铜基硫化物光催化改性研究进展

铜基硫化物禁带宽度窄,具有局域表面等离子体共振效应,对可见光有良好的吸收能力,且储量丰富、无毒,这些优势使铜基硫化物光催化剂引起了研究者们的广泛关注。然而,铜基硫化物光生电子和空穴复合速率高,可见光利用效率低,阻碍了其在光催化领域的应用,因此研究者们尝试了不同的改性策略提高其光催化性能。本文综述了铜基硫化物的改性策略,主要论述了形貌调控、晶相调控、半导体异质结等方式对铜基硫化物光催化性能的改性,分析了不同改性方法对铜基硫化物光催化性能提高的作用,以及铜基硫化物在光催化降解有机污染物、光解水产氢、光催化还原CO_(2)等方面的应用,并对铜基硫化物改性研究方向做出了展望。

不同环境下硫化镉/铜基薄膜异质结退火对太阳电池性能调控

高效铜基薄膜太阳电池通常采用无机n型半导体材料CdS作为缓冲层,因此,缓冲层与吸收层之间的界面质量和能带匹配对载流子的收集利用至关重要.在优化CdS基础工艺的基础上,在含硫气氛下对硫化镉/铜基薄膜异质结进行退火的策略进一步提高CdS薄膜质量,并将其应用到铜基太阳电池,调控铜基薄膜电池p-n异质结能带匹配.研究表明,CdS薄膜在含硫的惰性气氛中退火可以有效提高CdS薄膜的结晶质量并抑制CZTS/CdS异质结界面的非辐射复合,器件的开路电压得到大幅提升,最高可达718 mV.在器件效率方面,基于溅射法的CZTS太阳电池效率从3.47%提升到5.68%,约为不退火处理的2倍.该研究为铜基薄膜太阳电池器件实现高开路电压提供了可靠的工艺窗口.同时,有力地说明了退火气氛选择对于CdS质量以及CZTS/CdS异质结能带匹配的重要性,除了界面互扩散以外,对薄膜材料组分及其结晶性等均实现了调控.

配体引导铜基配合物的合成、表征及催化性能

以酰胺类化合物和偶氮化合物为配体制备了五种不同的含Cu/Zn配合物。通过单晶XRD、核磁氢谱等表征确定了配合物的具体结构,结果发现改变合成条件使配合物的构型以及中心金属的价态发生变化。此外,电喷雾质谱测试也证实了不同化合物中金属铜的不同价态。为了探究不同结构对配合物性质的影响,选取硫醚氧化成砜的催化反应作为研究对象,探索出了最优的催化反应条件,同时发现中心金属为Zn的配合物催化效果最佳,在60℃条件下反应1.75 h苯甲基硫醚可完全转化为砜,Cu^(2+)配合物的催化效率高于Cu+的配合物。由此,提出了一个可能的催化反应机理,即氧化剂先与中心金属结合形成过氧配合物,然后再氧化底物形成对应的亚砜或砜。

城门山铜矿尾矿库酸性废水处理试验

为解决城门山铜矿刘家沟尾矿库酸性废水的处理问题,对该尾矿库的选矿废水进行初步检测分析后,开展了尾矿库废水pH调节试验,测定了pH值调节至6、7、8、9对应的品位为75%的生石灰消耗量、沉淀物沉降速率、底泥量、底泥主要成分等指标。结果表明,尾矿库废水pH值调节至6~9,每天需消耗品位为75%的生石灰0.573~2.229 t,每天产生底泥湿质量和干质量分别为226.28~362.85 t、7.58~11.32 t,底泥主要由铁、铝、铜、钙、钠、硅的氧化物组成,尾矿库废水pH在6~9时产生的底泥Fe2O3含量最高。

C207联醇催化剂的羰基硫中毒研究

以常压甲醇分解反应为基础实验测定了不同羰基硫含量和不同反应温度下甲醇合成铜基催化剂活性随时间的变化．结果表明，羰基硫含量增加时，失活速率增快；反应温度升高时，失活速率也加快．碳基硫中毒前后催化剂样品的ＸＲＤ谱留证实了起催化作用的活性组分为Ｃｕ＋／ＺｎＯ．应用改进的高斯－牛顿法对失活实验数据进行参数估值，获得了Ｃ２０７铜基催化剂羰基硫中毒的失活速率方程．

中国钱币博物馆部分陈列银币、铜币的腐蚀产物及成因研究

为探讨部分陈列银币、铜币腐蚀产物及其成因,采用三维视频显微镜、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、X射线荧光(XRF)、X射线衍射(XRD)等方法,对中国钱币博物馆部分遭受腐蚀的展陈钱币的腐蚀产物进行了分析,并通过红外光谱(FT-IR)对展陈材料进行了分析,最后对硫的来源进行了初步分析。结果表明,银币和铜币的腐蚀产物均含有硫化物,银币(银铤)的腐蚀产物为硫化银,铜币的腐蚀产物中主要为铜的硫化物,此外还含有铜的氧化物。经分析,展柜中的黏合剂氯丁胶在光照和较高温湿度条件下能分解并释放出硫化氢气体,因而初步判断银币或铜币的腐蚀产物是由于展柜内材料产生的硫化氢与银币或铜币反应生成。

硫化氢荧光探针研究进展

由于近年来硫化氢在细胞信号转导、细胞内氧化还原状态调节、荧光探针检测中具有很多用途,故近年来硫化氢作为第三种信号传导物质有所增加。这些探针可以提供强有力的手段来检测硫化氢在其原生环境中的生理作用而不会干扰其内在的分配。本文主要介绍基于反应型硫化氢荧光探针的设计与合成。

硫化铁铜双金属复合材料的制备及除铬机制

以零价铁为原料,利用液相置换法制备铁铜双金属(Fe-Cu),对其硫化改性后,得到一种除铬效率更高的硫化铁铜双金属铁基复合材料(S-Fe-Cu).探讨了Cu/Fe质量比、S/Fe摩尔比、p H值和氯离子对S-Fe-Cu去除水体中Cr(Ⅵ)效果的影响.采用扫描电子显微镜与能谱分析仪(SEM-EDX)、比表面积分析仪(BET)和X射线电子能谱(XPS)等表征手段分析了S-Fe-Cu的表面结构及元素组成,并研究了其除铬机制.结果表明,S-Fe-Cu表面成功负载上了Fe Sx,理论最佳S/Fe摩尔比为0.056,理论最佳Cu/Fe质量比为0.025.与Fe-Cu相比,S-Fe-Cu的比表面积增大了2.1倍,pH为5时除铬效率提高了6.1倍;p H值增大,S-Fe-Cu除铬效果下降,但其碱性条件下的除铬效果仍是Fe-Cu的两倍.氯离子能够促进材料在反应过程中Fe(Ⅱ)的释放,分析认为氯离子能够渗透表面钝化层,使钝化层产生缺陷,从而促进零价铁的直接氧化,提高S-Fe-Cu除铬性能.XPS与EDX表面元素分析表明,材料除铬机制主要包含还原、吸附或共沉淀.