铜纳米颗粒修饰多孔氮化硼高效还原对硝基苯酚的研究

为了寻找高催化活性、环境友好、价格低廉、稳定性好的催化剂,研究金属与载体之间的协同催化效应,采用煅烧前驱体法制备了表面富含羟基和氨基的高比表面积多孔h-BN载体,通过简单的液相还原法成功地制备出粒径分布均匀的Cu/h-BN纳米复合材料,并对复合材料的组成、微观结构和性能进行表征。结果显示,铜纳米粒子的引入并未破坏多孔h-BN的二维片状结构,但比表面积及孔径均有不同程度的下降。以对硝基苯酚(4-NP)还原为对氨基苯酚(4-AP)为模型反应,考察Cu/h-BN复合材料的催化性能,当Cu含量为6%(质量分数)时,复合纳米材料具有最高的催化性能(表观反应速率常数k=4.62×10^(-2) s^(-1))和稳定性,催化活性在5个循环内基本保持不变。因此,具有高比表面积的h-BN载体负载可稳定Cu纳米颗粒,它们之间的协同催化作用使Cu/h-BN具有优异的催化活性和稳定性。此研究为今后进一步研究金属与h-BN协同催化提供了理论基础。

纳米银粒子制备及应用研究进展

综述了制备纳米银粒子的方法,主要包括液相化学还原法、电化学还原法、光化学还原法和分子自组装等,分析比较了这些方法的基本原理、制备过程及优缺点,阐述了纳米银粒子在化学反应、光学领域及抗菌等领域的应用。

基于铝离子掺杂二氧化钛薄膜的染料敏化太阳能电池的光电性能(英文)

采用水热法制备出Al3+掺杂二氧化钛薄膜,通过玻璃棒涂于导电玻璃上,在450°C的温度下烧结并将其用N3染料敏化制成染料敏化太阳能电池(DSSCs).通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及DSSCs测试系统对其进行了测试表征,研究了Al3+掺杂对TiO2晶型及染料敏化太阳能电池的光电性能影响.XPS数据显示Al3+成功掺杂到了TiO2晶格内,由于Al3+的存在,对半导体内电子和空穴的捕获及阻止电子/空穴对的复合发挥重要作用.莫特-肖特基曲线显示掺杂Al3+后二氧化钛平带电位发生正移,并导致电子从染料注入到TiO2的驱动力提高.DSSCs系统测试结果表明,Al3+掺杂的TiO2薄膜光电效率达到6.48%,相对于无掺杂的纯二氧化钛薄膜光电效率(5.58%),其光电效率提高了16.1%,短路光电流密度从16.5mA·cm-2提高到18.2mA·cm-2.

氮化硼作为催化剂载体的功能化改性及其应用进展

六方氮化硼(h-BN)具有良好的高温稳定性和抗酸碱腐蚀性,与多种半导体、金属等纳米材料复合可形成性能优良的新材料。但受禁带较宽和化学惰性所限,影响了h-BN在催化材料领域的广泛应用。对h-BN进行功能化,是开发h-BN材料新特性和扩大其应用领域的重要途径。概述了h-BN在物理层面和化学层面的功能化制备方法,重点分析了对h-BN表面及边缘进行羟基化、氨基化,以及通过与金属复合、构建异质结、掺杂非金属元素等改性手段,制得的不同形貌h-BN功能纳米材料的新性能,介绍了h-BN功能化纳米材料在提高催化及光催化性能方面取得的进展,包括纳米贵金属/h-BN复合材料催化氧化还原反应、h-BN/半导体复合构建异质结光催化降解有机污染物及光解水产氢、杂原子掺杂h-BN催化氧化还原反应等,展望了功能化h-BN纳米材料的应用前景,提出可在以下几方面对h-BN的功能化技术进行深入研究:1)结合多孔h-BN的结构特性,制备经济有效的金属/h-BN复合催化剂;2)利用h-BN边缘的—OH和—NH;活泼基团,诱导杂原子替代h-BN中的B元素或N元素,制备高效h-BN基催化剂;3)结合先进的分析技术,设计开发具有精确性能导向的功能化h-BN纳米材料。

染料敏化太阳能电池掺杂TiO_2纳晶光阳极

染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSC)效率高、制作简单、成本低,因此被认为是最有希望的第三代太阳能电池。DSC光阳极的主要作用是吸附染料、传输电子和提供电解质扩散通道,因此对DSC光电性能具有决定性作用。近年来,通过掺杂调控TiO2光阳极的电子特性,从而提高DSC的光电效率受到广泛关注。本文对掺杂TiO2光阳极的研究现状进行了综述,重点分析了非金属元素、过渡金属元素及主族元素的掺杂对TiO2光阳极的能带结构、光吸收特性、染料吸附量、电子传输和界面复合过程以及所组装DSC光电性能的影响,分析了非金属元素共掺杂的协同效应。同时,对稀土元素掺杂TiO2作为光谱转换材料提高DSC光吸收效率和光电转换效率进行了探讨,最后论文对掺杂TiO2光阳极今后的研究重点和研究方向进行了展望。