K~+几乎没有影响。阴离子对纳米零价铁去除U(Ⅵ)也有一定的影响,其影响顺序由大到小依次为NO_3~-、SO_4~(2-)、ClO_4~-、CO_3~(2-)、HPO_4~(2-)。腐殖酸对纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)在pH≤4.5时有明显的促进作用;当pH4.5以后,腐殖酸对纳米零价铁去除U(Ⅵ)具有明显的抑制作用。     

零价铁对奥奈达希瓦氏菌还原U(Ⅵ)的影响及机制

采用现代分析方法探讨零价铁(ZVI)与奥奈达希瓦氏菌(S.oneidensis)MR-1还原U(Ⅵ)的效果与机制。结果表明:ZVI与S.oneidensis均能够还原U(Ⅵ);在厌氧条件下,ZVI与S.oneidensis还原U(Ⅵ)存在协同作用。当p H为7、温度为30℃、U(Ⅵ)的初始浓度为20 mg/L、ZVI的投加量为1.0 g/L时,24 h S.oneidensis对U(Ⅵ)还原率达到96.9%;在0.5~2.0 g/L范围内,U(Ⅵ)的还原率随ZVI投量的增加而上升;在U(Ⅵ)初始浓度5.0~50.0mg/L内,U(Ⅵ)的还原率与其浓度正相关。ZVI、Fe3O4和Fe2O3均能明显促进U(Ⅵ)的还原,而可溶态的Fe(Ⅲ)对U(Ⅵ)的还原具有明显的抑制作用。其他离子Cu2+、Ca2+、Mn2+和NO3-对U(Ⅵ)的还原存在抑制作用,以Cu2+的影响最大,Ca2+的影响次之,SO42-对U(Ⅵ)的还原影响较小。XPS分析结果表明,ZVI表面吸附和沉积了U(Ⅵ)和U(Ⅳ)两种价态的U元素,反应后的铀大部分形成了稳定的UO2。     

ZnO/ZnAl_2O_4异质结光催化剂的光催化降解和杀灭大肠杆菌性能（英文）

通过共沉淀法制备ZnO/ZnAl2O4纳米异质结光催化剂,利用HRTEM、TEM、XRD、BET、TG-DTA和UV-Vis DRS测试方法对样品进行表征。在模拟太阳光照射下,通过测定甲基橙溶液的光催化降解率和对大肠杆菌的杀灭率来评价样品的光催化活性。研究催化剂的组成、焙烧温度、催化剂的用量和不同光源对样品光催化活性的影响。结果表明,当原料中Zn与Al摩尔比为1:1.5时,在600°C焙烧所得的催化剂具有最佳光催化活性。在模拟太阳光照射下,在50 min内1.0 g/L光催化剂对甲基橙的降解率达98.5%;在60 min内,在相同条件下对大肠杆菌(106 CFU/mL)的杀菌率达到99.8%。     

连铸铁泥制备纳米α-Fe2O3及光催化去除Cr(Ⅵ)

连铸铁泥富含铁元素,资源化利用是必然选择。以连铸铁泥为原料,采用水热法成功制备纳米α-Fe₂O₃,实现高附加值利用。研究结果显示,所制备的纳米α-Fe₂O₃为均匀的球状介孔结构,比表面积为48.78 m²/g,平均晶粒尺寸约40～50 nm,较大的比表面积与较小的晶粒尺寸可提供大量的光催化活性位点,有利于提升材料的光催化性能。将纳米α-Fe₂O₃应用于Cr(Ⅵ)脱除的光催化剂,显示较好的Cr(Ⅵ)废水脱除效果,180 min内去除率可达100%。经过5次循环后,Cr(Ⅵ)的去除效率仍可达到89.2%,说明纳米α-Fe₂O₃具有良好的可重复使用性。对光催化去除Cr(Ⅵ)的反应机理进行研究,表明光生电子(e^-)、羟基自由基(·OH)和超氧阴离子(·O₂^-)是参与Cr(Ⅵ)去除的主要活性物质。本研究可将工业副产品连铸铁泥转化为高附加...     

HDBP+TBPO协萃U(Ⅵ)机理研究

一、引言本文研究HDBP(磷酸二丁酯)+TBPO(三丁基氧磷)体系协萃U(Ⅵ)的机理,实验中采用单浓度递变法及等摩尔系列法确定协萃物组成为UO_2A_2(HA)_2B,并测得协萃平衡常数lgβ_(12)=6.89.文中用锥角模型提出的“配位体立体角系数和”稳定规律解释了上述结果,并从温度对萃     

氧化石墨烯/二氧化硅复合材料对铀(Ⅵ)的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)为表面活性剂,利用TEOS水解成SiO_2合成了氧化石墨烯/二氧化硅复合材料(GOS)。通过静态实验,探讨pH、GOS投加量、吸附时间和U(Ⅵ)初始浓度对GOS吸附U(Ⅵ)的影响,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对GOS进行表征,并探讨其吸附U(Ⅵ)的机理。结果表明:当溶液pH为6,投加量为0.2 g/L,吸附时间为120 min时,GOS吸附U(Ⅵ)效果最佳;吸附过程较好地拟合准二级动力学模型(R2≈1)和Freundlich等温模型(R2≈1);Si O_2成功与GO复合,GOS对U(Ⅵ)具有很好的吸附性能,其吸附U(Ⅵ)前后自身结构并未发生变化,其对U(Ⅵ)的吸附机理以—COOH、—OH的离子交换作用为主,Si—OH的络合反应并存。     

ZnO／ZnAl2O4异质结光催化剂的光催化降解和杀灭大肠杆菌性能

通过共沉淀法制备ZnO/ZnAl2O4纳米异质结光催化剂,利用HRTEM、TEM、XRD、BET、TG-DTA和UV-Vis DRS 测试方法对样品进行表征。在模拟太阳光照射下,通过测定甲基橙溶液的光催化降解率和对大肠杆菌的杀灭率来评价样品的光催化活性。研究催化剂的组成、焙烧温度、催化剂的用量和不同光源对样品光催化活性的影响。结果表明,当原料中Zn与Al摩尔比为1：1.5时,在600℃焙烧所得的催化剂具有最佳光催化活性。在模拟太阳光照射下,在50 min内1.0 g/L光催化剂对甲基橙的降解率达98.5%;在60 min内,在相同条件下对大肠杆菌（106 CFU/mL）的杀菌率达到99.8%。     

新型多孔Co_3O_4/CuO纳米片的制备及其超级电容器的性能(英文)

通过水热法成功合成Co3O4/Cu O复合物,并探索十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对其形貌和性能的影响。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附测试表征其微观结构和表面形貌。采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗测试等方法研究样品的电化学性能。结果表明,多孔Co3O4/Cu O-CTAB纳米片具有最好的电化学性能,在电流密度1 A/g下的比容量达398 F/g,而在10 A/g时其比容量仍能保持90%。此外,该复合物具有很好的循环稳定性,在2000次循环后容量几乎没有衰减。