N-CQDs/N-TiO_(2)复合光催化剂的制备及其催化降解甲基橙性能研究

采用水热法制备了一种新型的复合光催化剂N-CQDs/N-TiO_(2)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、固体荧光(PL)与比表面积仪(BET)等手段对其物相、形貌及光吸收性能进行表征,并研究了N-CQDs掺杂质量比对N-CQDs/N-TiO_(2)复合光催化剂对甲基橙光降解性能的影响。结果表明:与纯N-TiO_(2)相比,0.5%N-CQDs/N-TiO_(2)复合光催化剂对甲基橙溶液的降解效率为95.43%,这归因于N-CQDs可促进纯N-TiO_(2)对可见光的吸收,同时也可降低光生电子-空穴对的复合几率。捕获实验结果表明在可见光降解甲基橙过程中主要的活性物质为超氧基团(·O_(2)^(-))和光生空穴(h+),且·O_(2)^(-)占主要地位。

地方工科院校物理化学一流课程的建设与实践——以湖南工学院为例

结合湖南工学院的实际情况,从转变教学理念、重构教学模式、整合课程内容与资源、建立多元课程考核评价方式等方面对物理化学一流课程建设进行了探索,同时将立德树人贯穿于整个课程教学过程,进而提高学生的学习兴趣,培养学生解决工程实践问题的能力和创新能力,学生的综合素质也得到一定的提升。

打造物理化学“金课”的几点思考

以培养具有较强的实际应用能力和创新意识、能理论结合实际解决工程问题的新工科人才为核心,从“整合教学内容”“优化线上、线下课程教学方法”“改革课程实践教学,提高学生的创新能力和理论联系实际的能力”“建立课程考核多元评价方式,对学生进行更全面更客观的考核评价”等方面对物理化学课程进行教学改革实践,打造物理化学金课,同时将课程思政适时融入到物理化学课程教学的各个环节,以达到立德树人的目的。

短孔道介孔分子筛Zr-Ce-SBA-15固载酸性离子液体催化合成双酚F

通过化学键接的方式,将酸性离子液体(ILs)分别负载于两种不同的硅基载体上,成功制备了SBA-15-ILs(SILs)与Zr-Ce-SBA-15-ILs(ZCSILs)等两种固载化酸性离子液体。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG-DTG)、X射线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附比表面仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)与有机元素分析仪(OEA)等对所制备催化剂的物化性能进行了表征,并进一步研究了其在甲醛-苯酚合成二羟基二苯基甲烷(双酚F,BPF)中的催化活性。结果表明:短孔道的ZCSILs具有较高比表面积、较多的离子液体负载量和相对优异的催化活性。当m(催化剂)/m(甲醛)=0.36,n(苯酚)/n(甲醛)=30,反应时间90 min、反应温度90℃时,BPF收率可达95.6%,对4,4′-BPF的选择性达到44.8%,且所制备的ZCSILs重复使用5次后,依然显示优异的催化活性。

电感耦合等离子体串联质谱测定水产品中的痕量重金属元素

建立了电感耦合等离子体串联质谱(inductively coupled plasma tandem mass spectrometry,ICP-MS/MS)法准确测定水产品中多种痕量重金属元素的分析方法。针对ICP-MS/MS分析中复杂基质所形成的质谱干扰,在MS/MS模式下,向八极杆碰撞反应池(octopole reaction system, ORS)中通入O2为反应气,分析离子Cr^+、Ni^+、As^+能与O2反应分别生成CrO^+、NiO^+、AsO^+,而干扰离子不与O2反应,利用O2质量转移法消除了质谱干扰,选择Sc、In、Bi为内标元素校正了基体效应并防止了分析信号的漂移,实现了水产品中痕量重金属元素Cr、Ni、As、Cd、Hg、Pb的无干扰测定。采用扇贝成分分析标准物质(GBW10024)并验证了所建立方法的准确性。分析元素的检出限为0.85~4.28 ng/L,相对标准偏差≤4.65%。ICP-MS/MS的反应模式是克服质谱干扰的有效手段,可以在痕量水平上准确测定水产品中的多种重金属元素。

异质结光催化剂Bi2O4/BiOBr的制备及其可见光降解苯酚的性能研究

首先以二水合铋酸钠为原料,采用水热法制备了Bi2O4微米棒,然后通过化学蚀刻法在Bi2O4表面原位沉积Bi OBr,制备了异质结光催化剂Bi2O4/Bi OBr。采用XRD、FESEM、TEM和UV-vis DRS等手段对其物相、形貌及光吸收性能进行了表征,并对其可见光降解苯酚溶液的性能进行了评估。结果表明,与纯Bi2O4和BiOBr相比较,异质结光催化剂Bi2O4/Bi OBr展现了更加提升的可见光降解活性,这归因于Bi2O4与Bi OBr之间异质结的形成促进了光生电荷的分离。捕获实验结果表明在可见光降解苯酚过程中主要的活性氧化物质是光生空穴(h+)和超氧自由基(·O2-),且h+占主要地位。

不同金属氧化物在SBA-15表面分散度对其性能的影响

通过湿浸渍法,制备了一系列介孔KF/M-SBA-15(M=Mg, Al, Zn, Zr, La, Ce)固体碱催化剂。采用XRD,TG,N_2吸附-脱附和TEM等手段对催化剂结构与性能进行了表征。结果表明:所制备的KF/M-SBA-15的介孔有序性与所引入的金属氧化物在其表面的分散程度有关。MO_x(M=Mg, Al, Zn或La)在SBA-15表面分散度较高,能够形成"致密"的保护层,且所合成的KF/M-SBA-15具有有序介孔结构和强碱性能。在催化环氧丙烷与甲醇的开环反应中,KF/M-SBA-15显示了优异的催化活性:丙二醇甲醚的收率与1-甲氧基-2-丙醇的选择性均达到了90%以上。

CTAB-P123辅助制备有序介孔KF/Al-Ce-SBA-15固体碱及其催化性能

为了缩短有序介孔氧化硅(SBA-15)基固体碱催化剂的工艺流程,制备长程有序介孔固体碱,本文以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)-三嵌段表面活性剂P123为模板剂,以KF为改性剂,两步法合成有序介孔KF/Al-Ce-SBA-15(KF/ACS)固体碱催化剂,采用小角X射线衍射(小角XRD)、N2吸附-脱附曲线、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等手段,对催化剂的结构与性能进行表征,并研究了其在合成丙二醇甲醚(PM)中的催化性能。当n(Al)/n(Ce)=0.12,KF的质量分数为10%时,KF/ACS催化剂不仅能够保持长程有序介孔结构,并且显示出强碱性能。在催化甲醇与环氧丙烷(PO)合成PM的反应中,PM的收率达到92.0%,1-甲氧基-2-丙醇(PPM)选择性达到96.1%以上,并能有效抑制二丙二醇甲醚等副产物。

非常时期下高校本科教学方式的思考——以新冠肺炎疫情为例

本文就新冠肺炎疫情下高校本科教学方式进行了探讨,提出了三个阶段的教学方式:第一个阶段学生的自学学习和自主学习;第二阶段教师点拨、总结归纳式学习;第三阶段实验、实训、实习课程的学习。通过第一阶段、第二阶段的学习可以完成理论课程的教学内容,通过第一阶段、第三阶段的学习可以完成实验、实训、实习和毕业论文(设计)的教学要求。经过这样三个阶段教学的相互作用、相互渗透,以期能够保质保量地完成非常时期下高校本科教学任务。

Ag/Ag_(3)PO_(4)/NGQDs复合光催化剂的制备及其可见光催化性能研究

Ag_(3)PO_(4)的高载流子复合率和严重的光腐蚀极大地限制了其光催化应用.在此,通过简单的水热法制备了一系列银/磷酸银/氮掺杂石墨烯量子点(Ag/Ag_(3)PO_(4)/NGQDs)复合光催化剂,发现Ag和NGQDs可以大大提高Ag_(3)PO_(4)的光催化活性和稳定性,这归因于NGQDs接收电子和Ag的局域表面等离子体共振的协同效应.因此,Ag/Ag_(3)PO_(4)/NGQDs对甲基橙(MO)的降解表现出优异的光催化活性和稳定性.特别是,Ag/Ag_(3)PO_(4)/0.5%NGQDs对MO的降解速率常数分别是Ag_(3)PO_(4)和Ag_(3)PO_(4)/0.5%NGQDs的约2.5倍和1.6倍,且其对MO的光催化降解率在5次循环后仍保持在91.2%,而Ag_(3)PO_(4)/0.5%NGQDs和Ag_(3)PO_(4)分别仅保持在66.8%和31.3%.Ag/Ag_(3)PO_(4)/0.5%NGQDs复合光催化剂可见光降解MO过程中的主要活性物质是超氧自由基(·O_(2)^(-))和光生空穴(h^(+)).此外,Ag/Ag_(3)PO_(4)/0.5%NGQDs对罗丹明B、亚甲基蓝、苯酚和盐酸四环素等也表现出优异的光催化活性,这种高活性高稳定性Ag_(3)PO_(4)基复合光催化剂将可实际应用于废水处理.

Ti^(3+)/C/N-TiO_(2)@NGQDs纳米复合光催化剂的制备及其可见光催化性能研究

采用两步水热法制备了Ti^(3+)、C和N共掺杂TiO_(2)@氮掺杂石墨烯量子点(Ti^(3+)/C/N-TiO_(2)@NGQDs)纳米复合光催化剂,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对其进行了详细表征,且通过降解甲基橙溶液研究了其可见光催化性能。结果表明,Ti^(3+)、C和N成功地共掺杂了TiO_(2),纳米NGQDs附着在共掺杂的TiO_(2)上;Ti^(3+)/C/N-TiO_(2)@NGQDs降解甲基橙的动力学一阶速率常数分别是纯TiO_(2)、C/N-TiO_(2)和C/N-TiO_(2)@NGQDs的25.7倍、4.7倍和1.7倍,提升的可见光催化性能归因于其具有更强的可见光吸收、更快的光生电荷传输和分离效率。超氧自由基和光生空穴是Ti^(3+)/C/N-TiO_(2)@NGQDs可见光降解甲基橙过程中的主要活性物质。此外,Ti^(3+)/C/N-TiO_(2)@NGQDs具有非常高的稳定性。这种TiO_(2)基的复合光催化剂可适用于实际废水处理过程。

高表面氧空位浓度的Bi_(2)O_(4)光催化剂的制备及其可见光降解性能研究

表面氧空位(O_(V))浓度在改善缺陷光催化剂的催化性能方面具有重要作用,典型的水热法制备的Bi_(2)O_(4)的表面O_(V)浓度相对较低.如何通过后处理方法提高Bi_(2)O_(4)的表面O_(V)浓度进而提高其可见光催化性能仍然是一个值得研究的问题.本研究通过用HNO_(3)对Bi_(2)O_(4)进行后处理,成功地实现了Bi_(2)O_(4)表面O_(V)浓度的提高.增强的表面O_(V)浓度可捕获更多的光生电子,从而提高Bi_(2)O_(4)的光生电荷分离效率,使得其光催化性能得到提高.HNO_(3)量对处理后的Bi_(2)O_(4)的光降解性能影响较大,在HNO_(3)量为1 m L条件下制备的Bi_(2)O_(4)-1.0对甲基橙(MO)和苯酚具有最佳光降解性能,分别是未处理的Bi_(2)O_(4)的2.42倍和1.46倍.此外,探讨了光催化剂用量、污染物浓度、p H值和无机阴离子对MO和苯酚去除的影响.对于MO的去除,光生空穴(h~+)和超氧自由基(·O_(2)^(-))被确定为主要的活性物种,而单线态氧(^(1)O_(2))和羟基自由基(·OH)分别被证实为第二和第三重要活性物种.本研究为Bi_(2)O_(4)表面O_(V)浓度的提高从而改善其可见光催化效率提供了一种新的策略.

ICP-MS/MS法测定壳聚糖中的重金属元素

建立了ICP-MS/MS测定壳聚糖中重金属元素的分析方法。壳聚糖经3%的柠檬酸溶解,采用ICP-M S/M S直接进样测定样品溶液中的8个重金属元素Cr,Co,Ni,Cu,As,Cd,Hg,Pb。在M S/M S模式下,基于Cr+,Co+,Ni+,Cu+能与NH3反应形成团簇离子,采用NH3/He质量转移法消除了Cr,Co,Ni,Cu的质谱干扰;基于As+能与O2反应形成AsO+,采用O2质量转移法消除了As的质谱干扰;基于Cd+的干扰离子能与O2发生质量转移反应,而Cd+不与O2发生反应,采用O2原位质量法消除了Cd的质谱干扰。元素的检出限范围0. 38~6. 20 ng/L。采用所建立的分析方法对实际样品进行分析,样品的加标回收率在94. 5%~105. 5%之间,相对标准偏差≤3. 8%,方法适用于壳聚糖中多个重金属元素测定。

金属基介孔固体碱催化剂的制备与应用

应可持续发展与绿色化学的需要,非均相催化剂替代传统的均相催化剂引起研究者的广泛重视。其中,金属基介孔固体碱具有比表面积大、腐蚀性小、传质速率快、易分离等优点,是一种理想的绿色催化剂。本文综述了近年来制备不同的金属基介孔固体碱(包括MgO、类水滑石(HTs)及改性的Al2O3、ZrO2、CeO2)的研究进展,重点讨论了软模板法、硬模板法、溶剂挥发自组装法、无模板剂法等制备各种金属基介孔固体碱的方法和机理。此外,还介绍了金属基介孔氧化物在催化、储能与环境领域中的实际应用。最后,简要分析了金属基介孔固体碱制备过程中存在的问题,并展望其在未来的发展趋势,为新型金属基介孔固体碱的构筑提供了新的思路。