TiO_2介观晶体光催化剂的研究进展

开发高效稳定的TiO_2介观晶体基光催化剂是当前的研究热点之一。综述了TiO_2介观晶体光催化剂的研究进展,着重介绍了本征TiO_2介观晶体、掺杂型TiO_2介观晶体和TiO_2介观晶体基复合物等在光催化研究领域所取得的成果,并对这类光催化材料未来的发展进行了展望。

介观TiO_(2)晶体材料的拓扑转变合成及其性能

以层状结构的钛酸盐HTO(H_(4x/3)Ti_(2-x/3)□_(x/3)O_(4)•nH_(2)O)为原料,采用水热的方法合成了金红石型介观TiO2晶体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等测试手段,研究了反应温度对利用拓扑结构转变方式合成的金红石型介观TiO_(2)晶体材料的影响。结果表明,金红石型TiO_(2)晶体材料可以在反应体系pH为0.5的条件下得到,当反应温度升高到120℃时,形成了金红石型介观TiO_(2)晶体材料。以罗丹明B(RhB)为污染物模型进行了降解实验。结果表明,120℃时金红石型介观TiO_(2)晶体材料的光催化活性明显高于其他样品,主要是由于介观晶体具有较为特殊的电子传导特性,有助于电子与空穴的分离。染料敏化太阳能电池(DSSCs)实验结果表明,120℃时所形成的介观晶体结构有助于光生载流子的快速迁移,从而获得较高的电池特性。

介观晶体的纳米微粒聚集结晶化机理研究(英文)

研究和探讨了银介观晶体的形成过程和机理,银介观晶体通过AgNO3溶液和Sn替换反应合成原始的纳米微粒。在200mmol/L浓度下,纳米颗粒沿着<211>方向聚集形成树突,银纳米颗粒是3×{422}位面;相应的,当浓度达到1mol/L时,形成的纳米颗粒在沿着<211>方向聚集的同时,在<110>方向形成第2个聚集单位,并最终形成多空的盘状结构的介观晶体,其厚度约为50nm;当浓度为2mol/L时,纳米颗粒继续沿着<110>方向聚集,形成三角形的板状结构,随着聚集的越来越多,最终形成厚度超过100nm的单晶介观晶体。

热激发态下介观压电石英晶体的量子涨落

利用阻尼谐振子量子化方法,将介观压电石英晶体等效电路量子化,根据热场动力学(TFD)理论,研究了介观压电石英晶体在热激发态下电流和电压的量子涨落.结果表明介观压电石英晶体中存在电流电压的量子涨落,量子涨落不仅和石英晶体等效电路的固有参数有关,而且还和激发量子数、压缩态的压缩度、压缩角及环境温度有关,且随温度的升高而增大,随时间按指数规律而衰减.

两种蔬菜汁液中碳酸钙介晶的生长

利用白萝卜和小白菜两种蔬菜汁液中的生物分子诱导碳酸钙介观晶体(介晶)的生长,采用扫描电子显微镜和X-衍射对所得产物进行表征。结果表明,白萝卜汁液中生成了菱面体形和球形的方解石型碳酸钙晶体;而小白菜汁液中则产生了球形的方解石和球霰石型碳酸钙晶体。对所得产物的形成机理进行了探讨,表明它们是在蔬菜生物分子的调控下通过非经典的结晶途径形成的碳酸钙介晶。

聚合物控制介观尺度的矿化过程

总结了最近有关聚合物分子模板控制下的介观尺度的模拟生物矿化的研究进展.在水溶液或混合溶剂中及气-液界面处,利用聚合物控制矿化过程可以生成具有独特结构和形貌的矿物,并且这些人工合成的矿物常常具有与天然矿物相似的微观结构.

桥连对嵌段共聚物自组装的调控

通过嵌段共聚物自组装形成"桥连"是制备具有优异力学性能的网络结构的有效途径,具有重要的应用价值.但是,过去的研究工作很少讨论"桥连"对嵌段共聚物自组装行为本身的影响.该研究评论主要总结了最近几年利用"桥连"对嵌段自组装行为进行调控的工作进展.作者设计了BABCB三组分线性多嵌段共聚物,当其自组装形成二元"介观晶体"(球、柱)结构时,中间B嵌段连接A和C相区(嵌段聚集成的"大原子"),自然地形成桥连;减小中间桥连B嵌段的相对长度,就可以增加其拉伸程度,从而降低介观晶体的配位数;另外,两个末端B嵌段的相对长度可以直接调控A和C"大原子"之间的相对配位数.基于这两个机理,自洽场理论计算预测了各种配位数相等和不相等的二元介观晶体结构.进一步,将"拉伸桥连"概念拓展到AB型嵌段共聚物体系中,并且通过多臂星型嵌段共聚物分子结构中的"组合构型熵效应"在AB型嵌段共聚物中形成高比率的桥连构型,使传统的六角柱状结构转变为了四配位的四方柱状和三配位的石墨烯类柱状结构.未来,在ABC三组分嵌段共聚物体系的设计中引入拓扑结构以及使用共混等方法,有望在介观尺度重铸大多数已知的原子/离子二元晶体结构,甚至超越原子/离子晶体结构.