TiO2/Fe2O3纳米复合材料的制备及光催化性能

分别以Fe(NO₃)₃·9H₂O和钛酸四丁酯为铁源和钛源,以HF、HAc、NH₄F、NH₃·H₂O、H₂O₂为形貌控制剂,通过沉淀分离法联合溶胶-凝胶法制备了不同形貌的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料。用X-射线粉末衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对TiO₂/Fe₂O₃样品的结构和形貌进行了分析,并探究了所合成的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料在紫外光照射条件下对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,当以NH₃·H₂O为形貌控制剂时,制备的NH₃·H₂O-TiO₂/Fe₂     

TiO2同质体材料的拓扑转变合成及其性能的研究

采用H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄·nH₂O（HTO）为前驱体原料,通过水浴浸渍的方式在HTO的表面负载纳米级氧化钛颗粒（ST01）,采用焙烧的方法拓扑合成TiO₂同质结构复合材料。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等测试手段,详细研究了焙烧温度对TiO₂相变过程的影响。结果表明,HTO随着温度的升高逐渐由单斜结构的TiO₂（B）转变成锐钛矿结构,再转变至金红石结构,且形成多种不同结构、组成的TiO₂同质复合体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行降解实验,600 ℃时样品的光催化活性明显高于其他样品,主要是由于此时样品的电子与空穴分离效率较高,说明同质复合体TiO₂结构和组成影响了其光催化活性。此外,染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验表明,600 ℃时样品的光电性能较高,其原因是二维片状形貌有助于光生载流子的快速迁移。     

C-N共掺杂TiO2电极电解水产H2O2的催化机制(英文)

在两电子电解水产H₂O₂过程中,电极表面存在四电子和一电子水氧化等竞争反应,同时在强氧化环境中电催化剂会发生表面重构,这对其活性位点的解析带来了很大困难。本文基于Ti/TiO₂基电极,在空气、氮气或尿素不同环境煅烧后作为H₂O₂电催化剂,通过电化学测试评估其催化的活性与反应选择性;借助扫描电化学显微镜和XPS氩离子束溅射等手段,分析了电极表面形貌和电流变化,以及在深度上化学组分的演变。结果表明,Ti/TiO₂纳米管阵列作为基底,其与尿素共热解得到的羰基和吡咯氮官能团是电解水产H₂O₂的关键活性位点。研究结果为设计高效的H₂O₂电催化剂提供了新的借鉴。     

介观TiO2晶体材料的拓扑转变合成及其性能

以层状结构的钛酸盐HTO（H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄?nH₂O）为原料,采用水热的方法合成了金红石型介观TiO₂晶体。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等测试手段,研究了反应温度对利用拓扑结构转变方式合成的金红石型介观TiO₂晶体材料的影响。结果表明,金红石型TiO₂晶体材料可以在反应体系pH为0.5的条件下得到,当反应温度升高到120 ℃时,形成了金红石型介观TiO₂晶体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行了降解实验。结果表明,120 ℃时金红石型介观TiO₂晶体材料的光催化活性明显高于其他样品,主要是由于介观晶体具有较为特殊的电子传导特性,有助于电子与空穴的分离。染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验结果表明,120 ℃时所形成的介观晶体结构有助于光生载流子的快速迁移,从而获得较高的电池特性。     

In2O3/TiO2室温氢气传感器及其优异的氢敏性能

为改善纳米TiO₂传感器在室温下对H₂虽有快速响应但恢复过慢的问题,引入商业纳米In₂O₃对其进行改性。分别采用压片法和阳极氧化-沉积法制备了In₂O₃/TiO₂纳米复合压片薄膜和In₂O₃/TiO₂纳米管阵列,并将其应用于氢气传感器,研究了其室温氢敏性能。采用扫描电镜、X射线衍射、比表面积测试等方法对样品进行了表征,并研究了不同电极(Ag、Pt、Pd)、不同热处理温度及不同质量分数的In₂O₃对复合传感器室温氢敏性能的影响。结果表明,与纯TiO₂传感器相比,复合传感器扩大了氢气的检测范围,室温下可检测到体积分数1×10^-6～1×10^-3的氢气,且恢复时间大大缩短。其中,以Pt为电极,经600℃退火的质量分数为20%的In₂O_3<...     

3D皮肤模型法评价五味子油对H2O2诱导的HaCaT细胞氧化损伤的保护作用

运用3D皮肤模型法评价五味子油对H₂O₂诱导的HaCaT细胞氧化损伤的保护作用。利用水蒸气蒸馏法提取得到五味子油,采用GC-MS分析其化学成分,通过DPPH、ABTS自由基清除实验,以及H₂O₂诱导HaCaT细胞损伤2D、3D皮肤模型评价五味子油的抗氧化作用。结果表明,五味子油中主要化学成分包括依兰烯、β-喜马烯、L-α-蒎烯等37种化合物,五味子油对DPPH、ABTS自由基具有良好的清除效果,其清除率的IC50分别为5.6 mg/m L、9.4 mg/m L;五味子油能提高H₂O₂处理后的HaCaT细胞存活率,增加3D皮肤模型的表皮层厚度,降低白细胞介素-6 (Interleukin-6,IL-6)水平,上调SOD酶和CAT酶活性。研究结果证实,五味子油对H₂O₂诱导的HaCaT细胞氧化应激损伤模型具有保护作用,可为五味子油皮肤抗衰老产品的研发奠定基础。     

原位纳米粒子增强Al基复合材料的微观组织及高温力学性能

以纳米TiO₂为添加相,按一定比例添加B₂O₃和H₃BO₃,采用高能球磨和粉末冶金法相结合的方法制备了体积分数为4%的纳米氧化物粒子增强Al基复合材料,最后在723 K的条件下以16∶1的挤压比制备了复合材料棒材。结果表明,经过4 h的球磨后,可以实现纳米氧化物在Al基体中的弥散分布;经过893 K的真空热压后,添加相与Al基体发生原位化学反应并生成了Al₂O₃等。当Ti与B物质的量比为1.0∶1.5时,复合材料的力学性能最优;同时,当B元素的先驱体化学成分不同时,复合材料的力学性能差异显著;TiO₂+H₃BO₃/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为507.7 MPa和151.3 MPa,展现出最高的室温力学性能;TiO₂+B₂O₃/Al在室温和623 K下的拉伸强度分别为353.7 MPa和167....     

CH3CONH2/ZnCl2低共熔溶剂脱除模拟油中的硫化物

在110℃下,加热搅拌乙酰胺和氯化锌混合物制备了CH₃CONH₂/ZnCl₂低共熔溶剂,对其结构进行 了电喷雾电离质谱分析、红外分析和黏度分析。以CH₃CONH₂/ZnCl₂作为萃取剂和催化剂,H₂O₂作为氧化剂,氧 化脱除模拟油中的噻吩硫化物。对n(ZnCl₂)/n(CH₃CONH₂)、n(H₂O₂)/n(S)、反应温度、剂油体积比和不同硫化 物对脱硫率的影响进行了考察。在模拟油体积5mL、n(ZnCl₂)/n(CH₃CONH₂)=0. 4、n(H₂O₂)/n(S)=8、剂油体 积比1∶3、反应温度70℃、反应时间200min的最佳条件下,二苯并噻吩的脱除率达到87. 12%。经过5次循环之 后,脱硫率略有降低。     

CuCr2O4催化剂形貌特征与其SCR脱硝性能的关系

分别制备形貌为多面体状、颗粒状、球状的尖晶石型CuCr₂O₄催化剂,测试对比不同形貌CuCr₂O₄催化剂的SCR脱硝性能. 结果表明,多面体状CuCr₂O₄的催化活性最好,且在157 ℃时脱硝效率达到50%,在225~320 ℃脱硝效率超过99%,具有良好的抗硫、抗水性能. 脱硝活性由大到小依次为多面体状CuCr₂O₄、颗粒状CuCr₂O₄、球状CuCr₂O₄. 采用表征技术分析微观形貌对CuCr₂O₄脱硝性能的影响. N₂吸附-脱附结果显示,多面体状CuCr₂O₄具有最大的比表面积(25.5 m²/g)和最大的孔容积(0.154 cm³/g);X射线光电子能谱(XPS)结果显示,多面体状CuCr₂O₄相较于其他形貌拥有更高比例的表面活性氧(49.5%)和Cu⁺(16.2%);NH₃-程序升温脱附(NH₃-TPD)结果显示,多面体状CuCr₂O₄拥有最高表面酸浓度(0.12 mmol/g)及酸强度;H₂-程序升温还原(H₂-TPR)结果显示,多面体状CuCr₂O₄表面活性物种最易还原且数量最多(3.69 mmol/g),使得SCR反应在低温段更易进行. 多面体状CuCr₂O₄的高表面酸性与氧化还原性,使其具有良好的脱硝性能.     

Bi7Ti4NbO21的合成、酸化及光催化性能

采用化学溶液分解法制备了Aurivillius结构钛酸铋铌化合物Bi₇Ti₄NbO₂₁,并对其进酸化处理。X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)表征表明, 500 ℃以上的温度进行热处理,可以制得结晶性良好的Bi₇Ti₄NbO₂₁。 对Bi₇Ti₄NbO₂₁进行浓硝酸酸化处理,可转化为结晶性良好的焦绿石结构钛酸铋化合物Bi₂Ti₂O₇。采用SEM观察了所合成的Bi₇Ti₄NbO₂₁和Bi₂Ti₂O₇的形貌和尺寸。在紫外光照射下对甲基橙的光催化降解实验表明,所合成的钛酸铋铌化合物Bi₇Ti₄NbO₂₁及其酸化产物钛酸铋Bi₂Ti₂O₇均具有良好的光催化活性。试验结果表明,光催化剂颗粒的结晶性及其尺寸对其光催化活性均具有很大影响。550 ℃热处理得到的Bi₇Ti₄NbO₂₁具有最高的催化活性,而将钛酸铋铌酸化处理得到的Bi₂T_i2O₇其光催化性能显著提高,优于标准光催化剂P25。     

金红石相TiO2纳米棒的氢化处理及其光催化活性

利用经典分子动力学对锐钛矿型TiO₂（101）/（001）羟基化表面与水分子的相互作用进行模拟计算,分析得到表面羟基对TiO₂-H₂O界面性质的影响.首先,通过TiO₂表面钛、氧原子与水中氧、氢原子间的径向分布函数及键长验证得到,所建羟基化TiO₂（101）/（001）模型和力场能够很好地模拟TiO₂-水体系的结构和相关特性.由分子动力学快照图可知,TiO₂表面的O_2c吸附位在羟基化前后不发生改变,而完整表面原有的Ti_5c吸附位被表面羟基中的氢原子取代.羟基化表面的水分子以氢键作用吸附于TiO₂表面引起界面电荷转移,根据水分子密度分布可知TiO₂-H₂O界面形成内亥姆霍兹层、外亥姆霍兹层和体相3个分层结构.与完整表面比较,羟基使TiO₂（101）表面内、外亥姆霍兹层均变窄,而TiO₂（001）表面仅内亥姆霍兹层变窄.对水分子的扩散性质和平均速度分布进行分析,相对于TiO₂（101）羟基表面,TiO₂（001）羟基表面结构更有利于水分子沿表面法线方向移动.最后,由水的电荷密度分布函数得到,表面羟基使得TiO₂（101）和（001）表面的电荷波动加剧,正、负电荷密度分布极值的绝对值明显增加.

     

V2O5/g⁃C3N4催化剂的制备及其模拟油中硫化物的脱除

以三聚氰胺、偏钒酸铵、硼酸为前驱体,通过煅烧法制备V₂O₅/g⁃C₃N₄催化剂。采用XRD、FT⁃IR、XPS、SEM和BET等技术对催化剂的结构与形貌进行表征。以V₂O₅/g⁃C₃N₄为催化剂,乙腈为萃取剂,H₂O₂为氧化剂对模拟油中二苯并噻吩（DBT）的脱除进行考察。探究了反应温度、催化剂质量、萃取剂体积、n(H₂O₂)/n(S)以及不同硫化物等因素对脱硫效果的影响。在模拟油体积为5.0 mL、萃取剂乙腈体积为3.0 mL、n(H₂O₂)/n(S)=8、催化剂质量为0.02 g、反应温度为30 ℃和反应时间为60 min的最佳条件下,DBT的脱除率达到91.9%,经过5次催化剂再生后脱硫率仍可以达到85.7%。     

DHMS中掺杂Cu2+电子顺磁共振参量及局部结构

基于晶体场模型,利用3d9离子斜方(C_4v)伸长八面体对称EPR参量的高阶微扰公式,计算了(NH₄)₂Mg(SO₄)₂·6H₂O:Cu2+的g因子g_ii和超精细结构常数A_ii。公式中晶场参量由重叠模型确定,计算中考虑了d轨道基态波函数的混合。研究结果表明,晶体(NH₄)₂Mg(SO₄)₂·6H₂O中络离子[Cu(H₂O)₆]2+的Cu2+-H₂O键长R_x约为0.187 2 nm,R_y约为0.203 3 nm,R_z约为0.229 2 nm;中心金属离子基态波函数混合系数α和β分别为0.995和0.099 9。所得EPR参量理论计算与实验符合很好,并对上述结果进行了讨论。     

NiCo2O4/Ru复合催化剂的制备及锌空电池的应用

以六水合硝酸镍（Ni(NO₃)₂·6H₂O）为镍源、六水合硝酸钴（Co(NO₃)₂·6H₂O）为钴源、尿素为沉淀剂,采用水热法制备NiCo₂O₄纳米棒,然后浸渍还原RuCl₃,得到了NiCo₂O₄/Ru复合催化剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等测试技术,对复合催化剂的物相、形貌进行了表征。通过线性扫描伏安法（LSV）、电化学阻抗谱（EIS）等电化学测试手段,对催化剂的氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）的催化性能进行了研究。将NiCo₂O₄/Ru复合催化剂作为正极组装锌空电池,使用蓝电电池测试仪评价了其开路电压、充放电性能和循环稳定性等指标。结果表明,NiCo₂O₄/Ru复合催化剂在电流密度为10.0 mA/cm²时,析氧过电位为420 mV,氧还原半波电位为0.77 V,且具有较高的ORR/OER双功能催化活性;由NiCo₂O₄/Ru复合催化剂组装的锌空电池开路电压为1.37 V,峰值功率密度为143 mW/cm²,且能稳定循环50 h。     

CuO-TiO2复合纳米粉制备及其原位掺杂Al2O3微波介质陶瓷

研究了CuO-TiO₂复合纳米粉制备方法以及原位掺杂Al₂O₃微波介质陶瓷.采用溶胶-凝胶法低温合成出平均粒径为50 nm的CuO-TiO₂复合纳米粉体.CuO-TiO₂凝胶在Al₂O₃粉体表面形成均质的胶状体,胶状体在750 ℃热处理后,原位形成CuO-TiO₂纳米粒子,温度升高到1 030 ℃左右,生成CuO-TiO₂低熔点化合物,促使Al₂O₃烧结温度降至1 320 ℃,剩余的TiO₂ 均匀分布在Al₂O₃ 陶瓷中,起调节频率温度系数作用.掺杂摩尔分数为0.5%的CuO和10%的TiO₂的Al₂O₃ 陶瓷在1 320 ℃烧结3 h,具有良好的介电性能：介电常数为10.92, 品质因子为30 540 GHz, 频率温度系数为-5.6×10-6/℃.     

Fe3O4包覆多壁碳纳米管复合蓄冷工质凝固行为

为解决传统冰蓄冷工质过冷度大、凝固效率低的问题，基于化学共沉淀方法，引入酸处理和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecylbenzene sulfonate,SDBS)，制备了高稳定Fe₃O₄包覆多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotube,MWCNT)纳米复合材料．通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和红外光谱对物相进行表征，并对H₂O、SDBS+H₂O、MWCNT+H₂O、MWCNT+SDBS+H₂O、MWCNT-Fe₃O₄+H₂O和MWCNT-Fe₃O₄+SDBS+H₂O等水基蓄冷工质的相变凝固特性进行研究．结果表明，经过界面修饰的复合材料稳定性好，Fe₃O₄粒径为10.87 nm;MWCNT纳米材料可作为成核基底...     

汽车尾气中碳烟在钛酸钾上的催化氧化性能及动力学研究

采用溶胶-凝胶法合成了K₂ T_i4O₉ , K2 Ti₆O₁₃ 和K₂ Ti₂O₅ 钛酸钾型催化剂。利用X 射线衍射 (XRD)、智能重量分析仪(IGA)等手段进行了表征, 同时采用固定床对钛酸钾催化脱除柴油机尾气中碳烟颗粒的性能进行了测试, 并对钛酸钾催化氧化碳烟的动力学进行了研究。结果表明, 钛酸钾与传统催化剂相比具有更高的碳烟颗粒氧化性能, 在松散接触下依然能保持良好的活性, 且钾钛物质的量比为1 ∶1 的钛酸钾催化剂的脱除碳烟颗粒的效果最好。钛酸钾作用下碳烟的氧化为一级动力学反应, 且所建立的碳烟燃烧动力学方程与实验数据拟合较好。     

修复多环芳烃污染地块的土壤氧化剂需求量

为了解化学氧化剂在多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)污染土壤修复过程中的添加用量,分别选用KMnO₄、Na₂S₂O₈和H₂O₂为氧化剂,以中国成都市4个石油化工厂区表层土壤为研究对象,考察了3种氧化剂的反应动力学规律和在不同场地条件下的土壤氧化剂需求量(soil oxidant demand,SOD)及影响因素．结果表明,KMnO₄和H₂O₂在反应1 d内迅速消耗,反应1 d后消耗速率迅速下降,Na₂S₂O₈在反应中的消耗速率则较为稳定,3种氧化剂的反应规律基本符合1级反应动力学;当KMnO₄、Na₂S₂O₈和H₂O₂的施加剂量分别为1、2和12...     

低碱比H2O2的电化学合成

采用线性扫描伏安法和恒电流电解技术探讨了分隔式电解槽中以自制的石墨/聚四乙烯气体扩散电极（GDE）合成低碱比H₂O₂溶液的方法,着重考察了pH值、催化剂（2-乙基蒽醌）载量、电流密度及电解液温度等对H₂O₂电合成效率的影响.结果表明:当温度低于35℃时,在分隔式电解槽中以pH=12的2.5%Na₂SO₄溶液为阴极液、2-乙基蒽醌载量为1 mg/cm²的GDE为阴极,控制电流密度为750 A/m²条件下,经8 h电解可以制得低碱比（0.23）的H₂O₂溶液,其中H₂O₂浓度达0.45 mol/L.18 d的连续电解试验初步表明该体系具有较高的电流效率（约83%）和良好的稳定性,从而为电Fenton和光电Fenton法在废水处理领域的实用应用奠定了良好的基础.     

微气泡O3/H2O2深度处理某化工园区二级出水效能与机制

化工园区废水经过二级处理后,仍含有多种有毒污染物,依然对生态环境存在较大风险,为此,建立微气泡O₃/H₂O₂深度处理工艺,研究某工业园区二级出水处理效能,确定最佳工艺参数,探究污染物降解机制,并对处理出水进行毒性评价。结果表明：在pH为7.3、臭氧投加量为60 mg/L、H₂O₂初始投加量为114 mg/L、反应时间为15 min条件下,微气泡O₃/H₂O₂对二级出水中有毒污染物具有良好的降解效果,COD和TOC去除率分别达到47.41%和46.61%;微气泡O₃能够显著提高臭氧利用效率,缩短反应时间;与普通O₃曝气相比,臭氧利用率提高10%,反应时间缩短2/3;微气泡O₃/H₂O₂工艺过程中,有机物去除过程遵循表观二级反应动力学;电子顺磁共振(EPR)技术证明羟基自由基(·OH)参与有机物的降解过程,H...