金属氧化物基生物炭复合材料在污水处理领域中的应用现状

生物炭是生物质在缺氧条件下热解产生的一种富含碳固体物质,特点为疏松多孔、比表面积大且表面富含酚羟基、羧基和氨基等多种官能团。同时,生物炭是一种廉价易得、性能优良的吸附材料,因其环境友好、来源广泛,在污水处理领域具有广泛应用。分析了生物炭对水中污染物的吸附机理,重点阐述了TiO_(2)、磁性氧化铁、MnO_(2)以及其他氧化物等金属氧化物基生物炭复合材料在污水处理领域中的应用现状、循环利用以及再生性能,最后展望了金属氧化物基生物炭复合材料的发展前景。

无水草酸辅助硝酸铁热分解制备高饱和磁化强度γ-Fe_(2)O_(3)纳米粒子

采用硝酸铁和无水草酸为原料,通过简便的一步固相法焙烧制备γ-Fe_(2)O_(3)纳米粒子。采用XRD、SEM-EDS、N_(2)-吸附/脱附和VSM等表征手段分析了样品的结构、形态和磁性能。研究表明,在Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O中添加C_(2)H_(2)O_(4),可以制备出饱和磁化强度为76.3 emu/g的棒状γ-Fe_(2)O_(3)。

CeO_(2)光催化原理及改性研究进展

光催化技术是一种新兴的环境保护技术,可用于处理水和空气中的有机和无机污染物。CeO_(2)光催化剂由于其高稳定性和强光吸收能力而备受关注。但是CeO_(2)对自然可见光的吸收很弱,光生电子反应受限,在光催化中不能直接利用可见光促进电荷分离,这限制了催化活性和效率。本文主要从CeO_(2)自身的基本性能、结构和基本原理出发,综述了通过负载、掺杂及半导体复合等方法改性CeO_(2)光催化剂的研究进展,并展望了这一领域的发展前景。

Eu3＋离子掺杂纳米TiO2的制备及发光性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2和Eu3+离子掺杂的TiO2纳米材料,通过X射线衍射和荧光光谱分析对样品进行了表征。X射线衍射结果表明,少量稀土Eu3+离子的掺杂能有效抑制TiO2纳米颗粒的增长,进而提高晶体相变温度;荧光光谱研究表明TiO2∶Eu3+体系中均能得到Eu3+离子特征发射光谱。随着Eu3+离子含量的增加,Eu3+离子的发光性能增强;并且Eu3+离子以Eu2(樟脑酸)3(1,10-菲咯啉)2有机配合物为前驱体掺杂到TiO2∶Eu3+纳米晶体的发光性能优于以Eu(NO3)3.6H2O为前驱体制备的TiO2∶Eu3+纳米晶体。

铕—苯甲酸—1,10-菲咯啉的合成及谱学性质

合成了稀土元素铕( )-苯甲酸-1,10-菲咯啉的三元配合物。通过元素分析和红外光谱确定了配合物的组成为EuL3phen(L∶苯甲酸根,phen∶1,10-菲咯啉)。通过发射光谱和激发光谱的测试表明,三元配合物在579、591、614、649、690nm处产生发射峰,分别归属于Eu3+的5D0→7F0、5D0→7F1、5D0→7F2、5D0→7F3、5D0→7F4跃迁。从发射光谱的峰强和激发光谱在200nm～380nm范围内产生宽而强的吸收峰可以得出第二配体phen的加入能显著增加Eu3+的发光强度,由此说明phen的加入更有利于配体吸收能量,也有利于配体更有效地向Eu3+传递能量。另外,对三元配合物的远红外光谱和拉曼光谱进行了分析。

铽-樟脑酸-α,α′联吡啶配合物的合成及荧光性能研究

合成了稀土铽-α,α′联吡啶三元配合物,通过元素分析、红外光谱分析,确定了配合物的组成为Tb2(CA)3(dipy)2(CA:樟脑酸根,dipy:α,α′联吡啶),另外,又合成了不同比例铽、钇异核混配三元配合物。在室温下测定了配合物的荧光激发光谱,最佳波长为313 nm,即在313.0 nm光的激发下,测定了四种稀土配合物的发射光谱,发射光谱图显示了Tb3+离子的特征光谱,产生四条谱线,分别是5D4-7F6(490.0 nm),5D4-7F5(544.0 nm),5D4-7F4(584.0 nm),5D4-7F3(620.0nm),最强峰为544 nm处Tb3+离子绿色荧光发射峰。对四种配合物荧光发射峰强度变化的研究表明,钇的掺入并没有降低铽离子的荧光强度,说明不发光稀土离子钇对铽离子的荧光发射有敏化作用。

水热法制备Eu^(3+)掺杂TiO_2光催化剂及其性能的研究

以硫酸钛为前驱物,采用水热法制备了系列Eu3+/TiO2复合纳米粉体,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等测试手段对催化剂进行初步表征,并以甲基橙溶液作为光催化探针反应,测定其紫外光光催化活性.结果表明,实验均得到晶化较好的锐钛矿型TiO2纳米粉体,稀土Eu3+的掺入能有效抑制纳米颗粒的增长,并引起晶格膨胀;紫外-可见漫反射吸收峰有红移现象,即有一定的可见光响应;稀土Eu3+的掺杂能有效提高TiO2纳米粉体的光催化活性,最佳掺杂摩尔比为1%.

Nd^(3+)、Eu^(3+)、Tb^(3+)掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂1 mol%Nd3+、Eu3+、Tb3+的TiO2纳米光催化剂,通过X射线衍射、比表面积、紫外-可见吸收光谱等对制备的光催化剂进行了表征,并通过甲基橙的光催化降解研究了样品的光催化性能。结果表明,稀土离子的掺杂能有效抑制TiO2纳米粒子的生长,进而增大比表面积,并且掺杂纳米TiO2光催化剂紫外-可见吸收带边都有一定的红移;掺杂纳米TiO2光催化剂的活性优于未掺杂纳米TiO2光催化剂,其中Eu3+/TiO2的光催化活性为最强。

可见光响应(001)晶面纳米TiO_2光催化剂的制备及性能研究

以钛酸丁酯为钛源,氢氟酸为形貌控制剂,采用水热法合成了具有高表面能(001)晶面的锐钛矿相TiO_2纳米材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及紫外-可见漫反射光谱分析(UV-vis)对样品的形貌、结构和谱学性能进行表征,并以甲基橙溶液为目标污染物,研究其光催化性能和最佳制备条件。结果表明,以氢氟酸为形貌控制剂时,可制备锐钛矿相(001)晶面纳米TiO_2纳米材料,能拓宽TiO_2体系光响应范围,并具有较高的光催化性能;当反应温度为180°C、时间为24 h、F/Ti摩尔比为1.5时,样品对甲基橙溶液光催化降解率最高,在紫外光照射条件下1 h内降解率可达99.08%,其可见光降解率为66.79%。

一种线型结构钛酸钠微晶水热制备及其性能的研究

采用水热法制备了一种线型结构钛酸钠晶体,其直径为50～200 nm,长度为几微米到几十微米。利用XRD、SEM和UV-vis等测试手段表征了材料的晶化、结构、形貌及光学性能。研究结果表明:水热反应时间和温度对线型结构钛酸钠微晶的形成具有显著的影响;其最佳的反应条件:反应温度为180℃和反应时间为24 h。并初步探讨了钛酸钠线型微晶的生长机理。650℃高温烧结处理得到的线型结构TiO2微晶,具有较高的紫外光光催化活性:0.5 g/L浓度TiO2线型微晶,对初始浓度为20 mg/L甲基橙溶液1 h光催化降率可达80%以上。

稀土La^(3+)掺杂TiO_2纳米线的制备及其性能研究

采用水热法制备了钛酸钠纳米线、TiO2纳米线和La3+/TiO2纳米线。利用XRD、SEM、HREM、XPS和UV-Vis等技术手段对样品微观结构、光学性能和表面元素价态进行了分析;并以甲基橙溶液为目标污染物测试其光催化性能。研究表明,实验合成了直径为50～200nm、长度为十几微米到几十微米的钛酸钠纳米线,并通过对微观结构的分析,初步确定其分子式为Na2Ti3O7,钛酸钠纳米线经过氢离子和镧离子进行离子交换并高温烧结得到了TiO2纳米线和La3+/TiO2纳米线;钛酸钠纳米线对甲基橙溶液几乎没有光催化降解作用,而TiO2纳米线具有较高的光催化活性,其中样品La3+/TiO2纳米线光催化性能最强。

铽-樟脑酸-1,10-菲咯啉配合物的合成及荧光性质研究

实验合成了标题化合物,通过元素分析、红外光谱分析,确定了配合物的组成为Tb2(CA)3(phen)2(CA:樟脑酸根,phen:1,10-菲咯啉)。另外,又合成了不同比例掺杂镧和钇的铽异核混配三元配合物,并在室温下测定了配合物的荧光激发光谱,镧掺杂铽的异核混配三元配合物和钇掺杂铽的异核混配三元配合物最佳激发波长分别为344.03、29.0 nm;分别以最佳激发波长测定了配合物的发射光谱,均产生了4条谱带,分别归属Tb3+离子5D4→7F6(490.0 nm)5、D4→7F5(545.0nm)5、D4→7F4(584.0 nm)5、D4→7F3(619.0 nm)能级跃迁。不同比例掺杂镧和钇的铽异核混配三元配合物发射光谱荧光强度变化的研究表明,不发光稀土镧和钇的掺入增强了铽的荧光强度,说明不发光稀土离子镧和钇对铕的荧光发射有敏化作用并且镧的敏化作用强于钇。

可见光响应氧化铁复合TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

以尿素铁(Ⅲ)配合物和钛酸四丁酯为前驱物,采用注入法制备了不同Fe2O3复合比的TiO2纳米粉体,通过DTA-TG、XRD、XPS和UV-Vis的测试,表征其物相结构、样品表面元素存在形式和光谱学性质;并以甲基橙光降解反应为探针反应,分别以紫外光和可见光为光源测试其光催化活性。结果表明,复合Fe2O3后的TiO2纳米粉体为锐钛矿型,样品表面铁元素主要以Fe(Ⅲ)形式存在,并且其UV-Vis光谱吸收曲线有明显的红移现象;Fe2O3的复合明显提高了TiO2光催化剂的紫外和可见光催化活性;Fe2O3的最佳复合比为1 mol%。

双稀土共掺杂TiO_2纳米材料的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了系列Eu3+和La3+双稀土离子共掺杂的TiO2纳米材料,通过X射线衍射、扫描投射电镜和荧光光谱分析对样品进行表征.结果表明,Eu3+和La3+双稀土离子共掺杂比Eu3+或La3+单组分掺杂能够更加有效地抑制TiO2纳米晶体的晶相转变,得到的球形纳米粉体颗粒尺寸为10～20nm;Eu3+和La3+双稀土离子共掺杂的TiO2纳米体系均能得到Eu3+的特征发射光谱,并且在稀土总含量不变的情况下,以少量La3+替代Eu3+时,Eu3+的发光性能变得更强,即TiO2纳米体系中La3+对Eu3+的发光具有一定的敏化作用;以甲基兰溶液为目标污染物,考察Eu3+和La3+双稀土离子共掺杂的TiO2纳米材料的光催化活性,结果表明Eu3+和La3+双稀土离子共掺杂比单组分掺杂能更有效地提高TiO2纳米材料的光催化活性,在该体系中Eu3+和La3+的最佳比例为1∶4.

La^(3+)、Nd^(3+)与非金属氮共掺杂TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ti O2、1%La/Ti O2、1%Nd/Ti O2和系列稀土La3+和Nd3+共掺杂Ti O2光催化剂,进而结合水热法制备了双稀土La3+、Nd3+和非金属氮共掺杂多元体系Ti O2光催化剂,并采用XRD、UV-Vis、SEM和XPS等测试手段对制备样品的微观结构、光谱学性能和离子掺杂形式进行了表征。研究表明,实验所制备样品均为锐钛矿型Ti O2光催化剂,稀土离子La3+或Nd3+的掺杂能有效抑制Ti O2颗粒尺寸的生长,而且双稀土离子的共掺杂更有效抑制Ti O2光催化剂颗粒尺寸的生长;非金属离子N的掺杂,能有效拓宽Ti O2光催化剂的光响应范围;多元体系Ti O2光催化剂中,稀土钕以+3形式掺杂,非金属氮以-3形式掺杂。实验以甲基橙为目标污染物研究其光催化性能,研究表明,所制备的光催化剂均有较高的紫外光光催化性能,其中样品1%(La∶Nd,1∶7),N/Ti O2的紫外光光催化性能最高,而且有较强的可见光光催化活性。

镧、钇掺杂铕-樟脑酸-1,10-菲咯啉三元配合物的合成及荧光性能

实验合成了单核铕-樟脑酸-1,10-菲咯啉三元配合物和La、Y掺杂异核铕-樟脑酸-1,10-菲咯啉三元配合物。通过配位滴定、元素分析和红外光谱等测试,确定其组成为RE2(CA)3(phen)2(RE为Eu、La和Y;CA为樟脑酸;phen为1,10-菲咯啉);通过三维荧光光谱图确定其最佳激发波长为330.0 nm,即在330.0 nm激发光下的发射光谱图中均显示出Eu3+离子5D0→7F0(579nm),5D0→7F1(594 nm)和5D0→7F2(612 nm)等三条特征谱线,其中5D0→7F2(612 nm)为最强跃迁峰。荧光强度变化研究表明,适量镧和钇离子的掺杂并没有降低铕离子的荧光强度,说明镧和钇对铕离子荧光发射有敏化作用。

钛酸钠纳米线制备TiO_2纳米线的反应条件

结合离子交换-高温烧结法,由钛酸钠纳米线制备了TiO_2纳米线。通过XRD、Uv-vis漫反射和SEM等测试手段,探讨离子交换时间和高温烧结温度对制备TiO_2纳米线的影响,并以甲基橙为目标污染物测试其光催化性能。结果表明:离子交换时间越长越有利于钛酸纳米线的形成,离子交换48h时钛酸钠纳米线基本转换成为钛酸纳米线;过低的烧结温度不利于TiO_2纳米线的形成,烧结温度650℃时钛酸纳米线基本分解成为TiO_2纳米线;钛酸钠纳米线几乎没有光催化性能,而TiO_2纳米线具有很强的光催化性能。

尿素铁(Ⅲ)配合物的有机溶剂法合成及其热分解反应

使用硝酸铁和尿素在乙醇溶剂中合成了尿素铁(Ⅲ)配合物,通过元素分析和红外光谱分析等手段表征其组成为[Fe(CON2H4)6](NO3)3;再采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和差热-热重分析(DTA-TG)等手段对所得[Fe(CON2H4)6](NO3)3配合物的热分解反应及其产物进行了研究。结果表明,热分解过程分两步进行,并在空气中200℃热分解后得到γ-Fe2O3纳米粉体。

对《无机及分析化学实验》部分实验内容的修正

使用南京大学《无机及分析化学实验》编写组编写的《无机及分析化学实验》教材,在非化学专业学生无机化学实验教学过程中发现Na Cl提纯、滴定操作、HAc解离常数及解离度的测定等实验中存在着内容编写上的贻误。本文以实验教学大纲为依据,结合实验教学目标对此进行了修正。

蒙古语学习软件的设计与实现

介绍了蒙古语学习软件的设计思想,给出了书写软件的实现方法,以及基本字符与变形显现形式之间的对应关系.