宋成文
,
陶平
,
宋学凯
,
吴帅华
,
邵秘华
,
高光锐
,
冯祎宁
,
王同华
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12761
针对船舶压载水转移所引起的外来生物入侵问题,开发了以廉价煤为原料经挤压成型、炭化等工艺制备出煤基管状多孔炭膜.分别采用扫描电镜和气体泡压技术对煤基炭膜的微观形貌和孔结构特性进行表征,并详细考察了压载水处理过程中微藻种类、跨膜压差、错流速率以及微藻密度对处理效果的影响.实验结果表明,煤基炭膜表面光滑,孔隙结构发达,孔径均一,这非常有利于处理压载水中微藻.压载水中微藻尺寸越大,膜的稳定通量越小;增大跨膜压差,膜的稳定通量增幅变缓,尤其对含有小球藻和叉鞭金藻的模拟压载水,因其尺寸与炭膜平均孔径相近,容易受压变形进入膜孔形成膜内污染,变缓程度更为明显;增大错流流速可增大膜表面剪切力,减少微藻在膜表面堆积,提高炭膜的稳定通量;提高藻液密度,加重膜表面污染,降低膜的稳定通量.经炭膜处理后,渗透液中均未检出微藻的存在,显示出煤基多孔炭膜在船舶压载水处理领域具有潜在的应用前景.
关键词:
煤
,
炭膜
,
压载水
,
微藻
侯清玉
,
张跃
,
张涛
功能材料
采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法计算了3种模型高氧空位浓度不同的锐钛矿晶体的吸收谱带,发现产生F'色心,而不能产生F色心;锐钛矿高氧空位范围内浓度越高,光能量吸收越强;浓度不同的高氧空位锐钛矿形成不同的吸收谱带;锐钛矿晶体的高氧空位浓度不同,F'色心引起的透射光不同,观察得到的颜色不同,和缺陷化学实验中得到的变化趋势相一致.
关键词:
锐钛矿
,
高氧空位浓度
,
F'色心
,
吸收光谱
,
第一性原理
李力成
,
石康中
,
涂睿
,
钱祺
,
李东
,
杨祝红
,
陆小华
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60946-9
高效TiO2基光催化材料的开发一直是催化领域的研究热点，主要的策略是如何有效地分离光生载流子.制备多晶相的TiO2材料可引入异质/相结结构使电子与空穴朝不同方向移动，从而避免电子与空穴复合；另外，在TiO2中掺杂其他金属或非金属也可以有效地降低电子与空穴的复合率，掺杂的元素作为电子捕获阱俘获光生电子，以实现电子空穴的有效分离.近些年，作为一种全新的掺杂剂，氧空穴可以有效改善TiO2的光催化活性，所制TiO2具有可见光的全光谱吸收能力，因此该类TiO2呈现出黑色.通过上述方法均可以制备出高活性TiO2基光催化材料，如果能够将这些方法耦合一起，则可能制备出活性更高的光催化剂.因此，本文将异相结结构和空穴掺杂耦合起来，用多孔钛酸盐衍生物在H2中高温焙烧制得一种全新的黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x纳米纤维.不同于其他TiO2基光催化材料，该样品仅由Ti和O元素组成，通过Ti和O元素的组合，形成了双晶结构和空穴掺杂两种特殊的结构，借助场发射(FESEM)、拉曼光谱(Raman)、氮气物理吸脱附、X射线光电子能谱(XPS)、热重(TG)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)等表征分析了样品的结构及其光催化性能间构效关系. FESEM结果显示，黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x为长1–5mm、宽0.2mm的纤维结构， Raman结果表明，锐钛矿相在特征波段(140 cm–1左右)和TiO2(B)的特征波段(220–260 cm–1)均发生蓝移，说明该两相中均存在氧空穴；该样表面未检测到Ti3+，因此氧空穴可能分散在TiO2(B)和锐钛矿相的体相中.根据黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x和白色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2的失重差，估算出前者的O/Ti原子比为1.97.光催化降解甲基橙实验结果显示，黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x的光催化活性是白色双晶TiO2的4.2倍，锐钛矿TiO2的10.5倍，且连续反应10次后未出现失活现象，显示出了良好的光催化稳定性.前期，我们已经证明了白色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2由于具有TiO2(B)和锐钛矿的异相结结构，致使其电子空穴有效地分离，从而表现出优异的光催化活性；本文的PL结果显示，由于氧空穴的引入，异相结与氧空穴两者共同作用，进一步促进了黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x电子与空穴的有效分离，因此黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x表现出高的光催化活性.由于其特殊的结构，黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x纳米纤维将在环境与能源领域表现出良好的应用前景.
关键词:
黑色氧化钛
,
双晶
,
光催化
,
氧空穴
徐小东
,
刘洪亮
,
商培
,
董立志
涂料工业
doi:10.3969/j.issn.0253-4312.2011.01.015
介绍了一种高光含氟外墙乳胶漆的研制方法,并从涂料各组分的角度阐述了润湿分散剂、增稠剂、颜填料、乳液等对光泽和其他性能的影响.筛选出高光含氟外墙乳胶漆所需的原材料,对含氟乳液的性能进行分析和概括,开发出成本低、性能好,用于建筑外墙的高光含氟外墙乳胶漆.多次优化配方,以实际检测和应用情况为基础,提供稳定性好、容易调色的外墙高光含氟乳胶漆生产配方.为研制高光、环保、高性能的建筑外墙用高光含氟外墙乳胶漆提供设计思路和理论依据.
关键词:
高光
,
含氟外墙乳胶漆
,
研制
姜洪泉
,
王巧凤
,
李世洋
,
李井申
,
王庆元
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60047-4|
利用溶胶-凝胶和溶剂热联合技术制备了Pr-N-P三元掺杂锐钛矿TiO2(PrNPTO)纳米片，并采用X射线衍射、透射电镜、N2吸附、X射线光电子能谱、UV-vis吸收谱和光致荧光光谱分析技术对其进行了表征.当Pr掺杂量为1.75 wt%，焙烧温度为550°C时，制得的PrNPTO在可见和紫外光下光催化降解亚甲基蓝(MB)活性最佳.在模拟太阳光照射下， PrNPTO也表现出优越的光催化降解4-氯酚性能(kapp =3.90×10-2 min-1)，优于未掺杂、单掺杂和双掺杂TiO2样品，其光活性是P25 TiO2的3.33倍(kapp =1.17×10-2 min-1). PrNPTO光活性的提高归因于Pr-N-P三元掺杂增强了紫外和可见光吸收，降低了光生载流子复合，增加了表面羟基以及改善了表面织构特性.在模拟太阳光照射下， PrNPTO光催化效率高且光催化性能稳定，适合于环境净化领域的实际应用..
关键词:
氧化钛
,
Pr-N-P三元掺杂
,
溶胶-凝胶
,
溶剂热
,
太阳光
,
光催化
孙永建
,
孙晓明
,
刘云起
,
王武超
,
王刘阳
,
李泊洋
液晶与显示
doi:10.3788/YJYXS20163109.0897
陶瓷、金属等光滑表面的强反射性质，会使图像饱和产生高光现象，导致测量精度大幅下降.针对这一问题，本文利用扩散板对光的扩散作用，设计了基于线性扩散板的高光抑制系统.首先从理论上研究线性扩散板的扩散原理，并利用高光点反射辐射亮度分析线性扩散板对高光的抑制作用.然后搭建系统平台，完成相机标定、投影仪标定等系统搭建工作.最后对陶瓷盘子和大理石罐等具有强反射表面的物体进行三维测量，实验结果表明，线性扩散板能够实现三维测量中强反射表面的高光抑制，其中大理石罐、陶瓷盘子、花盆、杯子的高光点数目相比未加扩散板时分别减少了19．6倍、5．6倍、4．4倍与3．9倍.扩散板能够减弱高光点的反射辐射亮度，对高光具有一定的抑制作用，三维重构结果中高光区域明显缩小.
关键词:
三维视觉检测
,
高光抑制
,
结构光
,
线性扩散板
方涛
,
王红传
,
李玉权
,
王荣
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2009.01.006
提出了一种产生高消光比超短光脉冲的新方法.利用相位调制器调制连续光生成啾啁光,而后利用M-Z强度调制器的倍频调制抑制对压缩不利的啁啾部分的影响,再通过等效啁啾光纤光栅进行压缩产生光脉冲.理论和仿真结果表明,该方法可以很好地消除光脉冲的基底及减小旁辦,产生消光比大于30 dB、波形理想的光脉冲,具有很强的可实现性.最后利用实际制作的色散系数为-380 ps/nm的等效啁啾光纤光栅对该方法进行了实验验证,结果表明,在重复频率为2.5 GHz、相位调制系数为9时,可产生脉宽小于18 ps的高质量光脉冲.
关键词:
光通信
,
高消光比超短光脉冲
,
相位调制
,
脉冲压缩
辛勇
,
刘东雷
,
伍晓宇
高分子材料科学与工程
建立了制品对模具型腔复原性的宏观量化表征模型,以自主开发的车用高光蓝牙模具和温控辅助装置为试验基础,以制品质量、线收缩率、翘曲变形和沉降指数等为品质考核指标,采用试验生产与仿真分析相结合的方法对高光制品成型性能进行了试验研究.在考虑到各指标权重因素的同时,采用信噪比之望小特性理论实现了样本数据的归一化处理.得出了各考核参数相对于各个品质指标的影响趋势及影响显著性顺序,进而研究得出了相对于该高光制品的最佳成型工艺组合.
关键词:
高光注塑成型
,
工艺控制
,
田口方法
,
信噪比
敖特根
,
侯清玉
,
迎春
钛工业进展
doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2012.01.004
采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,建立了未掺杂和La高掺杂锐钛矿型TiO2超胞模型,分别对模型进行了几何结构优化、分波态密度分布、能带分布、Mullkien电荷数、差分电荷密度和吸收光谱计算.结果表明,在本研究限定的浓度范围内,La掺杂浓度越低锐钛矿型TiO2越稳定；La掺杂后锐钛矿型TiO2的离子键进一步增强,且最小禁带宽度变窄,吸收光谱发生红移现象；当La掺杂质量分数分别为10.14％,19.01％时,最小带隙均约为1.84- eV,高能区吸收光谱几乎相同.
关键词:
锐钛矿型TiO2
,
La掺杂
,
禁带宽度
,
光学性质
,
第一性原理
董维阳
,
姚有为
,
孙尧俊
,
华伟明
,
庄国顺
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61081-6
本文报道一种孔道三维相互连通锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料的制备.该介孔材料是以两维六方有序结构、直孔道、锐钛矿70TiO2-30SiO2-950纳米复合介孔材料(于950oC晶化2 h)为前驱体, NaOH为SiO2的刻蚀剂,通过“在孔壁内造孔”的方法获得.我们的策略是采用温和的造孔条件,如稀NaOH溶液,合适的温度与固/液比等.采用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和低温N2吸附等技术对样品的介孔结构进行了系统表征.结果表明,墙内孔的密度非常高,孔径均一(平均尺寸3.6 nm),且在三维网络高度连通原孔道,但介孔结构仍保持其完整性.锐钛矿纳米晶粒的结晶度和大小在墙内造孔前后基本保持不变.该材料光催化降解罗丹明B(0.303 min–1)与亚甲基蓝(0.757 min–1)的活性相当高,此活性分别是其母体材料的5.1和5.3倍,甚至是Degussa P25光催化剂的16.5和24.1倍.这充分表明三维连通孔道结构对活性的大幅提高起了关键作用.孔道三维连通式锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料对上述污染物展现出意想不到的高降解活性,显著高于迄今已报道的金属氧化物基介孔材料对上述污染物的降解活性.更重要的是,该光催化剂具有相当高的稳定性和重复使用性.相信,本方法将为具有超高性能的孔道三维相互连通其它金属氧化物基介孔材料的制备铺平了道路.
小角XRD结果表明,母体材料的孔道是两维六方有序结构,在孔壁内造孔之后,样品原有的介孔结构仍保持其规整性.宽角XRD结果显示,二氧化钛的晶相是锐钛矿,晶粒尺寸为10.8 nm.造新孔之后,锐钛矿纳米晶粒的结晶度和大小与母体样品的相比变化不大. TEM结果显示,母体样品的孔壁内没有孔.孔道是两维六方有序排列的直孔道,孔径大小均一(平均尺寸4.1 nm).高分辨透射电镜(TEM)观察揭示,锐钛矿纳米晶粒(平均大小11.3 nm)在孔壁内随机排列,并与无定形SiO2纳米颗粒相互连接,相间共存,形成类似“砖块?水泥砂浆”砌成的孔壁,这种独特的复合骨架结构赋予其很高的稳定性.当一些SiO2纳米颗粒被去除之后, TEM观察显示,孔壁内有密集分布的孔,这些孔取向随机,并在三维方向连通原孔道,但介孔骨架结构仍保持其完整性.墙内孔的大小范围很窄(3.1?4.3 nm),平均大小为3.6 nm.高分辨TEM观察显示,锐钛矿晶粒大小与母体材料内的相比基本未变.上述结果与XRD结果一致.低温N2吸附表征结果显示,母体样品内只有一种孔道,孔径为4.0 nm.去除部分SiO2后的样品内有两种孔道,孔径分别是3.4和4.1 nm.这些结果与TEM的观察吻合.罗丹明B与亚甲基蓝在造孔前后样品内扩散速率评价结果显示,其在三维连通孔道内的扩散速率很高,大约是其母体材料内的5倍以上.这表明相互连通的孔道网络结构非常有利于客体分子在其内扩散.光催化降解性能评价结果显示,罗丹明B与亚甲基蓝在相互连通孔道内降解的速率相当高,分别是其在不连通孔道内的5.1和5.3倍.这充分证明孔道三维相互连通对活性的大幅提高起了关键作用.我们对材料的稳定性和重复使用性作了评价,经过10次循环使用孔道三维相互连通锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料,其吸附与光催化降解罗丹明B的性能变化不大.这充分证明本文制备的孔道连通复合介孔材料的性能是相当稳定的和可重复使用的.该方法可用于制备具有超高性能的孔道三维相互连通其它金属氧化物基介孔材料,如Nb2O5, Ta2O5等.
关键词:
二氧化钛
,
二氧化硅
,
纳米复合介孔材料
,
三维连通式介孔结构
,
光催化降解
,
有机污染物
