地方特色资源融入催化化学课堂教学实践的探索

以硕士研究生课程催化化学为例,在光催化部分内容的讲授和研讨中增加国家“双碳”战略目标和本地特色太阳能、煤炭资源的内容,激发学生的兴趣;将学生的研究课题与国家策略以及新疆本地丰富的太阳能、煤炭资源结合,提升学生对科学研究的认识;以分组研讨后形成总结报告的形式改变传统讲授课程的方式,充分调动学生积极性;通过该课程的锻炼,提升了学生创新意识和科研主动性,让学生认识到科学研究对环境和人类发展的促进作用,培养出“双碳”战略下的高素质专业人才,构建完整专业知识观,提升学生综合素质。

钠离子电池用生物质基硬碳的研究进展

生物质基硬碳具有原材料资源丰富、可持续、成本低和储钠容量高等特点,是钠离子电池的理想负极材料。生物质基硬碳材料的微结构是决定钠离子存储性能的关键。本综述回顾了硬碳负极对钠离子存储机理的研究现状。从生物质原料的角度,分类总结了高性能生物质基硬碳材料的制备方法。探讨了生物质基硬碳结构的调控与钠离子存储性能提升的关系,对钠离子电池用生物质基硬碳负极材料的研究方向进行了展望。

煤基功能炭材料的制备及应用

基于分子化学工程和纳米材料科学的技术理念,发展和应用煤基功能炭材料,对于实现煤炭资源清洁利用以及高附加值煤炭产业升级具有重要意义。煤是由芳香族和氢化芳香族基团组成的、具有三维(3D)交联网络结构的天然材料。独特的分子结构特性赋予煤(煤的衍生物)具有合成多种煤基功能炭材料的巨大潜力。近20 a来,煤基功能碳材料取得了很大进展,对其进行全面总结,有利于明确煤炭及其衍生物制备功能碳材料的现状和发展方向。利用分子剪切、化学气相沉积、电弧放电、静电纺丝等技术手段,实现了零维到三维煤基功能碳材料的可控制备,系统梳理了煤基石墨烯炭量子点、炭球、炭纳米管、炭纤维、煤基石墨烯及煤基多孔炭的研究现状。重点总结了多维煤基炭功能材料在储能、催化、界面分离等领域的优势和不足。分析讨论了煤基功能炭材料面临的可控度低、分子结构复杂以及合成手段难以规模化应用等问题,以期为新型煤基功能炭材料的设计、制备和应用提供一定的参考和启示。

稀土离子掺杂Bi_(2)MoO_(6)材料的制备及光催化降解RhB

针对Bi_(2)MoO_(6)光催化剂在光催化反应过程中电子-空穴对分离效率低的问题,以期通过稀土离子掺杂对其光催化性能进行改性.采用溶剂热法合成了系列稀土离子掺杂的Bi_(2)MoO_(6)光催化剂,即为RE3+/Bi_(2)MoO_(6)(RE3+=Tb3+、Sm3+).通过多种分析手段对RE3+/Bi_(2)MoO_(6)材料的组成、结构和形貌进行了表征,并以有机染料罗丹明B(RhB)为模拟污染物,研究了该材料在可见光下的光催化活性.结果表明:稀土Tb3+、Sm3+离子掺杂改性后,样品的比表面积增大,并且对其能带结构、可见光吸收范围均有所调节,光生电子-空穴对的分离效率提高.在可见光下,样品4%Tb3+/Bi_(2)MoO_(6)和4%Sm3+/Bi_(2)MoO_(6)对50 mL 10 mg/L RhB的光降解率均达95%以上,较纯相Bi_(2)MoO_(6)的光催化效率提升了近2倍.

Bi_(2)S_(3)/BiOCl复合材料的制备及光催化性能的研究

构建复合光催化材料不仅能够拓展单一光催化材料的光谱响应范围,而且能够提高光生载流子的分离效率.为了进一步提高BiOCl在可见光下的光催化性能,本文利用BiOCl与Bi_(2)S_(3)溶度积常数的差异,将Na_(2)S溶液加入到BiOCl纳米片悬浮液中,通过水热反应制备了Bi_(2)S_(3)/BiOCl复合光催化材料.探讨分析了Na_(2)S浓度对所得复合材料光催化还原六价铬[Cr(Ⅵ)]性能的影响.研究结果表明:Bi_(2)S_(3)/BiOCl复合材料具有较强的可见光吸收能力和较高的光生载流子分离效率,当Na_(2)S的浓度为0.016 mol/L时所得复合材料具有最佳的光催化性能.