张声森
,
晏洁
,
杨思源
,
徐悦华
,
蔡欣
,
张向超
,
彭峰
,
方岳平
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62588-3
近几十年来,光电化学分解水制氢作为一种洁净的、能持续利用太阳能的技术受到极大关注.在众多光催化材料中,p型半导体氧化亚铜(Cu2O)被认为是最有前途的可见光光电分解水材料之一.理论上,它的光能转换为氢能的效率可达到18.7%.然而,目前所报道的Cu2O光转换效率远远低于此值;同时,纯Cu2O在光照条件下的稳定性较差.研究表明,Cu2O与其它半导体复合可以增强其光电转换效率和提高稳定性.如Cu2O和能带匹配的石墨相氮化碳(g-C3N4)复合后,光催化性能和稳定性都有较大提高.但目前所报道的Cu2O/g-C3N4复合物几乎都是粉末状催化剂,不便于回收和重复使用.本文首先采用电化学方法在FTO导电玻璃上沉积Cu2O薄膜,采用溶胶凝胶法制备g-C3N4纳米颗粒材料,然后采用电化学法在Cu2O薄膜表面沉积一层g-C3N4纳米颗粒,得到了Cu2O/g-C3N4异质结膜.分别利用X射线粉末衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)和光电化学分解水实验分析了Cu2O/g-C3N4异质结的组成结构、表面形貌、光吸收性能及催化剂活性和稳定性.XRD和HRTEM表征显示,本文成功合成了Cu2O/g-C3N4异质结材料,SEM图表明g-C3N4纳米颗粒在Cu2O表面分布均匀,大小均一.可见光光电化学分解水结果显示,异质结薄膜的光电化学性能比纯的Cu2O和g-C3N4薄膜材料有极大提高.当在Cu2O表面沉积g-C3N4的时间为15 s时,得到样品Cu2O/g-C3N4-15异质结膜,其在–0.4 V和可见光照射条件下,光电流密度达到了–1.38 mA/cm2,分别是纯Cu2O和g-C3N4薄膜材料的19.7和6.3倍.产氢速率也达到了0.48 mL h–1 cm–2,且产氢和产氧的速率之比约为2,说明此异质结材料在可见光作用下能全分解水.经过三次循环实验,光电化学分解水的效率仅降低10.8%,表明该材料具有良好的稳定性.根据UV-Vis表征和光电化学性能对比,Cu2O/g-C3N4-15的光电性能最好,但其光吸收性能并不是最好,说明光电化学性能与光吸收不是成正比关系,主要是由于Cu2O和g-C3N4两个半导体相互起到了协同作用.机理分析表明,Cu2O/g-C3N4异质结薄膜在光照下,由于两者能带匹配,Cu2O的光生电子从其导带转移到g-C3N4的导带上,g-C3N4价带上的空隙转移到Cu2O的价带上,从而降低了光生电子和空隙的复合,提高了其光催化性能.由于g-C3N4的导带位置高于H2O(或H+)还原为H2的电势,Cu2O的价带位置低于H2O(或OH–)还原为O2的电势,所以在外加–0.4 V偏压和可见光照射条件下,Cu2O/g-C3N4能全分解水,光生载流子越多,光电化学分解水的速率越大.综上所述,在Cu2O薄膜上沉积g-C3N4后得到的异质结薄膜具有高效的光能转换为氢能性能.
关键词:
氧化亚铜
,
石墨化氮化碳
,
异质结薄膜
,
电化学沉积
,
可见光
,
光电化学分解水
,
产氢
黄振兴
,
李晨晨
,
金旭琴
,
姜秋实
,
马阳春
,
吕春辉
,
滕跃
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.08.2016031802
新洁尔灭是一种重要的化学除藻剂,为了探讨新洁尔灭的二次污染问题及其对水生生物可能存在的环境风险,本文在模拟生理条件下利用多种光谱技术和分子模拟技术研究了除藻剂新洁尔灭对鲱鱼精子DNA(hs-DNA)的作用机制,探讨了二者的结合特性和作用力类型,研究了新洁尔灭对hs-DNA空间结构的影响.结果表明,新洁尔灭对hs-DNA没有荧光猝灭作用,新洁尔灭对hs-DNA的空间结构也没有显著影响.通过光谱技术和分子模拟,验证了新洁尔灭与hs-DNA是以沟槽作用相结合且二者作用力类型主要为范德华力.该研究从分子光谱学角度验证了新洁尔灭的低毒性,阐明了新洁尔灭与hs-DNA的结合模式和作用力类型,为评价新洁尔灭的二次污染问题提供了参考.
关键词:
新洁尔灭
,
鲱鱼精子DNA
,
多种光谱技术
,
分子模拟
苏国栋
,
陈洪龄
,
汪效祖
,
徐南平
机械工程材料
doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2004.11.012
在聚氨酯材料表面涂敷纳米TiO2复合涂层形成自洁材料,利用白度分析建立了对亚甲基蓝自洁率的测试方法,并通过红外光谱对自洁效果进行了表征.结果显示,自洁率的高低不仅与TiO2的粒径、晶型、添加量等有关,而且也与光照时间、助剂的配比有关;TiO2固含量在7%,粒径在150～300nm时效果最佳.
关键词:
TiO2
,
聚氨酯
,
白度
,
光催化
,
自洁材料
汤华娟
,
王承遇
,
谷秀梅
,
庞世红
,
孟庆瑜
,
田延东
硅酸盐通报
doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2004.06.016
以玻璃为基片,采用溶胶-凝胶法,制备了掺杂锌的自洁玻璃表面膜,利用紫外吸收光谱及接触角测定仪等测试手段,研究了锌的不同掺杂量对自洁玻璃表面膜的光催化性能及对不同的菌群的抑菌作用的影响,发现掺杂锌能提高光催化性能和抑菌性能且二者之间有相似的变化趋势.另外还测定了样品具有较好的亲水性能以及掺杂锌后禁带宽度变窄.
关键词:
掺杂锌的TiO2膜
,
抑菌率
,
大肠埃希菌
,
金黄色葡萄球菌
,
禁带宽度
刘曙光
,
魏伟
硅酸盐通报
doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2007.06.019
以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,掺杂Fe3+改善纳米TiO2的光催化活性.以磷酸钙为载体,将物质的量比为1:3的Ag+、Cu2+与掺杂改性后的纳米TiO2按比例组装到载体中,制备出了抗菌自洁粉体.将抗菌自洁粉体按照一定的比例添加到普通建筑涂料中,制备出了抗菌自清洁涂料,用SEM、XRD、EDS、抗菌实验和光降解实验对样品进行测试表征.结果表明:掺杂0.2%的Fe3+能明显的改善纳米TiO2的光催化活性;磷酸钙能很好的负载金属离子和纳米TiO2;抗菌自洁粉体和抗菌自洁涂料的拟菌率分别达99.9%和98.0%,对亚甲基兰的降解率1h内均分别达到98%和90%.
关键词:
掺杂
,
纳米TiO2
,
Ag+、Cu2+协同作用
,
磷酸钙载体
,
抗菌自洁
宋震宇
,
霍瑞亭
,
周劲勋
,
綦春芝
,
侯丽丽
,
王旭琴
涂料工业
doi:10.3969/j.issn.0253-4312.2009.03.002
以硅烷偶联剂(KH570)为改性剂,采用溶胶-凝胶的方法制备出改性SiO2粉体;以DMF为溶剂,PVDF为主要成分,共混入拒水拒油剂和改性SiO2粉体,制备出可应用于软质PVC基材的防污自洁表面处理剂.实验结果表明:拒水拒油剂降低了基材的表面张力,改性SiO2粉体的加入起到提高基材表面微观粗糙度的作用,从而成功实现了在聚合物表面模拟荷叶效应的目的.
关键词:
防污
,
自洁
,
PVDF
,
溶胶-凝胶
,
硅烷偶联剂
