CdS纳米线的溶剂热合成及其光催化产氢性能

采用乙二胺溶剂热法制备了CdS纳米线(NWs),探究了乙二胺用量及晶化条件对CdS NWs的组成、结构、形貌、比表面积、光吸收性能、电化学性能和光解水产氢性能的影响．结果表明,优化条件下制得的CdS NWs长径比可达550、径向直径约50 nm且分散良好．在可见光驱动的光催化分解水产氢实验中,CdS NWs的产氢速率可达316μmol·g^-1·h^-1,与不加乙二胺的硫化镉相比提高了3.0倍．在产氢循环实验中,反应进行到第4个循环时的产氢速率约为初始值的81%,具有良好的稳定性,这为一维CdS NWs在光催化分解水制氢中的进一步改性提供了基础．     

CdS量子点修饰TiO2纳米管及光解水产氢性能研究

二氧化钛（TiO₂）是一种传统的光催化剂材料,但由于其自身带隙宽(3.2 eV)及光生载流子易复合,往往需要通过贵金属或过渡金属掺杂、阴离子掺杂、构建异质结等手段增强其对太阳光的有效吸收,促使光生载流子分离并抑制其复合。采用两步法构建TiO₂/CdS异质结,首先通过多重电压阳极氧化法制备结构化的TiO₂纳米管阵列,再以TiO₂纳米管为基底,通过化学浴沉积法在TiO₂纳米管管壁内外均匀生长CdS量子点。通过X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外?可见光谱(UV?VIS)对TiO₂/CdS异质结组成、形貌和光学性质进行了表征。结果表明,构建的TiO₂?CdS异质结有效抑制光生载流子复合,促进激发电子的转移,提高光催化产氢效率;样品TiO₂(1.0)?CdS(1.0)产氢效率达到1.30 mmol/（g?h）,是CdS量子点的1.67倍。最后,基于实验分析提出了可见光光解水制氢过程中光生电子在TiO₂?CdS上的转移机制。     

TiO2@H+/g-C3N4复合材料的光催化产氢性能及机理分析

本文研究了TiO₂含量对TiO₂@H⁺/g-C₃N₄异质结光催化剂产氢性能的影响。首先将石墨相氮化碳(g-C₃N₄)用硫酸处理,得到酸洗氮化碳(H+/g-C₃N₄),然后通过煅烧法在H+/g-C₃N₄表面负载TiO₂得到TiO₂@H⁺/g-C₃N₄复合材料,利用透射电镜、 X射线衍射仪、紫外-可见漫反射仪和比表面仪对TiO₂@H⁺/gC₃N₄复合材料进行了表征,研究了其在可见光下的光催化产氢性能,探讨了TiO₂@H⁺/g-C₃N₄复合材料光催化产氢机理。实验结果表明：...     

大比表面积介孔g-C3N4材料的制备及其产氢性能

为获得大比表面积和优异产氢性能的石墨相氮化碳(g-C₃N₄),将单氰胺和甲醛溶液溶入二氧化硅(SiO₂)溶胶,形成单氰胺、甲醛和SiO₂凝胶组成的杂化前驱体,并将该杂化前驱体在通气条件下煅烧以制备介孔g-C₃N₄(命名为VCN),在密闭条件下煅烧以制备介孔g-C₃N₄(命名为ACN);利用透射电镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱等对介孔g-C₃N₄的形貌、晶体结构等进行表征,通过荧光光谱和气相色谱仪等分析介孔g-C₃N₄的产氢性能。结果表明：VCN在获得大比表面积(约312 m²/g)的同时,拓宽了光吸收范围(约760 nm),提高了光致电子-空穴对分离效率。加入40 mg甲醛的VCN(VCN-40)具有最佳的产氢速率,为2826μmol/(h·g),比通气条件下未加入甲醛的g-C₃     

β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的制备及光电催化析氢性能

通过两步合成法合成了新型的β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结光催化剂。首先通过热聚合制备超薄g-C₃N₄（U-g-C₃N₄）样品,然后通过超声技术以U-g-C₃N₄和FeCl₃·6H₂O为前驱体制备β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结。系统研究了铁盐种类、前驱体质量比、pH值和超声时间等合成条件对β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结光催化析氢性能的影响。具有最佳析氢性能的β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的比表面积为47.7 m²·g^-1,是U-g-C₃N₄的3倍;与U-g-C₃N₄相比,β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的能带隙从2.70 eV降低到2.02 eV,吸收边带从472 nm红移至583 nm。另外,光催化制氢反应中β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的Tafel斜率为87.2 mV·dec^-1,低于U-g-_C3N₄的147.4 mV·dec^-1和β-FeOOH的156.8 mV·dec^-1。结果表明复合产物较U-g-C₃N₄具有更高的光电催化活性。光电催化活性提高应归因于β-FeOOH和U-g-C₃N₄形成了异质结,界面电子通过碳物质可以更高效地转移,同时产生了较多的活性反应位点。因此,通过超声法将β-FeOOH和U-g-C₃N₄复合是一种制备较高光电催化活性且稳定的光电催化材料的有效策略之一。     

木质素基N,S-CQDs的制备及其在Fe3+检测中的应用

以木质素磺酸钠为碳源和硫源,低共熔溶剂(DES)为氮源和反应溶剂制备了一种氮、硫双掺杂的碳量子点(N,S-CQDs)。制备的N,S-CQDs的粒径分布均匀,平均粒径为4.95 nm,量子产率达到了35.7%,量子产率大幅提升。制备的N,S-CQDs对Fe³⁺具有优异的敏感性,可用于Fe³⁺的定量检测,检测限为0.25μmol·L^-1,检测范围是0～200μmol·L^-1。     

无定型MoS_x/CdS的制备及其光催化产氢活性

为了提高窄带半导体CdS的光催化产氢活性,通过光沉积方法成功在CdS表面负载了无定型MoS_x助催化剂.用X射线衍射、透射电镜、紫外可见漫反射、X射线光电子能谱和光电流测试,对制备的催化剂进行了表征.结果表明:在可见光照射下,无定型MoS_x/CdS表现出了比纯CdS更高的光催化产氢活性,其产氢活性是纯CdS的2.8倍,达到2.02 mmol/(g·h).研究表明,CdS光生电子和空穴的有效分离以及无定型MoS_x暴露了更丰富的不饱和S原子作为活性位点是产氢活性提高的主要原因.     

萘酰亚胺负载聚降冰片烯荧光传感器的合成及应用

聚合物荧光化学传感器广泛用于环境及生命体内一些重要物质检测,受到人们广泛关注。通过开环易位聚合反应得到了一种新型的基于萘酰亚胺修饰聚降冰片烯共聚物P-NB-NA-PEG,通过红外光谱和核磁氢谱确定了其结构,并研究了该材料的热稳定性。该聚合物在530 nm具有明显的特征荧光发射峰。同时由于酰胺键和咪唑钅翁识别位点的引入,聚合物传感器P-NB-NA-PEG可以对H₂PO^-₄达到特异性的荧光识别,这可归因于其ICT激发态的“推-拉”效应进而导致荧光发射明显增强。P-NB-NA-PEG对H₂PO^-₄的络合常数为6.04×10⁴mol·L^-1,检测限低至0.148μmol·L^-1,表明该聚合物传感器材料具有很高的灵敏度。     

甘薯荧光碳点的合成及其对Fe3+的灵敏检测

以甘薯为碳源,采用水热法制备了蓝色荧光水溶性碳点(CDs),并通过傅里叶变换红外光谱、紫外可见光谱和荧光光谱法对该碳点的性质进行了研究.研究结果显示,碳点溶液具有良好的稳定性,CDs表面存在羟基、羧基等亲水性官能团.碳点的最大激发波长和发射波长分别为390 nm和486 nm,且碳点具有典型的激发波长依赖性.考察pH对CDs荧光强度的影响显示,CDs荧光强度在pH为2.0～6.8范围内无明显变化.基于Fe³⁺能够选择性地猝灭CDs荧光的特性,建立了一种利用CDs检测实际水样品中Fe³⁺的方法.该方法的线性范围为10～1 670 μmol/L,相关系数(R²)为0.994 4,检出限为5.64 μmol/L; 在加标样品中, Fe³⁺的加标回收率为94%～104%, RSD <2.4%.     

Na3V2(PO4)3/C复合正极材料的合成与表征研究

以Na₃V₂(PO₄)₃(NVP)为基础材料,以海藻酸钠为碳源,采用化学合成方法,对NVP材料进行碳复合、非金属离子掺杂,合成了具有优异电化学性能的NVP/C复合正极材料。探究了材料组成、合成温度、微观结构等对NVP复合材料电化学性能的影响。研究结果表明,海藻酸钠形成的碳骨架结构拥有良好的机械强度,将其在高电流密度下进行充放电时,碳骨架能够保持稳定不坍塌,提高材料的循环性能和倍率性能;当加入50 mL的海藻酸钠水溶液并经800℃烧时,NVP/C复合材料的电化学性能最佳,在0.5 C的低倍率下其首次放电比容量为110.3 mAh·g^-1,当倍率增加到50 C时,其放电比容量为78.1 mAh·g^-1,当循环2 000圈之后其放电比容量保持率高达80.4%,其库伦效率基本保持在100%,远优于已报道的研究结果。     

CdSe/CdS量子点荧光探针检测Cu2+

采用液相反应法在水介质中合成巯基乙酸封端的CdSe/CdS核壳结构量子点,基于Cu²⁺对量子点荧光的猝灭效应,以CdSe/CdS核壳量子点为荧光探针定量检测水溶液中Cu²⁺的浓度。研究结果表明：Cu²⁺的浓度为0.5～60μmol/L时,CdSe/CdS量子点的荧光强度与Cu²⁺的浓度成良好的分段线性关系,浓度检测限为0.06μmol/L;该荧光探针对Cu²⁺的检测具有高选择性;对实际自来水样品中Cu²⁺的检测结果准确可靠;量子点的淬灭机理为动态淬灭。     

一个含氮配体铜配合物的合成、结构及荧光性质

以Cu²⁺为中心离子、4,4’-联吡啶(4,4’-bipy)为辅助配体,通过水热反应得到一个单核Cu配合物Cu_0.5(4,4’-bipy)(H₂O)·L·0.5(4,4’-bipy)·2H₂O(1)(Na L=3-羟基苯磺酸钠)。采用X-射线单晶衍射、元素分析以及红外光谱表征了其结构和组成。结果表明,Cu²⁺是六配位,呈扭曲的八面体配位构型,与四个4,4’-bipy分子的氮原子以及两个H₂O分子的氧原子配位;L^2-只平衡化合物1中的正电荷,不与Cu²⁺配位;Cu²⁺与4,4’-bipy和H₂O分子配位形成方格形层状结构[Cu(4,4’-bipy)₂(H₂O)₂]²⁺,L^2-的羟基以及游离的H₂O分子分别与层状结构中的H₂     

碳源、氮源及碳/氮比值对发酵产氢细菌RF-9产氢性能的影响

利用间歇实验对不同碳源、氮源及碳氮质量比值对产氢细菌RF-9的发酵产氢行为影响进行了探讨.结果表明,葡萄糖和玉米浆+酵母膏复合物是产氢菌RF-9发酵产氢较理想的碳源和氮源.碳/氮(mC/mN)质量比值对菌株RF-9的生长发酵产氢行为产生很大的影响,随着mC/mN比值的逐渐加大,菌株RF-9的生长及发酵产氢性能也逐渐提高,当mC/mN为5.5时,葡萄糖利用率最大93.3%,产氢菌株RF-9的释氢量和生长量也达到最大,分别为135.9 mmol/L和0.723 g/L,发酵液相末端产物总量相应地达到最高5 850.8 mg/L,其中乙醇和乙酸是主要的可溶性代谢产物,pH降为最低3.36.当mC/mN＞5.5,随着mC/mN比值的继续增加,菌株RF-9的生长发育及代谢性能表现为下降趋势.     

HSA/g-C3N4作为电致化学发光探针检测β-淀粉样蛋白

采用一步煅烧法制备了一种电致化学发光(ECL)性能良好的类石墨相-碳化氮二维纳米材料(g-C₃N₄),经1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺活化后,g-C₃N₄与人血清白蛋白(HSA)复合,得到HSA/g-C₃N₄复合材料。利用Aβ与HSA的结合作用,将HSA/g-C₃N₄与不同浓度的β-淀粉样蛋白(Aβ)孵育,形成Aβ/HSA/g-C₃N₄。同时将巯基修饰的Aβ适体固定在金电极表面,通过适体与靶标的特异性结合,可以将Aβ/HSA/g-C₃N₄捕获到电极上。在共反应剂K₂S₂O₈存在下,该传感器实现了对Aβ的ECL灵敏检测。研究表明,在10 fmol·L^-1到100 nmol·L^-1范围...     

磁性FeNi@C/Cu纳米颗粒制备及除油应用

为了处理港口码头薄油膜污染,在氩/氢气氛下利用电弧法制备Fe_0.64Ni_0.36为主相的合金纳米产物,采用水热法和高温碳化法制备碳包覆的核壳磁性FeNi@C/Cu复合纳米颗粒.对合金粒子以及碳包覆后的复合纳米颗粒进行表征及性能检测.结果表明：FeNi合金纳米粒子呈球状,500℃下制得的粒子饱和磁化强度最高,可以达到101.09 A·m²/kg,比常温下制备的粒子提升16.0%.利用FeNi@C/Cu复合纳米颗粒对煤油、柴油与机油的除油能力分别为3.18、3.43和3.46 g/g,表明FeNi@C/Cu复合纳米颗粒具有良好除油性能.     

CdS/Ag_2S复合光催化剂的制备及其光催化性能的研究

采用沉积-沉淀法制备了一系列不同Ag2S负载量的CdS/Ag2S复合光催化剂,通过X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见光谱等手段对催化剂进行了表征。结果表明,CdS/Ag2S系列样品的颗粒粒径小于CdS的颗粒粒径。以可见光为光源,考察了Ag2S负载量对CdS/Ag2S系列样品的光催化性能的影响。结果表明,当Ag2S负载量为10.0%、反应时间为220min时,罗丹明B的降解率达到最高,为71%。CdS/Ag2S复合光催化剂能够显著减少光生电子-空穴对的重新结合次数,因此其光催化降解罗丹明B的能力要高于CdS。     

直接接触式膜蒸馏处理假发废水的研究

针对假发废水处理中存在的问题,设计了膜蒸馏处理工艺．研究了进料液温度、流量、p H、表面活性剂浓度及操作时间对直接接触式膜蒸馏(Direct contact membrane distillation,DCMD)渗透通量和截留率的影响,同时对被污染膜进行了表征和清洗．结果表明,在进料温度为60.0℃,进料流速为120 L·h^-1,冷却水流量为60 L·h^-1,进料液p H为1.48的条件下运行100 h后,渗透通量约为66.0 kg·m^-2·h^-1,并保持99.25%以上的截留率,产水p H为6.82,化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)和总溶解固体量(Total dissolved solids,TDS)未检出,产水满足排放标准．采用直接接触式膜蒸馏处理假发废水具有可行性．     

聚苯胺水凝胶衍生碳/二氧化锰复合材料的合成与电化学性能

以聚苯胺水凝胶衍生碳为载体,通过在载体材料上原位生长二氧化锰,制备了聚苯胺水凝胶衍生碳/二氧化锰复合材料。通过X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜及X射线光电子能谱仪对产物的化学结构、微观形貌和锰元素的价态进行了表征,并利用电化学技术对产物的超级电容性能进行了研究。研究结果表明,其具有较高的比电容（170 F·g^-1）、良好的电化学响应及倍率特性、较低的阻抗,以及较好的循环稳定性（循环1 000次,比电容保持率为94.7%）。本文开发的聚苯胺水凝胶衍生碳/二氧化锰复合材料具有制备方法简单和纳米结构理想等优点,在高性能超级电容器电极材料领域具有良好应用前景。     

基于聚苯并噁嗪/氮化硼三维骨架的导热环氧树脂复合材料的制备与性能

针对导热复合材料中填料含量过多会导致力学等性能下降以及三维导热骨架中黏合剂与树脂基体相容性差的问题,本文采用牺牲盐模板法,制备了基于聚苯并噁嗪/氮化硼(PPH-ddm/BN)三维导热骨架,进一步与环氧树脂(epoxy, EP)复合,得到了环氧树脂/聚苯并噁嗪/氮化硼(EP/PPH-ddm/BN)复合材料。当BN质量分数为19%时,复合材料的导热系数为1.01 W·m^-1·K^-1,比纯环氧树脂提高了381%。归因于三维导热网络的形成以及聚苯并噁嗪和环氧树脂间良好的相容性,降低了氮化硼与树脂基体的界面热阻。骨架碳化后,环氧树脂/碳/氮化硼(EP/C/BN)复合材料的导热系数最高可达1.38 W·m^-1·K^-1,比纯环氧树脂提高了557%,为目前相同BN含量下聚合物基复合材料的最高值。复合材料的硬度与弯曲强度随BN含量增加而提高,相关研究为发展填料含量较低的热管理材料提供了新思路。     

Unitank污水处理工艺硝化特性分析

结合Unitank工艺的运行特点,利用现场调研和数学模型分析相结合的手段,研究了Unitank工艺边池溶解氧和铵氮的时间变化规律.研究结果表明,Unitank工艺边池溶解氧在好氧阶段初期会出现一个较低平台,此后呈现线性上升趋势.Unitank工艺边池铵氮浓度具有非稳态特征.利用数学模型分析发现,好氧阶段前期铵氮去除速率最高可达7.93 mgN·（L·h）^-1,曝气80 min后平均硝化速率降低至2.03±0.13 mgN·（L·h）^-1.这主要是由于反应器铵氮浓度很低限制了硝化菌的生长活性.