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太阳能光解水制H2催化剂研究进展

朱启安 , 王树峰 , 王先友 , 宋方平 , 陈万平

材料导报

氢气是未来人类社会可持续发展的理想能源,光解水制H2的关键是具有高性能的光催化剂.论述了光解水的机理;综述了近年来有关TiO2、过渡金属氧化物、层状金属氧化物、光生物催化剂以及其它新的复合物在光解水方面的研究进展;讨论了提高其光催化反应活性的途径;对存在的问题和前景进行了展望.

关键词: 光催化 , 氢能 , 光解 , 太阳能

单壁碳纳米管的光解法功能化及其对分散性能的影响

那帝牧 , 谢景毅 , 马育红 , 杨万泰

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(09)60021-4

将单壁碳纳米管分散到溶有光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙醇的四氢呋喃溶液中,在紫外光辐照下,光引发剂裂解生成2-羟基异丙基自由基.通过自由基的偶合反应,2-羟基异丙基自由基偶合到碳纳米管表面.用UV-Vis光谱、FTIR、拉曼光谱、TGA-MS 及HRTEM等表征方法,证实在单壁碳纳米管表面引入了羟基.UV-Vis光谱上范霍夫吸收峰的消失表明碳纳米管表面被功能化.羟基化的SWCNTs样品在FTIR光谱中出现的3420cm-1(O-H键)、2930 和 2859cm-1(烷基C-H键)峰进一步证实了碳纳米管的功能化.拉曼光谱显示, 随着SWCNTs的功能化,其切向模式吸收带与杂碳原子吸收带的相对比值(IG/ID)下降.TGA-MS的m/z 59峰(400℃)揭示了SWCNTs上存在着异丙醇基团.HRTEM和溶解数据表明,光解改性有助于碳纳米管管束间缠结的解开,进而提高了其在有机溶剂中的溶解性,并且在一定程度上保持了碳纳米管的结构.

关键词: 碳纳米管 , 表面改性 , 共价功能化 , 光解 , 光化学修饰

响应面法研究NO3-、NO2-和Fe3+对布洛芬光解的复合影响

李富华 , 陈敏 , 孔青青 , 李若白 , 陈平 , 姚琨 , 刘国光 , 吕文英

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.11.2015061702

在溶液中分别加入不同浓度的NO3、NO3-和Fe3+,考察它们对布洛芬光解的影响.通过响应面法研究了它们对布洛芬光降解的复合影响.结果表明,NO3可以明显地促进布洛芬的光解.NO2-和Fe3+会抑制布洛芬的光解,且在研究的浓度范围内NO2-的抑制效果比Fe3+强烈.当水环境中存在NO3、NO2-和Fe3+时,可用响应面法来估算布洛芬的光解速率.NO3和NO2-的相互作用、NO3和Fe3+的相互作用对布洛芬的光解具有显著性影响.

关键词: 布洛芬 , 光解 , 动力学 , 无机离子 , 响应面法

活性艳红X-3B水溶液的光化学与光催化协同脱色反应

毛立群 , 杨建军 , 郭泉辉 , 李庆霖 , 张治军

催化学报

对影响活性艳红X-3B水溶液光化学与光催化协同脱色反应的各种条件(如溶液的pH值,紫外光照强度,空气流量,催化剂用量及溶液的初始浓度等)进行了考察.结果表明,降解率随着紫外光照强度的增强而加快,随着X-3B初始浓度的增大而减慢;催化剂最佳用量为4g/L,空气最佳流量为4.3L/h.在X-3B水溶液的光催化脱色过程中,存在有光解反应,但它远不如光催化反应重要.因此,活性艳红X-3B水溶液的降解是光化学与光催化的协同脱色反应.

关键词: 光催化 , 光解 , 脱色反应 , 活性艳红X-3B

TiO2光催化剂的可见光敏化研究

张峰 , 李庆霖 , 杨建军 , 张治军

催化学报

报道了共溶液掺杂法对二氧化钛光谱特性进行可见光敏化的研究结果.实验结果表明:钒掺杂的二氧化钛光催化剂在可见光照射下,对初始浓度为50μl/L的硫化氢,小时转化率高达96.9%.XPS结果证明了二氧化钛晶格中有钒离子存在.粉末电导结果进一步揭示了钒掺杂二氧化钛中呈现两种导电机制和光谱响应红移的内在原因.

关键词: 气相光催化 , 硫化氢 , 光解 , 二氧化钛 , 可见光敏化

HNO3在气相及SiO2表面的紫外光解反应

邹家骥 , 陆军 , 孙云东 , 朱承驻

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.04.2014080202

利用紫外及红外吸收光谱等分析手段对365 nm光照下HNO3在气相与SiO2表面的光解反应进行了研究.考察了HNO3浓度、光照时间、相对湿度等条件对反应的影响.结果表明:随着HNO3浓度及光照时间的增加,光解产生的NO2和NO浓度均呈指数增加;无水汽情况下,400 Pa的HNO3光解45 min后,产生NO2及NO浓度比气相光解产生的分别高约3及1.7倍.HNO3光解产生的HONO的浓度随相对湿度的增加而呈线性增加,在SiO2颗粒物表面光解产生的NO2浓度随着相对湿度的增加而减少,而NO浓度则随之增大.400 Pa的HNO3光照45 min后,SiO2表面光解产生的HONO浓度是气相光解的3倍、SiO2表面暗反应的约30倍.

关键词: HNO3 , 气相 , SiO2表面 , 光解

氧氟沙星和诺氟沙星的水环境光化学转化:pH值及溶解性物质的影响?

尉小旋 , 陈景文 , 王如冰 , 郭芳婕 , 曾宇飞 , 李雨昕 , 吴英格

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.03.2014061808

在模拟日光照射下,考察了氧氟沙星和诺氟沙星在纯水和天然水中的光降解行为,结果表明,氧氟沙星和诺氟沙星的光降解随pH增加( pH=4—10)先增快后减慢,两种抗生素以两性离子形态存在时光解最快。氧氟沙星和诺氟沙星在天然水中的光降解显著慢于其在相似pH条件下( pH=8)纯水中的光降解,天然水中的溶解性物质对两种抗生素的光降解总体表现为抑制作用。以Suwannee河富里酸为例,研究了溶解性有机质( DOM)的影响机制,发现淡水中高浓度的DOM主要通过竞争光吸收抑制氧氟沙星和诺氟沙星的光解,而海水中低浓度的DOM可以通过淬灭活性物种抑制两种抗生素的光解。天然水中的金属阳离子( Ca2+和Fe3+)和NO-3分别通过配位作用和光致生成·OH影响氧氟沙星和诺氟沙星的降解。由此可见,氧氟沙星和诺氟沙星在天然水中的光化学行为依赖于水体pH值和溶解性物质的综合影响。

关键词: 氧氟沙星 , 诺氟沙星 , 光解 , pH值 , 溶解性物质

甲酰氨基嘧磺隆在模拟环境中的降解特性

吴文铸 , 孔德洋 , 何健 , 孔祥吉 , 单正军

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254?6108.2016.03.2015100802

甲酰氨基嘧磺隆是一种新型磺酰脲类除草剂,其在环境中的归趋备受关注.采用室内模拟试验方法,研究了甲酰氨基嘧磺隆在不同土壤中的降解性、水解和光解特性.结果表明,甲酰氨基嘧磺隆在光照强度4000 lx,紫外强度25μW·cm-2的人工光源氙灯条件下,甲酰氨基嘧磺隆的光解半衰期为1.72 h,易光解.25℃时,pH4、pH7和pH9条件下水解半衰期分别为4.17、91.2、97.6 d,50℃时的水解半衰期分别为<1 d、4.75 d和14.5 d,温度和pH值对水解速率具有较大影响.甲酰氨基嘧磺隆在江西红壤、太湖水稻土和东北黑土中的降解半衰期分别为10.8、16.6、31.5 d,该药在酸性土壤中降解较快,影响其在土壤中降解速率的主要因素为土壤pH值.

关键词: 甲酰氨基嘧磺隆 , 光解 , 水解 , 土壤降解

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