Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒的制备及光催化性能

本工作通过水热法与磁控溅射法结合成功构建了表面均匀沉积纳米Au粒子的α-Fe_(2)O_(3)(Au@α-Fe_(2)O_(3))纳米棒,纳米Au粒子的负载量和形态分别由磁控溅射时间和热处理温度调控。在沉积5.1%的纳米Au粒子后,因纳米Au的表面等离子体共振(SPR)效应,Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒在550 nm处出现了一个新的吸收峰,其带隙由2.20 eV变窄至1.95 eV。Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒的荧光强度和电化学阻抗显著降低,光电流从0.27μA·cm^(-2)增大至0.45μA·cm^(-2)。纳米Au粒子既拓宽了Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒的可见光吸收性能,又抑制了电子-空穴对的复合。与α-Fe_(2)O_(3)纳米棒相比,Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒的光催化性能变得更加稳定,Au@α-Fe_(2)O_(3)纳米棒的光催化效率提高约一倍。

豫西熊耳山蒿坪沟Ag-Au-Pb-Zn多金属矿床闪锌矿矿物学和微量元素组成特征及其成矿启示

蒿坪沟银金铅锌多金属矿床是豫西熊耳山地区重要的铅锌多金属矿床之一,矿体主要赋存在蚀变破碎带和断裂带内,成矿与区内岩浆活动关系密切。目前该矿床的研究集中于同位素地球化学、成矿时代和成矿物质来源等方面,但从矿物角度示踪成矿过程的报道较少。本文以矿石中不同世代闪锌矿为研究对象,开展电子探针和LA-ICP-MS原位主微量元素分析,查明不同世代闪锌矿的矿物学和微量元素组成特征,以反演矿床成矿物理化学条件进而约束矿床成因类型。结果表明,该矿床中闪锌矿主要存在两个世代:第一世代闪锌矿(Sp1)呈黑褐色或浅褐色,常与黄铁矿和黄铜矿共生,相对富集Fe、Mn、Cd、Cu和In;第二世代闪锌矿(Sp2)呈黄褐色或暗褐色,与大量方铅矿共生,裂隙被它形黄铁矿和碳酸盐充填,相对富集Co、Ge、Sn和Pb。闪锌矿中主要富集的元素为Fe、Co和In,其中Fe、Mn、Cd、Co和In等元素基本是以类质同象的形式赋存在闪锌矿的矿物晶格中,而Ag、Sb、Cu和Pb可能是以子矿物或显微包裹体的形式赋存。此外,Zn/Cd、Zn/Fe和Ga/In比值以及Fe温度计指示闪锌矿形成于中低温(沉淀时流体温度为229~259℃)和低硫逸度(lgƒ(S_(2))=-12.0~-10.1)的环境下,由成矿阶段II(Sp1到成矿阶段Ⅲ(Sp2其成矿温度可能发生了显著变化,结合面扫描分析结果,指示闪锌矿从核部到边缘温度逐渐降低。通过与国内外典型铅锌矿床闪锌矿微量元素特征对比,结合本矿床闪锌矿中低的Ga/In和Ge/In比值及Ge含量的特征,指示蒿坪沟银金铅锌多金属矿床成矿过程有岩浆活动的参与。综合认为蒿坪沟银金铅锌多金属矿床可能属于岩浆期后热液蚀变岩型和脉型矿床。

超高真空原子尺度Au_(x)/Si(111)-(7×7)表面吸附的电荷分布测量

原子尺度表面吸附Au原子的物理化学性质对研究纳米器件的制备以及表面催化等起着非常重要的作用.利用调频开尔文探针力显微镜研究了室温下Au在Si(111)-(7×7)表面吸附的电荷分布的特性.首先,利用自制超高真空开尔文探针力显微镜成功得到了原子尺度Au在Si(111)-(7×7)不同吸附位的表面形貌与局域接触电势差(LCPD);其次,通过原子间力谱与电势差分析了Au/Si(111)-(7×7)特定原子位置的原子特性,实现了原子识别;并通过结合差分电荷密度计算解释了Au/Si(111)-(7×7)表面间电荷转移与Au的吸附特性.结果显示,Au原子吸附有单原子和团簇形式.其中,Au团簇以6个原子为一组呈六边形结构吸附于Si(111)-(7×7)的层错半单胞内的3个中心原子位;单个Au原子吸附于非层错半单胞的中心顶戴原子位;同时通过电势差测量得知单个Au原子和Au团簇失去电子呈正电特性.表面差分电荷密度结果显示金在吸附过程中发生电荷转移,失去部分电荷,使得吸附原子位置上的功函数局部减少.在短程力、局域接触势能差和差分电荷密度发生变化的距离范围内,获得了理论和实验之间的合理一致性.

右江盆地大际山U-(Mo)矿床围岩蚀变特征及微量元素迁移规律——对区域内U、Au成生关系的指示

位于扬子地块西南缘的右江盆地,是全球第二大的卡林型Au矿(共伴生有Sb、Hg、Tl异常/矿化)矿集区,有着滇黔桂“金三角”的美誉。值得注意的是,该区除发育Au(-Sb-Hg-Tl)矿床外,还产有大量赋矿岩性和控矿构造相似的U矿床(点),成矿特色鲜明。前人对该区Au矿开展了大量研究,而U矿研究较少,对U、Au的成生关系尚不清楚。基于此,文章选取右江盆地内典型的U矿床——大际山U-(Mo)矿床为研究对象,通过开展岩矿相学研究和地球化学分析,厘定了矿化的围岩蚀变为硫化、沥青质化、磷铝锶石化、硅化和伊利石化,揭示了矿化过程中Re、Tl、Mo、U、Cd、Ni、Co、As、Sb、MREE的相对富集。蚀变矿物组合及元素迁移规律约束大际山U-(Mo)矿床中成矿物质可能来源于牛蹄塘组,成矿流体应为还原性有机流体与地表-近地表酸性、氧化性流体的混合,矿质沉淀发生在低温、酸性、还原环境中。综合分析认为,右江盆地内U、Au分布特征及矿床成因具有明显差异,二者应是不同成矿事件的产物。

Au-TiO_(2)光电极界面声子热输运特性的分子动力学模拟

为了研究光电分解水体系中具有热等离激元效应的Au-TiO_(2)电极的界面热输运特性,本文采用非平衡分子动力学方法研究了温度、界面耦合强度以及添加石墨烯层对Au-TiO_(2)界面热导的影响,并通过声子态密度对界面热导的变化进行了分析.研究结果表明,当体系温度从300 K增加到800 K时,Au-TiO_(2)界面导热系数增加了78.55%,这与更多的低频声子参与界面热输运相关,更多的热量传递到TiO_(2)上可促进界面反应.随着Au与TiO_(2)界面耦合强度的增大,界面热导率可通过TiO_(2)和Au的声子态密度的重叠程度得到优化.添加单层石墨烯可提高Au-TiO_(2)结构的界面热导,其中0—30 THz的低频区声子对导热贡献最大,但添加2层和3层石墨烯,石墨烯层与层之间的相互作用力阻碍了界面传热,且在低频区的声子数量有所降低,不利于热量在Au和TiO_(2)之间进行传递.

孪晶取向对Au纳米线变形机制影响的模拟

本文采用分子动力学方法,阐明了Au纳米线各力学特性参数随孪晶取向角度的变化规律,以及不同变形机制发生的孪晶取向角度范围。结果表明:在较小孪晶取向角度下(0°<θ<90°),纳米线具有较高的强度,不全位错与孪晶面相互作用引起的应变局域化主导了其塑性变形;在中等孪晶取向角度下(18°≤θ≤75°),退孪生主导了Au纳米线塑性变形,尤其是30°≤θ≤60°时,完全退孪生引发的应变硬化,使得纳米线具有较高塑性;在较大孪晶取向角度下(75°<θ≤90°),纳米线具有较高的强度,但塑性较差,不全位错连续穿越孪晶界引起的位错链主导了Au纳米线塑性变形。

气氛环境下Au/CeO_(2)催化剂烧结行为的原位电镜研究

气氛环境下原位研究催化剂的烧结行为,能够为理解催化剂在预处理以及反应条件下的烧结机理和高稳定催化剂的设计提供重要的实验依据。本文以Au/CeO_(2)模型纳米催化剂为研究对象,利用环境透射电子显微镜原位观察其在O_(2)与CO气氛下的高温动态烧结过程。实验发现,负载在CeO_(2)上的Au纳米颗粒在O_(2)与CO气氛环境中表现出不同的烧结行为,其在O_(2)气氛下具有较高的烧结速度,同时存在颗粒迁移与聚集长大(particle migration and coalescence,PMC)和奥斯特瓦尔德熟化(Ostwald ripening,OR)两种烧结过程;在CO气氛下烧结速度较慢,烧结过程以OR为主。对比不同气氛环境下烧结后催化剂的表面结构可知,CO增加了CeO_(2)表面台阶的数量以及表面氧空位浓度,增强了载体对Au颗粒的锚定作用,从而提升Au/CeO_(2)催化剂的稳定性。

Au/γ-Al_(2)O_(3)催化剂的绿色制备及其催化降解亚甲基蓝性能

利用侧柏叶提取液为还原剂制备了纳米金负载型Au/γ-Al_(2)O_(3)催化剂,研究了负载条件对金颗粒物理状态及催化剂比表面积的影响。利用XRD、BET、SEM、TEM对催化剂的晶型、孔结构和形貌进行表征,以亚甲基蓝作为目标污染物探究了Au/γ-Al_(2)O_(3)的催化降解能力。结果显示,最佳金负载率为1.00%,最佳煅烧温度为300℃。当Au/γ-Al_(2)O_(3)投加量为0.7 g·L^(-1)时,15 mL 0.5 g·L^(-1) NaBH_(4)能在10 min内降解97.67%的亚甲基蓝,且循环利用5次后单位质量催化剂的亚甲基蓝降解率不下降,说明Au/γ-Al_(2)O_(3)催化剂有良好的催化活性和稳定性。

有机膦酸改性碳纳米管/硫化铋复合材料的设计合成及其对Au(Ⅲ)的吸附性能研究

本研究设计合成新型高效重金属吸附材料有机膦酸羧酸改性多壁碳纳米管/硫化铋(PBTCA-MWCNTs/Bi_(2)S_(3)),对材料进行了傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)和X射线光电子能谱(XPS)等表征,并研究其对重金属离子的吸附性能。结果发现:PBTCA-MWCNTs/Bi_(2)S_(3)有优良的Au(Ⅲ)吸附性能;Langmuir模型拟合结果显示,材料在25℃时吸附容量达到1655.50 mg·g^(-1)。对该材料吸附热力学、吸附动力学和吸附选择性等方面的研究为Au(Ⅲ)回收提供了有效的技术支持。

多胺桥联聚倍半硅氧烷/壳聚糖蛇-笼型复合材料的制备及其对Au(Ⅲ)的吸附性能研究

本研究以3-氯丙基三甲氧基硅烷(CPTS)、乙二胺(EDA)和二乙烯三胺(DETA)为原料,制备两种单体B-DETA-m和B-EDA-m,然后将桥联单体与不同比例壳聚糖(CTS)反应,合成了EDA/CTS和DETA/桥联聚倍半硅氧烷(BPS)两个系列蛇-笼型复合材料。对复合材料进行了红外光谱、比表面积及孔隙度分析、扫描电镜等表征,考察了复合材料对Au(Ⅲ)的吸附性能。结果表明,CTS的加入能够有效提高材料的吸附性能,其中拥有较丰富孔隙度和较大比表面积的EDA/CTS-30和DETA/CTS-30对Au(Ⅲ)吸附能力最强。本研究为含CTS和BPS的新型吸附剂、色谱柱等材料的研发提供了理论依据,可应用于污水处理,对后续环境治理研究具有积极意义。

H_(2)S在Cr(111)面上吸附与解离的第一性原理研究

采用了第一性原理研究了H_(2)S在Cr(111)面的吸附解离过程,利用吸附能、吸附构型和偏态密度图(PDOS)研究了H_(2)S及其解离产物在Cr(111)面上的吸附情况,都偏向倾斜吸附在Cr(111)面.同时研究了HS/H和S/H共吸附情况,得到共吸附物质在Cr(111)面上有明显的相互作用.最后使用线性同步和二次同步变换方法确定了解离反应的过渡态,了解到第一、二步解离的活化能分别为1.65 eV、0.82 eV,H_(2)S分子在Cr(111)面上的解离过程是放热反应,反应能为-2.90 eV.

基于Au/In键合的静电扭转微镜的设计与工艺研究

采用Au/In键合技术并引入凸点层设计,制备了用于光通信领域的二维平行板式静电扭转微镜阵列。相较于其他键合技术,Au/In键合实现了低温键合并与硅通孔技术相容。此外,相对于梳齿驱动,采用平行板电容的扭转微镜有助于实现更高的占空比,便于阵列制造。凸点层的设计提升了键合强度,平均键合强度达8.97 MPa。微镜的实测结果与有限元仿真基本一致,内、外轴分别在13.7 V和18.2 V的直流电压下实现了0.7°的机械转角。

Au-Ag-Al系相图的热力学优化和计算

使用计算相图方法(CALPHAD)计算Au-Ag-Al的三元相图时,三个边际二元相图(Au-Al,Au-Ag,Ag-Al)的准确性对三元相图的计算有很大的影响,目前Au-Al边际二元相图存在着一定的矛盾。在综合评估Au-Al体系实验数据的基础上,优化和计算了Au-Al合金体系的平衡相图,使用置换式溶体溶液模型描述Au-Al体系中液相、Bcc和Fcc相的吉布斯自由能,分别用亚点阵模型(Al)(Au)_(4)、(Al)_(3)(Au)_(8)、(Al)(Au)_(2)、(Al)(Au)和(Al,Au)_(2)(Al,Au)描述AlAu_(4)、Al_(3)Au_(8)、AlAu_(2)、AlAu和Al_(2)Au相,通过Pandat软件优化得到一组各相的热力学参数,计算得到的Au-Al相图与实验数据和热力学数据相吻合。结合Au-Ag和Ag-Al的热力学参数,计算了Au-Ag-Al液相面投影图和等温截面图,液相面投影图显示该三元系存在8个四相平衡反应,对Au-Ag-Al合金的研究具有指导意义。

Au纳米粒子二聚体-Au片耦合体系“热点”的尺寸效应

表面增强光谱“热点”效应一直是相关领域广受关注的主题,其中与尺寸和激发波长相关的动态“热点”转移效应的可控性是研究的重点和难点.本文利用有限元法(FEM)对Au纳米粒子球二聚体-Au片耦合体系进行了模拟计算,研究了激发波长和纳米粒子尺寸对体系不同间隙处电磁场增强的影响.结果表明,该体系所拥有的两种等离激元共振模式的分离和位置与纳米尺寸密切相关,并且影响该耦合体系的“热点”分布.当纳米粒子尺寸为30 nm,激发波长范围为450~535 nm和670~950 nm时,两种等离激元共振模式以协同效应为主,“热点”主要存在于粒子与粒子间隙;随着纳米粒子球尺寸增加至85~105 nm,激发波长范围分别为670~695nm和725~755 nm时,两种等离激元共振模式之间开始出现竞争效应,发现“热点”由粒子与粒子间隙处转移至粒子与金片间隙处.该研究结果为“热点”转移调控提供了新思路.

Au/Cu-Co催化剂上甘油选择性氧化制二羟基丙酮的研究

二羟基丙酮(DHA)是甘油选择性氧化的高附加值产物,在农业、医药等领域具有重要的应用价值。本文以溶胶-凝胶法和硬模板法制备的CuO和Cu-Co金属氧化物复合材料为载体并负载金制备了催化剂,研究了其在非碱性条件下催化甘油氧化为二羟基丙酮的性能。活性评价结果表明,Au/Cu_(0.75)Co_(0.25)催化剂具有最高的催化活性,表现出了良好的选择性,在最佳的反应条件下,甘油转化率为69.0%,DHA选择性为99.7%,催化剂较高的活性可能是由于Co的加入增强了Au与载体之间的相互作用,使得电子云密度更容易向Au发生偏移从而形成更多的Au^(0)物种并且提高了Au的颗粒分散度,Au^(0)的增加有利于形成更多的晶格氧物种O_(latt),从而增强了甘油的活化和转化,更小的Au粒径也有利于催化剂上甘油的吸附和活化,从而促进了DHA的生成。

长期探寻的Au_(23)(S-Adm)_(16)结构及未曾预期的掺杂效应

一锅同时获得单个金属原子掺杂的纳米团簇与母体团簇富有挑战性。这样的合成可排除微量杂质的影响,使得掺杂和未掺杂纳米团簇的性质对比更加合理可靠。在此,我们首次实现了这种合成,得到了长期追寻的纳米团簇Au_(23)(SAdm)_(16)和其单镉掺杂的Au_(22)Cd_1(S-Adm)_(16)纳米团簇,并通过单晶X射线晶体学解析了其结构。令人惊讶的是,与以前的报道结果相反,Au_(23)(S-Adm)_(16)比Au_(22)Cd_1(S-Adm)_(16)更稳定。另一方面,由于掺入镉原子后,内核Au―Au键长度增加,光激发电子转移阻力增加,导致Au_(22)Cd_1(S-Adm)_(16)吸收和发射强度明显下降。因而,不仅团簇的稳定性,而且团簇的吸收和发射强度也与内核Au―Au键的长度关联。这项工作表明了两种团簇结构上的微小差异就可导致光学、热稳定性等方面的显著区别,也为研究金属纳米团簇的构效关系提供了良好的借鉴。

种晶法调控Au纳米棒形貌及其对LSPR吸收峰的影响

金属纳米材料具有独特的局域表面等离子共振效应(LSPR),通过形貌控制使其在近红外光区附近进行调制具有重要的研究意义。采用种晶法制备Au纳米棒,通过调控晶种添加量和氯金酸添加量改变金纳米棒长径比,实现对LSPR吸收峰的调制。结果表明800μL的晶种添加量是制备Au纳米棒的最佳剂量,其产物为多晶结构,产量最大,尺寸分布最均匀。氯金酸添加量对Au纳米棒的尺寸有较大影响,即氯金酸添加量越大,Au纳米棒越短。Au纳米棒的LSPR特征峰随着颗粒形貌的变化出现明显的偏移,且颗粒越细、长度越长,对近红外光的吸收越强,特征吸收峰会逐渐红移。

辣椒新品种遵椒111的选育

遵椒111是以核质互作雄性不育系ZHS7为母本、自交系cqw-b2为父本杂交选育而成的干鲜兼用朝天椒杂交1代新品种。该品种中熟,在贵州省春季露地栽培全生育期186 d。植株生长势强,株型紧凑,平均株高70.40 cm,株幅75.63 cm,果实单生向上,果面光滑,果实指形,单株挂果数125.7个,果实纵径7.15 cm、横径1.68 cm,果肉厚度0.18 cm,单果质量5.76 g,青熟果绿色,老熟果红色。果实辣味中等、商品性好,鲜果辣椒素含量(w,后同)171 mg·kg^(-1),维生素C含量156 mg·100 g^(-1)。平均667 m^(2)鲜椒产量1574.32 kg。田间表现高抗青枯病,抗黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CMV)、烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)、炭疽病和疫病;适宜在贵州省及相似生态地区进行保护地栽培。2023年通过农业农村部非主要农作物品种登记。

Au修饰ZnO纳米棒的制备及紫外探测性能研究

采用磁控溅射技术和水热法制备金(Au)纳米颗粒修饰的氧化锌(ZnO)纳米棒材料。利用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和荧光光谱仪等测试设备对不同溅射功率下的Au纳米颗粒修饰的ZnO纳米棒进行了表征分析。实验结果表明,不同溅射功率下的ZnO纳米棒均呈六方纤锌矿结构,沿晶面(002)择优生长,具有较高的结晶度;修饰后ZnO纳米棒表面附着Au纳米颗粒,能有效增强其紫外光激发强度;当射频溅射功率为80 W时,ZnO纳米棒表现出最佳的紫外探测性能,相比于未修饰的ZnO纳米棒,Au纳米颗粒能抑制ZnO纳米棒的持续光电导(PPC)效应,其紫外探测的响应/恢复时间分别降低了6.05和4.54 s,光暗电流比由9.31提升至32.40,光响应度达到1.94A/W,显著增强了ZnO纳米棒紫外探测的能力。

醋酸乙酯在Pd/Au表面的形成机理研究

采用密度泛函理论研究了醋酸乙烯合成过程中关键副产物醋酸乙酯在Pd/Au(100)及Pd/Au(111)表面的形成机理,从微观层面揭示Pd/Au(100)及Pd/Au(111)表面不同Pd原子数、Pd/Au原子构型对醋酸乙酯形成的影响。研究结果表明,Pd/Au(100)和Pd/Au(111)表面邻位Pd活性位构型最有利于醋酸乙酯的生成,而随着Pd/Au表面Pd原子数的增加,生成醋酸乙酯的反应活性逐渐降低,团簇Pd活性位(Pd原子数大于等于4)可以有效抑制醋酸乙酯的生成。该机理为开发高选择性Pd/Au催化剂、抑制醋酸乙酯副产物生成提供了理论依据。