三元复合物Ag/Cu_(2)O/g-C_(3)N_(4)的制备及其光催化降解和抗菌性能研究

以尿素、硫酸铜、乙酸银为原料,采用溶液法制备了三元复合物Ag/Cu_(2)O/g-C_(3)N_(4),通过XRD、XPS、SEM、TEM、UV-Vis等手段对三元复合物的结构进行了表征;以罗丹明B为模型研究了三元复合物的光催化降解性能,以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为模型研究了三元复合物的抗菌性能,并探究了三元复合物的光催化降解机理。结果表明,Ag和Cu_(2)O粒子沉积在g-C_(3)N_(4)片层结构上,Ag、Cu_(2)O和g-C_(3)N_(4)三者之间的协同作用使得三元复合物的光催化降解性能和抗菌性能大幅提高。为构建用于实际水体污染处理的g-C_(3)N_(4)基复合材料提供了新思路。

Z型Ag-Cu_(2)O/BiVO_(4)光催化剂的光催化还原CO_(2)性能

利用简单的化学还原沉积法将Cu_(2)O纳米球和Ag纳米颗粒均匀包裹在十面体BiVO_(4)表面,成功构建了一种具有高效电荷载流子分离/转移特性的Z型异质结光催化剂Ag-Cu_(2)O/BiVO_(4)。Ag-Cu_(2)O/BiVO_(4)在可见光下光催化CO_(2)还原为CO的产率可达5.37μmol·g^(-1)·h^(-1),分别是纯BiVO_(4)和Cu_(2)O的35.8倍和6.25倍。通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光(PL)光谱、瞬态光电流响应(TPC)和电化学阻抗谱(EIS)对Ag-Cu_(2)O/BiVO_(4)的晶体结构、形貌、组成、能带结构和吸光能力等进行了系统表征分析,并提出了其光催化体系还原CO_(2)的催化机理。

轻质碳酸镁纤维的制备

以MgSO_(4)·7H_(2)O和K_(2)CO_(3)为原料、PEG为结构导向剂,采用共沉淀法合成出轻质碳酸镁纤维,其废液为K_(2)SO_(4)/K_(2)Mg(SO_(4))_(2)溶液。通过XRD、SEM和TG-DTA对样品进行表征,探究了影响轻质碳酸镁组成和形貌的因素及活性碳酸镁纤维形成机理。结果表明:在室温,搅拌速率为300 rad·min^(-1)、Mg SO_(4)浓度为1.0 mol·L^(-1)、Mg SO_(4)与K_(2)CO_(3)摩尔比为1∶1.1、PEG添加量为MgSO_(4)·7H_(2)O质量的30%的条件下,可制备分散性良好、晶须平均长度约为15.89μm、直径0.97μm、长径比为16.38的轻质碳酸镁纤维。

LED光照货架期间椪柑汁感官风味品质变化分析

以椪柑汁为研究对象,采用发光二极管(light-emitting diode,LED)照射用聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)瓶装的椪柑汁50 d模拟其光照货架期,主要利用高效液相色谱-二级管阵列检测器、色差仪和二维气相色谱-质谱/嗅辨仪结合时间强度法,对椪柑汁中感官品质指标(可溶性固形物、pH值、抗坏血酸、色差)和风味组分进行分析,探究光照货架期椪柑汁中上述品质的变化规律。结果表明,货架期间椪柑汁中可溶性固形物和pH值无显著变化(P>0.05),光照影响柑橘汁颜色变化,并加速抗坏血酸氧化,影响椪柑汁感官品质;在0 d组、避光-50 d组和光照-50 d组中分别检测到52种、54种和58种挥发性组分,其中二甲基硫醚、1-异丙烯基-4-甲基环己烯、2-已烯醛、反式-3-戊烯-2-酮、甲苯和对二甲苯仅在光照-50 d组检测到。在货架初期,0 d组中筛选出8种关键风味组分,且货架后期光照促进椪柑汁中不良气味强度增加。综上所述,光照加速椪柑汁色泽、抗坏血酸感官品质和风味品质的劣变。

过硫酸盐增强花状MnCo_(2)O_(4)可见光降解性能

为了充分利用光降解技术与过硫酸盐氧化技术耦合的优势,成功制备了具有3D中空结构的花状MnCo_(2)O_(4)催化剂(HF-MnCo_(2)O_(4))。在可见光照射下,HF-MnCo_(2)O_(4)能够有效地活化过硫酸钾(PS)。将PS引入光催化体系(HF-MnCo_(2)O_(4)/PS/Vis),可以降低光生e^(-)/h^(+)对的复合机率,同时也增加该体系的活性物种数量。以亚甲基蓝(MB)为目标物,考察了HF-MnCo_(2)O_(4)/PS/Vis耦合体系的光催化性能。得益于MnCo_(2)O_(4)独特的分级结构及MnCo_(2)O_(4)和PS之间协同效应,HF-MnCo_(2)O_(4)/PS/Vis耦合体系对MB展现出较好的降解去除能力,可见光照射50 min对MB的去除率达到96.8%。根据自由基捕获实验和能带分析,系统地探讨了HF-MnCo_(2)O_(4)/PS/Vis耦合体系光降解性能增强的机制。

基于高斯混合聚类和LightGBM算法的印度洋次表层温度反演研究

海洋次表层的热力结构对于海洋环流和全球气候变化具有重要的意义。提出一种新的融合高斯混合模型(gaussion mixture model, GMM)和轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine, LightGBM)算法的海洋次表层温度(ocean subsurface temperature, OST)反演模型,利用海表温度(sea surface temperature, SST)、海表盐度(sea surface salinity, SSS)、海表高度(sea surface height, SSH)、海表风场(sea surface wind, SSW)的水平分量(USSW)和垂直分量(VSSW)等多源海表参数对印度洋海域的次表层热力结构进行反演,并采用均方根误差和决定系数对模型进行验证。结果表明:所提出的模型可以准确反演印度洋海域的OST分布特征和季节变化规律。在此基础上,设计了不同海表参数输入组合的3种对比实验来定量分析不同海表参数对LightGBM模型的影响。结果表明:所有海表参数对模型都有积极作用,但5个输入参数(SST、SSS、SSH、USSW和VSSW)的LightGBM模型反演效果最好,3个输入参数(SST、SSS和SSH)和2个输入参数(SST和SSH)的LightGBM模型次之。另外,与已有的极限梯度增强(extreme gradient boosting, XGBoost)反演模型相比,5个输入参数的LightGBM模型具有更好的模拟能力。

Cu_(2)O纳米微晶玻璃的显微结构及性能研究

新型Cu_(2)O纳米微晶玻璃具有高Cu载量、低成本和易大规模制备等特点,有望成为载银抗菌玻璃较有潜力的替代者。通过采用XRD、Raman光谱、XPS、FESEM和TEM等表征方法重点研究了不同ZnO/K_(2)O比对SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-K_(2)O-ZnO-P_(2)O_(5)-B_(2)O_(3)-CuO微晶玻璃显微结构的影响,并分析讨论了其结构-性能关系。结果表明,微晶玻璃中Zn与P元素会富集在Cu元素所在区域的附近,适量的ZnO能使微晶玻璃中析出的Cu_(2)O晶粒尺寸稳定在纳米级别,并能调节微晶玻璃中Cu元素的浸出速率。Cu_(2)O纳米微晶玻璃对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有显著的抗菌效果,并能实现对维多利亚蓝B溶液的可见光催化降解,是一种极具发展潜力的新型功能微晶玻璃材料。

基于煤沥青的绿光碳点制备及其在白光LED中的应用

为了实现煤沥青的高值利用,以煤沥青为碳源,邻/间/对苯二胺分别为氮源,通过先化学氧化、后水热两步法制备了三种高量子产率(QY)的氮掺杂碳点,分别标记为:CP-OCDs、CP-MCDs和CP-PCDs,并做了空白对照实验。结果显示,CP-OCDs、CP-MCDs和CP-PCDs的紫外可见吸收、激发和发射光谱与空白样品均不相同,氮掺杂改变了未掺氮碳点(CP-CDs和CP-HCDs)的吸收和荧光性质,并提高了QY。当最佳激发波长分别为385、385和365 nm时,CP-OCDs、CP-MCDs和CP-PCDs的最大发射波长分别为525、515和500 nm,都发明亮的绿光,QY分别为29.21%,19.86%和14.14%,高于CP-CDs和CP-HCDs的QY(4.90%和6.97%)。QY最高的碳点为CP-OCDs。CP-OCDs为分散性好、粒径为2-5 nm的无定形碳纳米粒子,其表面和骨架内部含有大量氨基和酰胺基团,这些含氮官能团引起CP-OCDs的荧光明显增强。将CP-OCDs作为荧光粉,结合紫外芯片制备了3.2 V下发白光的LED,器件的发射光谱几乎跨越了整个可见光区,色坐标(0.30,0.34),显色指数81,色温7293 K,流明效率3.42 lm·W^(-1),发明亮的冷白光,并具有高的光和色稳定性,CP-OCDs在固态照明领域具有较大的应用潜力。

可见光诱导无金属催化合成邻四氢呋喃基苯乙酮肟醚

自由基反应作为有机化学的三大基本机理之一在实验教学中被长期忽略,造成理论与实践的脱节。本课题以苯乙酮肟和四氢呋喃为起始原料,在3 W蓝色LED光照下,由四溴化碳介导的经自由基历程构建C―O键合成邻四氢呋喃基苯乙酮肟醚,并利用核磁、红外、紫外手段对产物进行表征。本合成实验所需的设备简单、廉价,反应条件温和,且实验开设的普适性高。通过本实验的学习不仅可以让学生学习到溴自由基在有机合成中的应用,使学生能更好地理解和掌握自由基反应的过程,而且还能通过产物分子结构的分析,提高学生综合解谱的能力。

基于不同位置掺硼直拉单晶硅片的PERC电池的原位光衰及电注入复原

将1根商业化太阳能级掺硼直拉单晶硅(Cz-Si,Czochralski silicon)棒,从头至尾间隔一定距离切割出5组硅片,采用标准工业化工艺流程将它们制成钝化发射极和背面电池(PERC,passivated emitter and rear cell),然后对其进行了暗退火(200℃,30 min)→第1次光衰(45℃,1 sun,12 h)→电注入复原(175℃,18 A,30 min)→第2次光衰(45℃,1 sun,12 h)处理,并对其在处理过程中的性能变化进行了跟踪测试。结果表明,所制备的PERC电池的光衰(LID,light induced degradation)和复原(regeneration)由B-O缺陷的光衰和复原反应起主导作用,而Fe-B对的分解起次要作用。第1次光衰时7.03%~9.69%的效率相对降级率,由B-O缺陷引起的光衰和Fe-B对的分解共同造成;而第2次光衰时0.43%~0.81%的效率相对降级率,由Fe-B对的分解单独造成。电注入复原能够完全钝化PERC电池内部的B-O缺陷,且钝化后的B-O缺陷在第2次光衰条件下是稳定的。由硅棒中部硅片制成的PERC电池具有更高的效率和开路电压以及更低的相对衰减率。此外,光衰和复原处理只影响PERC电池在中长波段的光谱响应。

利用坐标变换求Wollaston棱镜的分束角

利用光的折射定律和坐标变换对Wollaston棱镜的分束角随任意入射角变化关系进行了理论分析。对在不同的入射面内分束角分别随入射角的变化 ,对在方位角为 0的入射面内分束角随结构角的变化做了详细分析并进行了实验测试 ,新公式得到的理论结果与实验相符合。

Cu_2O/CNTs复合材料的合成及其催化性能的研究

采用直接沉淀法制备了碳纳米管负载氧化亚铜复合材料,利用XRD、SEM对其结构进行表征,以染料甲基橙的光催化降解为模型评价了催化剂的光催化活性。结果表明,碳纳米管能提供大的比表面积,Cu_2O紧密的负载在碳纳米管的表面。在最佳条件下降解40 min,甲基橙的脱色效率可以达到96.6%,当Cu_2O/CNTs复合材料重复使用5次后仍具有很高的光催化效率。

O(~1D)与CF_2CIBr的反应研究

本文研究了CF_2ClBr-O_3体系在253.7nm紫外光照下所引发的O(~1D)与CF_2ClBr的反应.O(~1D)与CF_2ClBr反应的最终产物为CF_2O,Cl_2,Br_2;实验中得到O(~1D)与CF_2ClBr的反应速率常数为1.01×10^(-10)cm^3·molecule^(-1)·s^(-1),并且对O(~3P)与CF_2ClBr的反应可能性以及 O(~1D)与CF_2ClBr的反应机理进行了讨论.

TiO_2/Cu_2O复合光催化剂的制备及表征

通过浸渍-还原法,在不同Cu2+/Ti 4+摩尔比下制备TiO2/Cu2O复合光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射(UV-DRS)等手段对TiO2/Cu2O复合光催化剂进行了表征。在可见光照射下,研究TiO2/Cu2O复合光催化剂对水中难降解有机污染物甲基橙的光催化降解效果。结果表明,氙灯照射下,TiO2/Cu2O复合光催化剂与单纯的纳米TiO2(P25)相比,光催化降解效果得到明显的提高。Cu2+/Ti 4+摩尔比1∶2时制备的TiO2/Cu2O复合光催化剂具有最好的光催化降解效果。

可见光通信自适应O-OFDM符号分解串行传输系统设计与研究

迭代信号限幅(ISC)和符号分解串行传输(SDST)技术将光正交频分复用(O-OFDM)符号分解为固定数量的多个小幅度符号,但当O-OFDM符号方差较小时,分解符号中有大量不载荷信息的全零符号,导致误码率变差、光功率损耗和信息速率降低。针对这一问题,提出了自适应O-OFDM符号分解串行传输(ASDST)系统,根据O-OFDM符号的幅度大小自适应决定符号分解,直到O-OFDM符号完全分解或达到最大符号分解次数,从而消除了全零符号,减少了平均符号分解次数。理论分析和蒙特卡罗仿真验证了ASDST系统的性能。

掺硼p型晶体硅太阳电池B-O缺陷致光衰及其抑制的研究进展

掺硼p型晶体硅太阳电池一直牢牢占据着光伏市场的主导地位,但硼-氧(B-O)缺陷引起的光衰(LID:Light induced degradation)极大地限制了它的发展。最新的对太阳电池加热同时注入少数载流子的B-O缺陷"复原"(regeneration)技术有望彻底解决掺硼p型晶体硅太阳电池的LID问题。鉴于掺硼p型晶体硅太阳电池LID及其抑制措施的研究对提高晶体硅太阳电池性能表现的长期稳定性有重要作用,回顾了近年在掺硼p型晶体硅太阳电池LID及其抑制措施方面的研究进展,并对最新发展出的B-O缺陷"复原"技术给予了重点介绍。

温度和光照对鲍鱼菇子实体生长发育的影响

研究了温度、昼夜温差、散射光对鲍鱼菇原基分化的影响,以及温度对鲍鱼菇子实体形态、产量和生物学效率的影响。结果表明鲍鱼菇原基分化的适宜温度为25～30℃,适宜的昼夜温差为5～10℃;18～33℃条件下子实体都可正常生长,但22～28℃条件下子实体形态、颜色好,产量及生物学效率高。

光散射法研究丙烯酸十八酯和苯乙烯微乳液共聚机理

在十六烷基溴化吡啶 /叔丁醇 / 15 %丙烯酸十八酯和苯乙烯 /水体系的O/W微乳液中 ,使用动态光散射法 ,研究其中两种单体共聚反应的成核机理 .结果表明 ,聚合过程中乳胶粒成核位置主要在增溶胶束的单体微珠中 。

TiO_2悬浮体系光催化降解反应动力学模型的建立

以纳米材料TiO2 作为光催化剂 ,乙酰甲胺磷 (DMAPT)作为目标化合物 ,在DGF 1型多功能光化学反应仪上研究了悬浮体系TiO2 光催化降解反应的动力学模型 .模型中的主要参数有 :TiO2 用量、入射光强、反应器的几何半径、反应器的经验参数、反应物初始浓度、羟基自由基二级速率常数及已知化合物的物理性质 (分子的摩尔体积和溶解度 ) .模型较好地预测了其他化合物 (如三氯乙烯 (TCE)、四氯乙烯 (PCE)、对 二氯苯 (DCB)和四氯化碳(CTC) )的光催化降解 .对C0 (TCE) =2 2 .1mg/L ,C0 (PCE) =2 0mg/L和C0 (DEB) =40mg/L的反应物 ,完全降解所需的时间分别为 3,4和 5min .入射光强在 1.38～ 6 .0 5W /cm2 范围时 ,反应速率与光强的 0 .5次方成正比 ,催化剂最佳用量随着入射光的增强而增加 .

利用太阳光与固定床型光反应器处理有机废水的研究

自制了一种模拟工业处理废水的光催化反应器。该反应器将TiO2固定在玻璃板上，以太阳光为光源，以邻氯苯酚为处理对象，研究了邻氯苯酚水溶液光降解的可行性。结果表明，在实验条件下，该系统能对邻氯苯酚水溶液进行有效的光解。光照60分钟后．其降解率可达87％。此外还探讨了流速、邻氯苯酚溶液初始浓度和初始pH值对光解反应的影响。