Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)的构建及光催化降解性能

通过水热法制备出一系列Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)新型光催化剂。采用扫描电子显微镜、粉末X射线衍射、红外光谱、紫外可见吸收光谱等表征手段研究了催化剂的形貌、结构性质和光电化学性质,并以四环素(TC)为降解目标污染物,进一步探究了其催化效率。实验结果表明,Cu_(2)O的加入提高了复合催化剂的光催化性能,其中20%Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)复合催化剂(Cu_(2)O和Bi_(2)MoO_(6)的质量比为20%)降解效果最好,100 min内可降解95%的TC。Cu_(2)O与Bi_(2)MoO_(6)之间的协同作用使其可以吸收更多的可见光,所构建的Z型异质结改变了电子转移途径,提高了电子与空穴的分离效率,光催化活性显著提高。通过自由基捕获实验和能带结构,分析了Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)复合催化剂光催化降解TC可能的机理。

MoS_(2)及其改性膜去除水中重金属及核素研究进展

近年来,由于工业、核电及其相关产业的快速发展,水中重金属及核素污染不能忽视,水体安全保障成为全球关注的重要问题。二硫化钼(MoS_(2))纳米材料在杀菌、储氢和水净化等领域备受关注,膜技术由于操作简单、效率高等优点成为去除水中重金属及核素的选择之一。本文综述了近5年来MoS_(2)基纳米材料及膜材料在去除水中重金属及核素的研究进展,重点介绍了MoS_(2)合成与改性的主要方法、MoS_(2)去除重金属及核素过程中的主要影响因素及作用机理、MoS_(2)改性膜制备及膜技术去除水中重金属及核素的前沿研究等,旨在高效去除重金属和核素。

泡沫镍负载NiMoO_(4)/NiMoS_(4)复合材料的制备及其电化学性能

以泡沫镍作为基底,采用水热法原位生长出具有片状结构的NiMoO_(4)活性材料,然后通过水热硫化制备出NiMoO_(4)/NiMoS_(4)复合材料,研究了水热时间和硫脲添加量对样品形貌和电化学性能的影响。电化学结果表明,NiMoO_(4)/NiMoS_(4)电极在电流密度为1A·g^(-1)时,比电容为1560.7F·g^(-1),在电流密度为40A·g^(-1)时循环2000次后,比电容仍为初始比电容的76.7%。将NiMoO_(4)/NiMoS_(4)电极材料与活性炭(AC)分别作为正、负极组装的非对称超级电容器(ASC)在400W·kg^(-1)的功率密度下可提供29.0Wh·kg^(-1)的能量密度。

改性生物炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

针对目前水体中重金属污染的热点研究,利用商用花生壳生物炭(BC1)优异的比表面积、丰富的凹陷和孔道结构,制备一种改性生物炭(H_(2)O_(2)-Fe(Ⅱ)-BC1)。以废水中Cr(Ⅵ)为处理目标物,研究H_(2)O_(2)-Fe(Ⅱ)-BC1对废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。利用XRD,FESEM,FTIR表征吸附剂结构,利用动力学和吸附等温线拟合分析改性生物炭的吸附机理。此外,研究了吸附温度、Cr(Ⅵ)的初始质量浓度、H_(2)O_(2)-Fe(Ⅱ)-BC1投加量和pH对吸附性能的影响。实验结果表明,改性生物炭显著增强了对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能且吸附过程以物理吸附为主导。

g-C_(3)N_(4)QDs@Go/MoS_(2)二维复合半导体催化剂的合成及光催化性能研究

为了解决MoS_(2)纳米片容易堆积、导电性低的科学问题,通过水热法在MoS_(2)催化剂水热引入石墨烯增强其导电性,制备出Go/MoS_(2)纳米片,随后负载上已合成的量子点(g-C_(3)N_(4)QDS),构建出g-C_(3)N_(4)QDS@Go/MoS_(2)三元二维复合催化剂,用于光催化产氢。g-C_(3)N_(4)量子点由于其独特的电子结构和物理化学特性,其能带与MoS_(2)较为匹配,作为半导体材料也可以激发产生光生载流子,促进了整体催化产氢的效率。在本研究中复合催化剂显示出较高的光催化性能,2.5 h氢气产量为7.25μmol/g,相较于Go/MoS_(2),提升了近1.5倍。

C_(60)-MoP-C纳米花范德瓦耳斯异质结及其电催化析氢性能

采用气固法制备了磷化钼-碳纳米花(MoP-CFs),通过简单的超声自组装将C_(60)修饰在MoP-CFs表面,形成范德瓦耳斯异质结。研究其电催化析氢性能发现,C_(60)的修饰能够有效降低电催化析氢过电位。其中,10%C_(60)-MoP-CFs样品(10%为C_(60)的质量分数)表现出最佳催化活性,在酸性和碱性条件下达到10 mA·cm^(-2)的电流密度时,所需要的过电位分别为158和157 mV,并且具有至少20 h的电催化稳定性。C_(60)与MoP-CFs之间强电子耦合作用促进电子由C_(60)迁移到MoP-CFs表面,有助于减小电荷传输阻力,加快电催化析氢界面反应动力学过程。

[WS_(3)Cu_(2)]簇基超分子框的组装、结构及其三阶非线性光学响应

将二(4-吡啶)硫烷(L_(1))、4,4'-二(4-吡啶)二苯甲酮(L_(2))分别与(Et_(4)N)(Tp*WS_(3))(A)(Tp*=三(3,5-二甲基吡唑)氢合硼酸根)和[Cu(Me CN)_(4)]PF_(6)进行反应,得到2个W/Cu/S簇基超分子化合物[Tp*WS_(3)Cu_(2)(L_(1))]_(2)(PF_(6))_(2)·2Me CN·2CHCl_(3)(1·2Me CN·2CHCl_(3))和[Tp*WS_(3)Cu_(2)(L_(2))(Me CN)]_(2)(PF_(6))_(2)·4Me CN (2·4Me CN)。对配合物1·2Me CN·2CHCl_(3)和2·4Me CN分别进行了单晶X射线衍射、核磁、质谱、红外、紫外可见和元素分析表征。单晶X射线衍射分析表明,它们是由2个L_(1)/L_(2)配体连接2个[Tp*WS_(3)Cu_(2)]~+簇核形成的阳离子型簇基超分子框。核磁氢谱和高分辨电喷雾离子化质谱(HRESI-MS)证明它们在溶液中具有一定的稳定性。并利用Z扫描技术测试了超分子化合物1·2Me CN·2CHCl_(3)和2·4MeCN溶液的三阶非线性光学特性,测试结果表明它们的三阶非线性光学响应强于前驱体A。

基于涤棉混纺织物的荧光碳点对Cr(Ⅵ)和Hg(Ⅱ)的检测

该文以废弃涤棉混纺织物为碳源,分别在乙二醇和硫酸溶液中通过溶剂热法合成了两种荧光碳点,实现了对溶液中Cr(Ⅵ)和Hg(Ⅱ)的检测。通过透射电镜与红外光谱表征了碳点的形貌与组成,并基于紫外吸收光谱和荧光光谱分析了碳点的电子跃迁形式及发光类型。在乙二醇体系中制得的碳点(ETCCDs)能够选择性检测Cr(Ⅵ),检出限为0.093 mg/L,其检测机理为荧光内滤效应;硫酸体系中制备的碳点(WTCCDs)能够选择性检测Hg(Ⅱ),检出限为0.018µmol/L,检测机理为能量转移。对实际水样中的Cr(Ⅵ)和Hg(Ⅱ)进行检测,验证了上述两种碳点的实用性。基于涤棉混纺织物制备的荧光碳点不仅实现了对两种重金属离子的检测,同时也为废旧纺织物的再生利用提供了借鉴意义。

W_(18)O_(49)/NH_(2)-UiO-66复合催化剂的高效光催化CO_(2)环加成

以2-氨基对苯二甲酸(H_(2)ATA)为配体,通过溶剂热法合成了Zr基MOF:NH_(2)-Ui O-66,继而以氯化钨为前驱体,通过溶剂热法实现了富含氧空位的缺陷氧化钨(W_(18)O_(49))在NH_(2)-Ui O-66上的原位生长,构建了具有典型Ⅱ型异质结的复合光催化剂W_(18)O_(49)/NH_(2)-Ui O-66。通过粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对催化剂的组成与结构进行了表征。在室温常压、模拟太阳光下,以氧化苯乙烯为模型底物,对所有样品的光催化活性进行了考察,W_(18)O_(49)/NH_(2)-Ui O-66展现了最高的碳酸苯乙烯酯产率(58 mmol·g^(-1)·h^(-1))。

三氧化铀粉末溶解工艺研究

三氧化铀是乏燃料后处理厂的一种产品,可用于制备工厂开车、铀尾端调试、制备四价铀等工艺环节所需的硝酸铀酰溶液。为明确三氧化铀粉末溶解制备硝酸铀酰溶液的最优工艺条件,有针对性地提高三氧化铀溶解工艺水平,探索其溶解特性,有必要研究三氧化铀溶解过程中工艺条件对溶解过程的影响。本文研究了不同搅拌速度、温度、初始酸度条件下,硝酸溶解三氧化铀粉末的过程,分析了反应条件对溶解过程的影响方式,并得到了最优工艺条件。结果表明:提高反应温度、初始酸度均有利于三氧化铀的溶解,随着搅拌速度的提高溶解时间呈现先减小后增大的趋势。

MoS_(2)核壳球上氧掺杂的动力学调制及其电化学分解水效应

在氩气气氛中900℃煅烧前驱物MoS_(2)核壳超级球得到MoS_(2)核壳球。在升温速率为20、10、5、2℃·min^(-1)时,MoS_(2)核壳球上氧掺杂量分别从前驱物的23.1%降低到17.6%、10.8%、5.5%、6.2%。结果表明较低的升温速率可以导致更低的氧掺杂量。基于前驱物特殊的准分子超晶格结构,提出了原位阴离子交换反应机理,以深入理解MoS_(2)核壳球上氧掺杂的动力学调制机理。电化学性能研究表明通过调制氧掺杂量可以有效改善MoS_(2)核壳球电化学分解水的性能。

基于合成后修饰策略构建高灵敏度和选择性金属有机骨架基荧光静默系统用于抗坏血酸的检测

成功制备了一种在水溶液中表现出优异荧光性能和稳定结构的三维荧光金属有机骨架[Cd(L)(H_(2)O)_(0.5)]·DMF·2.5H_(2)O(1),其中H_(2)L=3-(四唑-5-基)三唑。1在识别Cr(Ⅵ)离子过程中表现出明显的荧光猝灭现象,并形成“开-关”荧光静默体系(Cr_(2)O_(7)^(2-)@1),该体系可以快速检测水溶液中的Cr(Ⅵ)离子,这是Cr(Ⅵ)的紫外吸收光谱和1的激发光谱重叠而导致的福斯特共振能量转移(FRET)。此外,通过消除FRET的作用,Cr_(2)O_(7)^(2-)@1的荧光强度可以恢复或超越原始值,从而实现对水体系中抗坏血酸(AA)的高选择性和灵敏度的荧光检测。同时,Cr_(2)O_(7)^(2-)@1体系可以成功检测维生素C片中的AA,回收率为98.20%~103.33%,相对标准偏差(RSD)为1.78%~3.42%。基于此,构建了以AA和铬(Ⅵ)为化学输入的荧光“IMPLICATION”分子逻辑门。

磷掺杂缺陷WS_(2)纳米片诱导的高效析氢性能

通过超声剥离法制备二硫化钨(WS_(2))纳米片,将纳米片和红磷(P)混合,用氩气(Ar)等离子体对混合物进行处理,制备了P掺杂缺陷WS_(2)纳米片。对制备的材料进行电催化析氢反应(hydrogen evolution reaction,HER)测试,结果表明P掺杂的缺陷WS_(2)纳米片相对于缺陷WS_(2)纳米片和WS_(2)纳米片表现出优越的HER催化活性(较小的过电位和Tafel斜率、优异的稳定性)。密度泛函理论计算结果表明,在WS_(2)结构中P原子和缺陷结构改善了其电子结构,使其具有更加合适的H+吸附能垒和H2生成动力学性能,从而提高催化活性。

基于锰、氯、氮共掺杂碳点的光学双模和智能手机成像检测Cr(Ⅵ)

六价铬[Cr(Ⅵ)]具有毒性和致癌性,严重威胁人类健康,因此开发快速、灵敏、精准检测Cr(Ⅳ)的方法具有重要意义。该研究以邻苯二胺、对氨基苯甲酸、氯化锰和浓盐酸为反应前体,通过一步水热法合成了锰、氯、氮共掺杂碳点(Mn,Cl,N-CDs)。Mn,Cl,N-CDs能发出明亮且稳定的红色荧光,荧光量子产率为5.3%。基于聚集诱导和动态猝灭效应,Cr(Ⅵ)可使Mn,Cl,N-CDs的荧光强度和吸光度发生显著变化,基于此,开发了荧光和比色双模传感器及智能手机成像法,实现了Cr(Ⅵ)的灵敏检测。荧光法和比色法检测Cr(Ⅵ)的线性范围分别为33.8~469.5µmol/L和2.4~80.7µmol/L,智能手机成像检测Cr(Ⅵ)的线性范围为20.0~160.0µmol/L(可见光辐照)和80.0~170.0µmol/L(紫外光辐照)。该文不仅成功构建了智能手机成像定量检测Cr(Ⅵ)的传感器,同时为基于碳量子点构筑智能、便携、可视化传感器提供了新思路。

一例具有可逆热诱导电荷转移行为的二维氰基桥联W^(Ⅴ)-Co^(Ⅱ)配合物

具有不同自旋态的磁性双稳态材料因在存储器件和分子开关领域具有广泛的应用前景而备受关注。本文报道了一种基于W^(Ⅴ)-Co^(Ⅱ)电荷转移过程的新型磁性双稳态化合物。通过将4-((2-萘-1-基)乙烯基)吡啶(4-nvp)引入氰基桥接的W^(Ⅴ)-Co^(Ⅱ)层框架中,合成了一例氰基桥联二维双金属网络配合物{[W^(Ⅴ)(CN)_(8)]_(2)[Co^(Ⅱ)(4-nvp)_(4)]_(3)}·4CH_(3)OH(1),其中辅助配体4-nvp可以提供分子内和分子间π-π相互作用。磁性研究结果表明,化合物1表现出可逆的电子转移耦合诱导自旋转变行为(ETCST)。该过程使体系自旋态由W^(Ⅴ)—CN—Co^(Ⅱ)_(HS)(HS=高自旋)变到W^(Ⅳ)—CN—Co^(Ⅲ)_(LS)(LS=低自旋),并伴随着宽度为27 K的热迟滞。

在线加标-电感耦合等离子体质谱法测量纯钼中痕量杂质元素

纯钼的纯度或杂质含量对材料性能有重要的影响,痕量杂质的准确测量是产品质量控制的关键。电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)由于具有高灵敏、多元素同时测量的优势,是测量痕量杂质的最有效方法之一;但在测量高浓度纯钼基体中的痕量杂质时,会产生较强的基体抑制效应,严重影响测量结果准确性。基体匹配法、标准加入法以及基于同位素丰度比值测量的同位素稀释质谱法(IDMS)可以有效地补偿复杂的基体效应,获得准确的测量结果;但步骤繁琐、分析效率低、分析成本高使其难以满足高通量的测量需求。本万工作集成了标准加入法的准确性及在线自动分析的高效性,基于标准加入法的原理,通过双路进样,将样品溶液与标准溶液(系列标准溶液依次自动进样)同时引入三通进行混合,然后经过雾化进入ICP-MS进行检测,从而建立了基于在线加标的ICP-MS法。该方法有效地补偿了高浓度试样的基体效应,通过样品-标准进样流量差异的校正,提高了测量结果的准确性,实现了纯钼中29种痕量杂质元素的快速准确测量,满足了纯钼中痕量杂质标准物质的准确定值要求。经考察,本工作建立的方法对29种元素的方法检出限(MDL)在0.004~0.90μg/g之间,标准加入法标准曲线的线性相关系数r基本大于0.999,除Ca、Zn由于沾污问题导致的测量准确性较差外(Ca、Zn相对偏差分别为32%、13%),27种元素的测量相对偏差在−6.8%~5.1%之间。将Cr、K测量结果与IDMS法比较,进一步验证了该方法的可靠性。结果表明,两种方法测量结果偏差在1%以内,且具有相当的精密度(本方法对于Cr、K的RSD为1.8%~3.2%,IDMS法的RSD为0.9%~1.4%),但本方法分析效率与分析成本具有明显的优势,经评估15min可完成29种元素的测量,分析效率比IDMS法可提高上百倍,能够满足高通量的样品测试需求。

细菌胞外液生物合成纳米硒的理化性质及抗菌活性研究

本文以一株海洋菌株Bacillussp.Q72的胞外液为还原体系,实现了Se(IV)到纳米硒(SeNPs)的生物转化。利用FTIR、UV-Vis、XRD、SEM、TEM、XPS、拉曼光谱、粒度分析等对生物合成SeNPs的理化性质进行了研究,随后考察了SeNPs的抗菌活性和细胞毒性。结果表明,菌株Bacillus sp.Q72胞外液生物合成的SeNPs为球型,平均粒径为187.6nm,其表面包覆着蛋白质、核酸等生物大分子。SeNPs对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌均表现出较好的抑菌活性,同时具有较低的细胞毒性。利用细菌胞外液生物合成纳米硒,避免了利用菌体直接还原在分离过程中的繁琐操作,为SeNPs的生物合成提供了新方法。

制备工艺对硫化钼形貌及析氢性能的影响

析氢反应催化剂硫化钼(MoS2)的形貌直接影响其析氢活性位点数量,进而影响析氢性能。本研究采用水热法制备MoS2,并系统研究了制备工艺对其形貌及析氢性能的影响规律。结果表明:n(S)∶n(Mo)为2的弱酸性条件或n(S)∶n(Mo)为3的强酸性条件均有利于比表面积大的球花状MoS2样品的形成。样品的析氢性能与MoS2粒径呈反比,当n(S)∶n(Mo)为3、pH为1.21时制得的球花状MoS2样品粒径为100 nm、比表面积为34.69 m^(2)·g^(-1),析氢性能较好。在电流密度为10 mA·cm^(-2)的过电位及Tafel斜率分别为228.17 mV、91.61 mV·dec^(-1)。

三维花状WO_(3-x)高效光电催化剂

采用简便的溶剂热法成功制备出WO_(3)/WO_(2.83)高效光电催化剂(WO3),对其进行光电催化测试,结果表明,所制备的WO3纳米光电催化剂表现出较高的电催化活性,在电流密度达到10mA·cm^(-2)时,所需起始电压仅为-0.52V(vsHER)。而在加光后,纳米材料WO_(3-x)的催化性能得到了进一步提升,其起始电位从-0.52V(vsHER)降低到了-0.45V(vsHER),Re值由200.3Ω减小到了120.7Ω。值得一提的是,本文所制备的WO_(3-x)在放置90天后仍具有较高的电催化活性,表明其具有良好的长期稳定性。

二硫化钼纳米材料增强电化学析氢性能研究进展

大力发展氢能在应对能源危机和环境污染方面具有至关重要的作用,其中的关键是开发活性高、稳定性好、价格低廉的析氢材料。二维层状二硫化钼(MoS 2)材料因其独特的物理和化学性质以及可调电子结构而受到广泛关注。其中的本征活性位点少、导电性差等问题限制了其应用,本文阐述了二硫化钼的性质和制备方法,并重点分析总结了提高MoS 2纳米材料电化学析氢性能方面的方法和最新进展,展望了MoS 2纳米材料未来的发展方向。本文的观点对于理解二维层状MoS 2纳米材料在电化学反应中的作用具有重要意义。