无模板法可控合成多层次结构二氧化钛微球

以1,4-二氧六环为溶剂,采用溶剂热法成功实现无模板法可控合成二氧化钛多层次结构微球。通过系统改变反应体系中浓盐酸与四异丙醇钛(TTIP)相对物质的量比能够有效调控二氧化钛形貌。当浓盐酸与TTIP物质的量比控制在0(或0.7或0.9)、1.8、3.6与5.7时,所得产物分别为纳米颗粒构建二氧化钛微球、纳米棒修饰二氧化钛微球、纳米棒花菜结构以及纳米棒海胆结构。在成功进行形貌调控的基础上,进一步探讨了二氧化钛多种结构的形成机理,并对其光催化产氢性能进行了表征。研究发现,在这4种结构中,纳米棒修饰二氧化钛微球具有最佳的光催化性能,这可能是由于同时存在金红石和锐钛矿两种晶型而形成异质结结构所导致。     

基于聚苯胺/二氧化钛/天然纤维素的污水自清洁太阳能水蒸发装置（英文）

水体污染是当前造成淡水短缺的主要原因之一.利用太阳能水蒸发装置从海水或污水中生产淡水是一种简单有效且节能的解决淡水危机的方式,引起了广泛的关注.然而,污染物的共同蒸发或沉积可能会降低水蒸发过程中的效率和淡水质量.本文基于天然木质纤维素(NCF)、聚苯胺(PANI)和二氧化钛(TiO₂)开发了自清洁太阳能水蒸发器,其具有宽吸收、亲水性强、导热系数低等优点.通过在聚合物溶液中加入木质纤维素,聚苯胺纳米纤维在NCF表面聚合形成介孔网络.P25 TiO₂纳米颗粒作为光催化剂分散到上述反应液中,通过简单的过滤形成PANI/TiO₂/NCF复合材料.由于太阳水蒸发器装置中PANI的光热效应与TiO₂纳米颗粒的光催化降解的协同作用,水蒸发速率可达2.36 kg m^-2h^-1(1个太阳光照射下),且可有效降解污染物(100 ppm四环素).更重要的是,在工作10 h后,该太阳能水蒸发器装置仍然保持稳定的水蒸发速率,且没有污染物的积聚.光催化和光热效应相结合的双功能太阳能水...     

研发双层结构的碳基水凝胶材料提高太阳能水蒸发效率（英文）

太阳能水蒸发对于解决净水危机潜力无限.随着研究的深入,研发高效光热转换材料和合理的材料结构设计均可以提高光热蒸发速率.因此,我们设计合成了一种双层碳基水凝胶复合材料.在一个太阳光照条件下,其最大蒸发速率可达2.19 kg m^-2 h^-1,光热转换效率可达93.7%.同时,该复合材料展现了优异的海水淡化性能及良好的稳定性,扩展了实际应用范围.除此之外,其可控规模化及便携性可以自如面对多种复杂的应用环境,成本低廉可以使其大规模应用于经济落后地区,为复合结构水凝胶蒸发器的生产提供了可供参考的设计思路和策略.     

具有优越电催化析氢性能的超小碳负载FeRu合金（英文）

电化学水分解是将可再生能源产生的间歇性电能转化为高纯度氢气的一种极具前景的绿色能源技术.目前,高效制氢催化剂主要由贵金属及其化合物组成,而贵金属的高成本及稀缺性,限制了其在大规模工业化制氢中的应用.因此,探索低成本,高电化学活性、高稳定性的电解水制氢催化剂至关重要.合金化材料以短程或长程有序结构存在,具有增强的电化学性能.因此,本文采用两步法制备超小碳负载FeRu合金纳米电催化剂并将其应用于电催化析氢反应.Fe_0.05Ru_0.05/XC-72双功能电催化剂粒径为2.1 nm,在碱性淡水和海水电解质中表现出优异的活性和耐久性.10 mA cm^-2时,在1 mol L^-1 KOH、1 mol L^-1 KOH+0.5 mol L^-1 NaCl和1 mol L^-1 KOH+海水中分别表现出13、15和18 mV的过电位.在1 mol L^-1 KOH介质和-0.07 V(相比于可逆氢电极)条件下,Fe_0.05