红磷光催化剂在废水处理领域的研究进展

目前半导体光催化处理废水已成为目前解决环境污染的有效途径之一。红磷作为一种非金属新型半导体光催化剂,具有价格低廉、低毒、易得、化学性质稳定、可见光响应范围广、带隙可调等优点。但存在光催化过程中稳定性较低,电子与空穴利用率不高等问题,因此,制备高效稳定的红磷基复合材料在实际应用中有着非常重要的意义。本文简述了红磷的结构,红磷基降解有机污染物的机理,详细总结了近几年红磷基在废水处理方面的研究现状,归纳了不同红磷基光催化效果,并通过从红磷结构、尺寸、异质结、协同作用对不同红磷基复合材料的光催化效率进行了分析。提出未来的研究方向应从改进红磷的制备方法,加强对晶型红磷以及红磷自身氧化机理等方面进行深入研究。

“红磷燃烧前后质量测定”实验的简约化改进

教材中“红磷燃烧前后质量测定”实验存在红磷用量不确定、难以引燃和难以回收等不足。在文献分析和实践摸索基础上,立足原型,回归起点,提出简约化改进方案,即采取增加燃烧匙、使用双头药匙的小药匙头取药品、灼烧玻璃管时长23 s等改进措施。改进后的实验装置,具有装置简约、操作方便、效果显著和师生可用等优点。

质量守恒定律实验中的受力分析——以红磷燃烧实验为例

在“红磷燃烧前后质量的测定”实验中,往往应用等式法从质量角度分析质量守恒原因。针对学生提出“天平未称到空气质量,因而等式法中m_((O_(2)))、m_((空气))不科学”的问题,应用等式法从受力分析角度分析质量守恒原因,从而使定量实验更严谨、教学分析更科学,达成提升学生科学思维等核心素养的目标。

高效BiOBr/红磷异质结光催化剂用于Cr(Ⅵ)光还原

将水热处理后的红磷(HRP)与溴氧化铋(BiOBr)相结合,构建BiOBr/HRP异质结复合材料。通过调节和优化组成比例,7%BiOBr/HRP复合材料(复合材料中BiOBr的质量分数为7%)表现出最高的光催化活性,其可见光还原Cr(Ⅵ)的速率常数为0.188 min^(-1),是纯HRP(0.0376 min^(-1))的5倍。在窄带隙HRP中引入宽带隙BiOBr所构建的异质结复合材料,扩大了可见光光谱吸收范围,增强了光的吸收,加速了光生电子和空穴的分离。

锂/钠离子电池纳米红磷负极结构调控与性能优化

开发高性能二次电池材料是缓解能源与环境危机的有效途径.商业锂离子电池石墨负极由于理论容量较低且在钠离子电池中几乎不显示容量,无法满足人类日益增长的能量需求.红磷由于理论容量高(2596 mA·h·g^(–1))、氧化/还原电位适宜、地球资源占比丰富以及价格低廉等优点成为碱金属离子电池研究中的热点,有望成为商业化大规模储能系统中应用的负极材料.但是,红磷在作为负极材料时具有导电性差、体积膨胀大等缺点,导致活性材料利用率低,电极粉化现象严重,电极循环稳定性差,严重限制了其在二次电池中的商业应用.最近研究表明,通过合理的结构设计可以有效地提高红磷的电子导电率及结构稳定性,进而改善红磷负极的循环稳定性和倍率性能,促进红磷在商业锂/钠离子电池中的广泛应用.本文综述了近年来纳米红磷负极材料在可控合成方法、结构设计与改性以及性能优化机理上的研究进展.最后,总结了目前红磷负极材料研究存在的问题,并提出可能的应对策略,对纳米红磷基负极材料未来在电池领域发展前景进行了展望,旨在促进其商业应用.

单晶WO_(3)/红磷S型异质结的构建及光催化活性研究

S型异质结被广泛应用于光解水产氢和解决环境污染问题。本研究通过简单的水热法制备了单晶WO_(3)/水热处理后的红磷(HRP)复合材料。XPS和EPR等表征结果证实单晶WO_(3)/HRP复合材料形成了S型异质结。5%WO_(3)/HRP异质结复合物在可见光下展现出最佳的光催化活性,在4min内对罗丹明B(RhB)的降解率高达97.6%。此外,制氢速率可以达到870.69μmol·h^(-1)·g^(-1),是纯HRP的3.62倍。这可归功于单晶WO_(3)和HRP之间形成紧密的S型异质结,使其光生载流子快速分离并提高氧化还原能力。本研究制备的RP基光催化剂为解决日益增长的清洁新能源和饮用水需求提供了参考。

红磷基光催化材料领域的研究进展及展望

红磷(Red Phosphorus,RP)由于具有较窄的带隙,可响应可见光,又因其具有廉价易得的优点,近年来在光催化领域受到了广泛的关注.文章综述了RP及其同素异形体的性质、RP的光催化机理、RP基光催化剂、RP及其异质结构以及RP及其复合材料光催化剂的研究进展,对今后RP光催化剂的研究做了展望,提出RP在光催化中的应用的重要意义、开发RP制备新方法、在CO_(2)转化及其污水治理中的实际应用前景.

红磷/石墨炔复合材料的制备及其储锂性能研究

开发高性能的红磷基负极材料,是实现红磷在锂离子电池中应用的重要环节。结合具有二维平面和均匀分布的孔隙结构的石墨炔材料,首次利用简单有效的球磨方法构筑了一种新型的红磷/石墨炔复合材料。在红磷/石墨炔复合材料中,石墨炔不仅为电子传输和离子扩散提供了一个导电网络,而且缓解了红磷活性材料在充放电过程中的体积变化,从而大大提高了其比容量、循环稳定性和倍率性能。因此,作为锂离子电池负极时,红磷/石墨炔复合材料在首次放电时表现出1688.3 mAh/g的高比容量,库仑效率约为75%,在200 mA/g条件下循环390次后保持1012.2 mAh/g的比容量。

聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)涂层和电解液策略表面协同保护红磷负极用于钠离子电池

红磷具有超高的理论容量和适宜的钠化电位,它作为一种有前途的储钠材料引起了广泛关注.然而,红磷的本征电导率较低和储钠体积变化大导致其在循环过程中极化大和容量衰减快.本文提出了通过导电聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)涂层和电解液改性的策略表面协同保护红磷.纳米红磷被包裹在多孔碳骨架中而外部通过原位聚合的3,4-乙烯基二氧噻吩封装.多孔碳为钠离子的快速传输提供了丰富的路径,且中空的内部空间可以容纳红磷的体积膨胀.3,4-乙烯基二氧噻吩涂层能有效隔离活性材料与电解液的直接接触,便于在其表面形成稳定的固体电解质界面.另外,含有3 wt%SbF3添加剂的改性电解液可以有效稳定电极表面从而提高钠离子电池的电化学性能,特别是循环性能和倍率性能(10 A/g电流密度下容量为433 mA·h·g^(-1)).

高性能红磷/碳负极材料的研究进展

目前商业化石墨电极较低的理论容量和较差的倍率性能已无法满足发展需求,红磷由于具有理论容量高、资源丰富以及价格低廉等特点,近年来被作为新一代储能材料受到广泛关注,但导电性差、在充放电过程中的体积膨胀等问题阻碍了红磷在二次电池中的应用。简述了红磷在储能领域中的应用前景和需要解决的难题;介绍了红磷/碳复合材料的制备方法及其优缺点和微观结构,并分析总结在金属(锂、钠、钾)二次电池中的电化学性能;对其在未来电化学储能领域中的应用前景进行了展望。

红磷负极材料在钠离子电池中的研究及应用进展

红磷因具有高储钠理论容量(2590 mA·h/g)、低氧化还原电势(0.4 V vs.Na/Na+)和丰富的资源储量,常被用于钠离子电池负极材料的研究。但红磷较差的电导率和在钠离子电池中嵌入和脱出过程中巨大的体积变化产生的形变应力使电极材料结构破坏,从而影响电池的倍率性能和循环寿命。对红磷进行纳米化处理和形貌的设计是克服上述问题最常用且有效的办法,从而增强了其电化学活性和结构稳定性。通过介绍钠离子电池红磷纳米负极材料的结构设计思路、合成方法和原理及其电化学性能等方面的研究进展,有助于了解红磷纳米材料的结构设计,更好地认识红磷复合材料,为其在钠离子电池中的应用提供借鉴。

高性能红磷负极材料研究进展

红磷由于理论容量高、氧化/还原电位适宜、地球资源占比丰富以及价格低廉等优点,可以作为负极材料,未来有望在商业化大规模储能系统中得到应用。作为一种新型储能材料,红磷展现出了良好的前景。不过,红磷负极材料存在导电性差、体积膨胀等缺点,限制了它的商业化应用。本文综述了红磷负极材料存在的问题,并对红磷负极材料的优化策略进行了总结。

微胶囊红磷阻燃剂

本文叙述了微胶囊化红磷的性能和应用，文中汇集了多种被微胶囊化红磷阻燃的高聚物的配方及性能，还介绍了微胶囊化红磷与其他几种物质（Ｍｇ（ＯＨ）２，Ａｌ（ＯＨ）３，酚醛树脂，聚硅氧烷及膨化石墨）共用时产生的阻燃协同效应。

包覆红磷的生产及其应用

红磷是高聚物的优良阻燃剂.本文对红磷颗粒表面改性处理。

红磷在三元乙丙橡胶阻燃材料中的应用

对红磷在三元乙丙橡胶阻燃材料中的应用问题进行了研究 ,发现 :添加在三元乙丙橡胶中的无机氧化物的酸碱性对红磷的阻燃效果有重大影响 ;红磷阻燃具有饱和性 ;DSC分析和热老化实验表明 ,红磷对三元乙丙橡胶材料的热老化稳定性有不良影响 。

微胶囊红磷的制备及在PP中的阻燃应用

以三聚氰胺甲醛预聚体(MFP)与红磷粉末为原料,过硫酸钾(KPS)为催化剂,采用原位聚合法成功制备出具有高热稳定性的微胶囊红磷(MRP)。通过DSC,SEM,FTIR及XPS等分析手段研究了红磷微胶囊化效果。结果表明,KPS的加入有助于提高MFP的反应活性,使三聚氰胺甲醛树脂有效地包覆在红磷颗粒表面,缩短了反应时间,且此时制备的MRP包覆效果最佳,其氧化反应峰温为480℃,较红磷原料要高出很多,可使用范围变宽。采用熔融挤出法制备了多组不同配方的聚丙烯(PP)复合材料。研究发现,MRP或氢氧化镁(MH)单独使用时阻燃效率低,将它们复配使用后能有效地提高材料的阻燃性能。当PP∶MRP∶MH=100分(phr)∶15(phr)∶50(phr)时,MRP/MH/PP复合材料的极限氧指数为26%,垂直燃烧达到UL-94标准的V-0级。此外,还探讨了可能的阻燃机理。

利用气相色谱顶空装置测定红磷储存过程中生成的磷化氢

采用气相色谱法测定了高温加速老化的红磷生成的磷化氢 ,用外标法定量。该方法的检测限达到 0 0 0 1μg/L,加标回收率大于 97% ,其相对标准偏差为 2 35 %～ 6 5 2 %。研究了微量水和铁离子等在红磷产生磷化氢过程中的作用 ,结果表明 :水是工业红磷产生磷化氢的必要条件 ,它为红磷生成磷化氢提供质子氢 ;随着红磷样品中水分的增加 ,它的氧化反应速度加快 ,磷化氢的生成量增加 ;但当水分含量达到一定数值时 ,磷化氢的增长幅度减缓 ;微量的铁盐影响红磷的氧化反应 ,不同酸的铁盐对反应的影响效果不同 ;亚铁氰化钾对抑制含铁盐红磷样品产生的磷化氢的释放有明显效果。

包覆红磷的研制和应用

论述了包覆红磷的生产及应用现状。

脲醛树脂微胶囊包覆红磷阻燃剂制备工艺的研究——Ⅱ．包覆工艺研究

研究了脲醛树脂的预聚物通过原位聚合对红磷进行包覆的一些影响因素。实验表明,影响包覆条件的主要因素是预聚物与水的质量比、包覆温度、pH值和包覆时间。通过正交实验得到了进行微胶囊包覆的最佳条件为：红磷与水的质量比为1∶30,反应温度为75℃,pH值为3．5,反应时间为2h。颜色为白色,吸湿量为4．01％,用微胶囊红磷去阻燃聚氯乙烯,当含量为9．0％时,在500℃下残余物为14．45％。

微胶囊化超细红磷的制备及其安定性研究

研究了用硝酸铝溶胶凝胶法制备微胶囊化超细红磷的工艺,通过着火点测试研究了包覆材料和包覆工艺以及影响包覆效果的因素,发现以5%氢氧化铝溶胶凝胶制备微胶囊化红磷在150℃左右真空干燥得到的样品安定性较好,XPS表明有95.3%的红磷被包覆,透射电镜显示形成一层均匀的包覆层,超细红磷的安定性得到了较大的提高。