钛基金属有机框架光催化性能研究进展

钛基金属有机框架(Ti-MOFs)因其优异的热稳定性、化学稳定性、光催化活性及独特的晶体结构而在催化领域受到广泛的研究。由于Ti-MOF的合成困难,其优势难以得到展现,从而在应用方面受到限制。介绍了具有代表性的Ti-MOF的结构、合成方法,并详细讨论了Ti-MOFs在光催化分解水产氢、CO_(2)还原、降解有机污染物及固氮等方面的应用,最后对应用方面固氮的机理进行了简单介绍。

MIL-125(Ti)衍生的介孔圆盘状TiO_(2)/C高效光催化降解罗丹明B研究

针对有机污染物废水排放对生态环境带来的严重危害问题,通过在氩气(Ar)条件下煅烧钛基金属有机框架[MIL-125(Ti)],制备了具有金红石和锐钛矿混合晶型的介孔圆盘状TiO_(2)附着的碳骨架(TiO_(2)/C)。利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)及紫外-可见光(UV-Vis DRS)等手段对TiO_(2)/C进行表征,并研究了C骨架的引入对TiO_(2)光催化性能的影响。结果表明:在一定温度和气氛条件下煅烧MIL-125(Ti),衍生得到的TiO_(2)/C具有较大的比表面积(199.8m 2/g)和适当的微孔与中孔比,C骨架支撑可有效地增强TiO_(2)表面光生电荷的分离和迁移速率,抑制电子-空穴对(e-/h+)的再结合,从而促进TiO_(2)在可见光照射下的催化活性。与MIL-125(Ti)和TiO_(2)相比,TiO_(2)/C表现出显著提高的光催化降解罗丹明B(RhB)效率,同时具有良好的光催化活性稳定性。

Co基金属有机框架及其衍生材料的电催化析氢研究进展

电催化裂解水产氢是一种可持续的环保能源储存技术,也是降低碳排放的重要手段。金属有机框架(MOFs)因具有比表面积大、孔隙率可调、结构调整多样化及修饰策略简易等优点,从而在电催化析氢领域引起了研究者的广泛关注。综述了Co基金属有机框架(Co-MOFs)及其衍生材料的制备方法、结构调节,以及微观结构对催化活性、催化稳定性和析氢能力的影响。结果表明:Co-MOFs及其衍生材料较传统催化剂表现出更加优异的电化学析氢活性。此外,提出了高性能催化剂的设计策略,并对其在电催化析氢领域的应用前景进行了展望。

冶金法提纯多晶硅退火工艺优化的数学模型分析与试验验证

冶金法制备多晶硅过程中,通过对不同退火温控方案进行数学建模,探求优化的退火理论温度控制函数与曲线。数学模型表明,对硅铸锭直接进行保温,依靠自然热平衡退火,会使内部应力大于产生位错的临界应力;采用加热元件对硅铸锭适当加热保温可减缓降温速率。通过比较,选择较低的退火温度1 236℃和较短的退火时间8.52 ks作为试验退火温控方案。试验验证表明,该退火方案得到的多晶硅铸锭目视裂纹较少,少数载流子寿命与电阻率具有明显优势。

花状TiO2/氟硅烷构筑超双疏棉织物及其光催化性能

制备了具有超双疏、光催化、自清洁等多种功能的多层次TiO_(2)/氟硅烷织物,分析了功能织物的抗润湿性能、表面形貌、表面化学成分、化学环境耐受性、热稳定性以及在光催化应用方面的性能。研究结果表明,当TiO_(2)、含氟试剂以及TEOS的添加量分别为0.3 g、0.3 mL和0.2 mL时,整理的棉织物具有良好的超疏水、超疏油性能,接触角达到150°以上,以及优良的耐水洗性和耐酸碱性。锐钛矿型TiO_(2)与含氟试剂均匀负载到棉织物表面,不仅使超亲水性的棉织物达到拒水、拒油的效果,还在一定程度上具有较优的光催化效应,在模拟太阳光下,对商品染料活性红195的降解率达到78%以上。

Ti-MOFs基复合材料的制备及其光电催化性能研究

以钛酸异丙酯为节点,2-氨基对苯二甲酸为连接体,构建具有多孔结构的钛基金属有机骨架(Ti-MOFs),即NH_(2)-MIL-125(Ti),通过原位沉积法将花状多级结构的二硫化钼(MoS_(2))负载至Ti-MOFs表面,制备了具有多活性位点的光电催化剂MoS_(2)/Ti-MOFs,并考察了MoS_(2)负载量对Ti-MOFs光电催化性能的影响。扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线光子能谱等用于表征材料的形貌、结构及组成,电化学工作站用于研究材料的光电化学性能。此外,使用MoS_(2)/Ti-MOFs作为光电催化剂对模拟有机污染物2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)进行降解,通过测试模拟污染物的降解效率,评估了合成的催化剂的光电催化活性。研究结果表明,MoS_(2)可有效负载于Ti-MOFs表面,且MoS_(2)负载量为20wt.%时,合成的催化剂(MoS_(2)/Ti-MOFs-80)的光电催化性能最优。MoS_(2)/Ti-MOFs-80在可见光照射下的光电流密度达到了0.290 mA/cm_(2)。在可见光下照射6 h后,MoS_(2)/Ti-MOFs-80对2,4,6-TCP的去除效率达到了82.59%,且模拟污染物循环降解实验证实了MoS_(2)/Ti-MOFs-80具有良好的光电催化稳定性。

旋流气力输运中水平管道管壁磨损的流体力学仿真与分析

旋流气力输运,在一定程度上很好的解决了固体颗粒在水平管道运输管道中堆积堵塞的问题。但是固体颗粒在管道中贴壁旋转,由于离心力和惯性力的作用会造成管壁的严重磨损,其磨损率与管壁材料、固体颗粒旋转强度等众多因素有关。文中基于水平管道旋流气力输运过程进行CFX仿真分析,通过采用雷诺应力模型对系统中旋流强度进行对比分析,并结合对磨损形成机理的探讨,研究了旋流气力输运系统中管道壁面磨损的情况,并探讨了改善管壁磨损的一些措施。