次石墨-纳米Cu_(2)O/Cu制备及对UO_(2)^(2+)去除性能研究

如何高效、快速清除放射性核素是当前核医学领域亟待解决的关键技术问题之一。选取放射性核素铀(VI)为对象,以次石墨(ShC)为载体,采用水热法制得对UO_(2)^(2+)具有高效协同去除效能的ShC-Cu_(2)O/Cu纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、比表面积检测(BET)等对比了ShC及ShC-Cu_(2)O/Cu的微观形貌与结构,并系统探究了吸附剂用量、pH、吸附时间等因素对UO_(2)^(2+)吸附效率的影响。最后,通过吸附过程中的热力学、动力学行为及吸附前后的X射线光电子能谱(XPS)分析了其去除机理。结果表明,纳米ShC-Cu_(2)O/Cu对UO_(2)^(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型,在40 min内对UO_(2)^(2+)的去除率可达91%,最大吸附量达35.44 mg/g,其高效的吸附能力归因于Cu_(2)O/Cu与UO_(2)^(2+)氧化还原作用及次石墨吸附作用的协同效应。

Cu_(2)O纳米线阵列的制备与表征

Cu_(2)O纳米线阵列既保留了纳米线长径比高、比表面积大等优点,又具有规模效应及协同效应,在气敏、光伏等领域具有广阔的应用前景。以泡沫铜为基体,通过化学法制备Cu(OH)_(2)纳米线阵列为前驱体,并在N_(2)气氛中采用两步加热法制备Cu_(2)O纳米线阵列,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对Cu_(2)O纳米线阵列结构进行表征。结果表明:只需控制、优化Cu基底的曲率半径和弧度,就能制备出Cu_(2)O纳米线阵列,这为制备Cu_(2)O纳米线阵列薄膜提供了新的思路。

UiO-66-NH_(2)负载铜催化剂的制备及其对醇的催化氧化

通过溶剂热法成功制备了一种基于金属有机骨架(MOF)的复合材料Cu-Cu_(2)O/UiO-66-NH_(2),采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对材料进行全面表征。在空气作氧化剂条件下,以苯甲醇氧化为苯甲醛作为模型反应,系统地考察了溶剂、温度、催化剂各组分用量等因素对催化效果的影响。研究结果表明,该复合催化剂在醇选择性氧化反应中表现出优异的催化性能,60℃下反应5 h便可将苯甲醇定量转化为苯甲醛,并对其他苄基醇、烯丙基醇和杂芳基醇等底物也展现出良好活性。此外,循环利用3次后,该催化剂活性几乎不变,表明其具有良好的稳定性和重复使用性。

H_(2)O吸附对Cu表面二次电子发射特性的影响

H_(2)O吸附引起的二次电子发射增强是导致真空微波器件与设备异常放电的关键因素。为了研究H_(2)O吸附对金属表面二次电子发射特性的影响规律,该文考虑电子−H_(2)O分子碰撞的7种散射类型,采用Monte Carlo方法模拟电子−H_(2)O吸附分子的散射过程,同时考虑功函数变化对电子出射概率的影响,建立了一种H_(2)O吸附Cu表面的二次电子发射模型,统计二次电子的最终状态,并对二次电子发射系数(secondary electron yield,SEY)和二次电子能谱(secondary electron spectrum,SES)的变化规律进行分析。结果表明,H_(2)O吸附能够降低表面功函数,且产生更多电离电子,导致SEY增大;但当吸附厚度大于100 nm时,SEY不再继续增大,这是由于吸附层较厚时,电子无法进入Cu基底,仅在吸附层内散射。SES的谱峰随着吸附厚度的增加而增强,表明H_(2)O能够促使更多的低能电子出射,这是造成二次电子发射增强的重要因素。该文的模型为研究复杂表面状态的二次电子发射提供了可靠的分析方法,相关结果能够用于分析解释真空微波器件与设备放电形成机理,优化设备部件的设计参数。

Cu/CeO_(2)上可见光辅助热催化合成NH_(3):H_(2)O存在下NO通过CO还原的途径

NH_(3)不仅是关键的工业化学原料,而且是未来可再生能源的无碳燃料和可运输的载体.目前,工业合成NH_(3)仍然以传统的Haber-Bosch反应为主,需要300-500°C的高温和20-30 MPa的压力.为克服这些缺点,研究者设计了NO-CO-H_(2)O反应体系.在该反应中,通过有毒气体CO在H_(2)O存在的条件下将NO还原成NH_(3),这是一种近乎理想的生产NH_(3)的方法.目前,已经报道了Pt/Al2O_(3)在NO-CO-H_(2)O反应中具有较高的NH_(3)选择性,但反应温度(400°C)仍然较高,不利于实际应用.因此,在低温条件下引入光照,通过光辅助热催化NO-CO-H_(2)O反应来获得NH_(3)产品,是一种极具发展潜力的方法.研究人员通过密度泛函理论(DFT)研究发现,Cu在NO还原反应中具有很高的活性和NH_(3)选择性,且Cu在水煤气(CO+H_(2)O)变换反应中具有较高的活性.CeO_(2)具有丰富氧空位同时能充当碳酸盐的储存位点,还可以起到稳定分散铜的作用.因此,本文将具有局域表面等离子体共振(LSPR)效应的金属Cu负载在具有氧空位的棒状CeO_(2)上形成Cu/CeO_(2)纳米复合材料,并研究了其催化NO-CO-H_(2)O反应性能.结果表明,Cu/CeO_(2)不仅在100-270°C下表现出较好的CO和NO去除效率,且可以选择性地催化还原NO为NH_(3).其中,5%Cu/CeO_(2)表现出最优催化活性,210°C时NO转化率为94.4%和NH_(3)选择性为66.5%.在相同温度下,可见光可以进一步提高NO转化率(97.7%)和NH_(3)选择性(69.1%).通过对NO-CO-H_(2)O反应进行分步活性测试,发现该反应的主要过程由水煤气变化反应生成活性H^(*)及其进一步与NO发生选择性催化还原反应两部分组成.准原位电子顺磁共振、原位漫反射傅立叶变换红外光谱和密度泛函理论计算表明,在Cu/CeO_(2)上NO-CO-H_(2)O的反应机理是CO首先与H_(2)O反应形成HCO_(3)^(*)中间物,然后分解成CO_(2)和活性H^(*),最后NO与活性H^(*)反应产生NH_(3).而可见光诱导Cu的LSPR效应能有效地将催化剂的光吸收范围拓宽至可见光,同时其产生的热电子能有效提高催化剂表面电子密度,从而促进了HCO_(3)^(*)分解为CO_(2)和活性H^(*);另外,在CeO_(2)上再生了氧空位(H_(2)O的活化点),进而增加了NH_(3)产量.综上,本文提供了一种在温和条件下合成NH_(3)的可行性方法,能为合成NH_(3)工艺提供一种新途径.

CuCl2-H2O体系和FeCl3-H2O体系络合物拉曼光谱研究与溶液拉曼定量分析探索

详细研究了CuCl2-H2O体系和FeCl3-H2O体系络合物拉曼峰。对于CuCl2-H2O体系,认为286cm-1峰可能是[CuCl4]2-和[CuCl6]4-等Cu2+和Cl-形成的各种形式络合物的特征峰叠加的结果,412 cm-1峰可能是以[Cu(H2O)4]2+和[Cu(H2O)6]2+为主的Cu2+的水合物的特征峰叠加在一起形成的;通过对特征峰参数的分析得到了286和412 cm-1特征峰的强度与3 400 cm-1左右水的O—H伸缩振动最强峰强度之比(I1/I3 400和I2/I3 400)以及这两个特征峰的积分面积(A1和A2)和浓度的定量关系曲线,从络合物角度实现了对CuCl2溶液的定量分析。对于FeCl3-H2O体系认为173和331 cm-1两个特征峰可能都是归属于FeCl3在水溶液中最常见的络合形式—[FeCl4]-,173 cm-1峰形很宽可能是由于Fe3+和Cl-形成的其他各种形式络合物,如[FeCl]2+,[FeCl2]+等的特征峰叠加的结果,331 cm-1之后的弱宽峰可能是以[Fe(H2O)4]3+,[Fe(H2O)6]3+为主的Fe3+的水合物的特征峰叠加在一起而形成的;通过对特征峰参数的分析得到了331 cm-1特征峰的积分面积A2以及173和331 cm-1特征峰的积分面积A1和A2之比与浓度的定量关系曲线,从络合物角度实现了对FeCl3溶液的定量分析。

Cu(phen)_2^(2+)-H_2O_2-6-巯基嘌呤化学发光体系测定6-巯基嘌呤

基于 6 -巯基嘌呤 (6 -MP)对Cu(phen) 2 +2 -H2 O2 体系化学发光具有较强的抑制作用 ,建立了化学发光测定 6 -MP的新方法 .该方法线性范围为 2 .0× 10 - 7- 9.0× 10 - 6 g/mL ,检出限为6 .2× 10 - 8g/mL ,对 1.0× 10 - 6 g/mL 6 -MP7次平行测定的相对标准偏差为 2 .9% ,用于药物乐疾宁中 6 -MP的测定 ,回收率为 95 - 10 3% 。

Cu^(2+)-H_2O系羟合配离子配位平衡研究

根据配位化学热力学平衡原理,绘制了Cu2+-H2O系配合离子浓度pc-pH图、铜羟合配离子分率αn-pH图及Cu(OH)2条件溶度积pPS-pH图。pc-pH图描述了Cu(OH)2(固)溶解平衡时,铜的总离子平衡浓度与pH值关系,pH值为7.32~10.68时Cu(OH)2的溶解度最小;αn-pH图指出了各种羟合配离子分率与pH值关系,每种羟合配离子都有其最佳的存在pH值范围;Cu(OH)2(固)的条件溶度积pPS-pH图表明pH在7.0~9.0范围内Cu(OH)2(固)的条件溶度积最小。研究结果可为中和水解法从含重金属废水中除铜等技术提供理论依据。

基于Cu_(2)O光阴极的光电催化CO_(2)还原研究

光电催化CO_(2)还原制备碳氢燃料是缓解当前能源和环境危机的潜在策略。现阶段,光电极的构建依然是光电催化CO_(2)技术的关键点。由于Cu基催化剂具有低成本、高C2+选择性、高稳定性等适宜CO_(2)还原应用的特性,构建新型Cu基光电极仍是CO_(2)还原研究领域中研究热点。本文从P型Cu_(2)O光阴极入手,系统研究了电沉积工况与光电催化CO_(2)还原反应之间构效关系。研究结果表明,在恒温环境中,施加0.5 mA/cm^(2)恒电流密度可获得结晶度良好的Cu_(2)O光阴极,并实现C2产物的合成。其中,乙醇的选择性可达5.3%。本文研究结果可为设计和制造具有高活性的光电催化CO_(2)还原光电阴极提供可行策略。

亚甲基蓝的CuO/TiO2-H2O2光催化脱色效果及影响因素

以亚甲基蓝染料为对象,研究CuO/TiO2-H2O2光催化的脱色效果及影响因素.在CuO/TiO2光催化系统中,加入H2O2可以显著提高催化效率,但H2O2的加入量不宜太多;反应系统的pH值、催化剂用量以及初始色度等对CuO/TiO2-H2O2的光催化效果都具有显著影响.结果表明,在pH=7的溶液中,每1000ml溶液加入0.1gCuO/TiO2催化剂和10ml30%H2O2溶液,用ZY3-150型高压汞灯照射2h,色度为500倍的亚甲基蓝溶液脱色率高达90%.

SiO_3^(2-)柱撑Cu-HTLcs催化苯酚羟基化的研究

本文采用共沉淀法合成了SiO_3^(2-)柱撑含Cu类水滑石(Cu-HTLcs-SiO3),XRD、FT-IR、TEM表征结果表明,可将阴离子SiO_3^(2-)引入含Cu类水滑石插层,并且使得水滑石层板间距有明显增大。苯酚/H2O2催化羟基化反应为探针反应的结果表明,Cu-HTLcs-SiO3的催化性能优于Cu-HTLcs-CO3。本文同时对含Cu量为22%(摩尔分数)的Cu-HTLcs-SiO3催化苯酚羟基化的反应条件进行了优化,得到其适宜反应条件为:反应温度70℃,催化剂用量0.2g/L、苯酚/H2O2比4、反应溶剂20mL体积比为0.8～1.2的乙腈水溶液。在适宜的反应条件下,苯酚转化率和H2O2有效利用率分别可达18.5%和74%。

CuO/TiO_(2)负载型催化剂的制备、拉曼光谱表征及催化CO氧化反应性质评价

通过设计包含催化剂制备、仪器表征和性质研究一体的综合实验,可以加深学生对催化化学的认识,使得传统理论催化教学更加立体化。本综合实验包括使用沉积-沉淀法制备CuO/TiO_(2)催化剂,使用拉曼光谱对催化剂结构进行物相分析,以及评价该催化剂催化CO氧化反应的性能三方面内容,使学生建立起化学材料“结构-性能”之间的初步认识,提升科研实践能力,为今后科研之路奠定基础。

鲁米诺-H_2O_2-CuSO_4体系中针剂维生素C的抗自由基活性

采用鲁米诺 H2 O2 CuSO4化学发光体系 ,测定了 2种不同厂家生产的维生素C的抗自由基活性 ,比较了 2种维生素C针剂的自由基清除率 .结果表明 ,该体系可以用于抗自由基活性检测 。

CuO/TiO_2-H_2O_2自然光催化降解印染废水的影响因素

以水解法制备具有锐钛矿晶型结构的TiO2,并负载CuO。在自然光照射下,研究印染废水的光催化脱色效果及pH、H2O2用量以及CuO/TiO2用量等影响因素。实验结果表明,在自然光照射下,用CuO/TiO2降解500 mL印染废水的最佳条件是:pH值为11,CuO/TiO2用量为0.05 g,H2O2用量为5 mL,反应时间为3 h。

C_(5)F_(10)O分解气体在Cu修饰NiS_(2)表面的吸附机理研究

文中利用第一性原理研究了Cu修饰单层NiS_(2)(Cu-NiS_(2))对5种C_(5)F_(10)O分解组分的吸附和传感性能,以探索其在C_(5)F_(10)O绝缘装置运行状态评估领域的应用潜力。通过对各吸附体系的吸附参数研究发现:Cu-NiS_(2)对C_(2)F_(6)O_(3)分子表现为化学吸附,吸附能为-1.05 eV,而对C_(3)F_(6)、CF_(2)O、C_(2)F_(6)和CF_(4)分子表现为物理吸附。通过对各吸附体系的电子性能以及气敏恢复特性分析发现:Cu-NiS_(2)对C_(3)F_(6)或CF_(2)O气体的传感性能较好,且在室温下恢复性能较佳,因此具备开发为C_(3)F_(6)或CF_(2)O气体传感器的巨大潜力;相反的,由于Cu-NiS_(2)对C_(2)F_(6)和CF_(4)的传感性能较差,因此无法实现这两种气体的高灵敏检测。此外,尽管Cu-NiS_(2)对C_(2)F_(6)O_(3)的传感性能极佳,但其较长的恢复特性决定了只能实现对该气体的单次检测,无法实现长期稳定使用。依据仿真研究结果提出了一种用于电力系统故障诊断的新型气敏传感材料,即Cu-NiS_(2),该传感材料对于评估C_(5)F_(10)O绝缘装置的运行状态具有重要意义。

298.15K时CuSO_4-NiSO_4-H_2O三元溶液体系的活度

摘要用等压法测定了298．15K时CuSO4-NiSO4-H20溶液体系在离子强度范围为0．3877～5．7986mol·k^-1内的渗透系数，用Pitzer离子相互作用模型对实验结果进行参数化研究，获得了CuSO4和NiSO4纯盐参数以及混盐参数，渗透系数的模型计算值与实验值的相对偏差为±0．03，表明Pitzer模型能较好描述298．15K时该溶液体系的热力学性质；得到了该溶液体系中离子平均活度系数随离子强度的变化规律．

基于Cu-HKUST-1材料的Cu/Cu_2O/CuO三元复合催化剂的优化制备及其应用研究

以硝酸铜,均苯三甲酸为原料,采用溶剂热合成法首先制备了铜基金属有机骨架材料(Cu-HKUST-1),然后采用气氛焙烧法制备了一系列三元铜基复合催化剂(Cu/Cu_2O/CuO)。通过调控灼烧时氮气和空气的配合比,实现了Cu/Cu_2O/CuO中铜(Cu)、氧化亚铜(Cu_2O)和氧化铜(CuO)三相含量的调控。研究结果表明:Cu/Cu_2O/CuO中的Cu、Cu_2O和CuO三者比列含量微观可调,随着空气比例微量增加,Cu/Cu_2O/CuO中Cu的含量逐渐减少,Cu_2O和CuO含量明显增多,通过气氛调节可以实现Cu、Cu_2O和CuO三相配合比的优化组合。在对对硝基苯酚还原实验中,在氮气∶空气的配合比为200mL∶2mL条件下制备的Cu/Cu_2O/CuO催化效果最好,反应约45s对对硝基苯酚的降解率超过90%。

内氧化法制备的Cu-Al_2O_3合金的显微组织与性能

利用内氧化法制备了Cu Al2 O3 弥散强化铜合金 ,并对其挤压态、冷拉态、退火态棒材进行了性能测试和显微组织结构分析。结果表明 :挤压后的棒材经 65 %和 90 %的变形量冷拉拔后 ,存在明显的加工纤维组织 ,σb 分别达 468和 495MPa ,相对电导率分别为 90 %和 89%IACS;1 0 30℃× 0 5h高温退火后再结晶现象并不明显 ,仍能保持较高的强度 ;且变形量越大 ,高温退火后强度下降越小 ;

Cu_2O光催化氧化降解对氯硝基苯

Cuprous oxide (Cu 2O) was prepared by reducing Cu 2+ with NaBH 4. 4-chloro-nitrobenzene was used to examined for the photocatalyst in the artificial solar. The results indicate cuprous oxide has high photoactivity and the organic degradation was completed. Under the irradiation of visible light, 4-chloro-nitrobenzene solution of 10 mg·1 -1and 40.0 mg·1 -1 decomposed 95% and 84% in 60 minutes, respectively. The degradation is first order reaction.

花状Cu_2O/Cu的水热合成及其光催化性能

以硝酸铜为前驱体,不采用任何模板,通过逐步水热法合成了花状Cu2O/Cu复合纳米材料.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对样品进行表征.结果表明,花状纳米Cu2O/Cu材料是由长为300-500nm,宽为30-70nm的带状花瓣构成,在可见光区域有很强的吸收.复合材料中Cu的含量可以通过反应时间进行调控.对染料Procion Red MX-5B(PR)的可见光催化降解,Cu能明显提高Cu2O的光催化性能.当Cu质量分数为27%-71%时,复合材料Cu2O/Cu的催化活性明显高于单相Cu2O.与立方体形貌的Cu2O/Cu复合材料相比,花状纳米Cu2O/Cu复合材料对染料PR有更高的催化降解性能.且该复合材料有较高的循环回收利用率.