刘亚男
,
王瑞霞
,
杨正坤
,
杜虹
,
姜一帆
,
申丛丛
,
梁况
,
徐安武
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60985-8
随着科学技术的不断进步和经济的快速发展,人类对自然资源的需求量越来越大,在开发利用自然资源的同时,大量的有机污染物也随之进入自然环境.这些物质不仅污染环境、破坏生态,更对人类的生活和健康带来了巨大的威胁.研究证实,半导体光催化剂在光照条件下可以破坏有机污染物的分子结构,最终将其氧化降解成CO2、H2O或其它不会对环境产生二次污染的小分子,从而净化水质.近年来,有关光催化降解有机污染物的报道日益增多. ZnO作为一种广泛研究的光催化降解材料,因其无毒、低成本和高效等特点而具有一定的应用前景.但是ZnO较大的禁带宽度(3.24 eV)导致其只能吸收紫外光部分,而对可见光的吸收效率很小,极大地制约了其实际应用.除此之外, ZnO受光激发产生的电子-空穴分离效率较低、光催化过程中的光腐蚀严重也是制约其实际应用的重要因素.为了提高ZnO的光催化活性和稳定性,本文合成了用g-C3N4修饰的氧空位型ZnO(g-C3N4/Vo-ZnO)复合催化剂,在有效调控ZnO半导体能带结构的同时,通过负载一定量的g-C3N4以降低光生电子-空穴对的复合速率和反应过程中ZnO的光腐蚀,增强催化剂的光催化活性和稳定性.本文首先合成前驱体Zn(OH)F,然后焙烧三聚氰胺和Zn(OH)F的混合物得到g-C3N4/Vo-ZnO复合催化剂,并采用电子顺磁共振波谱(EPR)、紫外-可见光谱(UV-vis)、高分辨透射电镜(HRTEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等表征了它们的结构及其性质. EPR结果表明,ZnO焙烧后具有一定浓度的氧空位,导致其禁带宽度由3.24 eV降至3.09 eV,因而提高了ZnO对可见光的吸收效率. UV-vis结果显示, Vo-ZnO复合g-C3N4后对可见光的吸收显著增强. HRTEM和FT-IR结果均表明, g-C3N4纳米片和Vo-ZnO颗粒之间通过共价键形成了强耦合,这对g-C3N4/Vo-ZnO复合催化剂中光生载流子的传送和光生电子-空穴对的有效分离起到重要作用.可见光催化降解甲基橙(MO)和腐殖酸(HA)的实验进一步证明, g-C3N4/Vo-ZnO复合材料具有较好的光催化活性,优于单一的g-C3N4或Vo-ZnO材料.同时还发现, g-C3N4的负载量对光催化活性有显著影响,当氮化碳的负载量为1 wt%时,所制材料具有最高的光催化活性：可见光照射60 min后,MO降解率可达到93%, HA降解率为80%.复合材料光催化活性的增强一方面是因为氧空位的形成减小了ZnO的禁带宽度,使得ZnO对可见光的吸收能力大大增强；另一方面, g-C3N4和Vo-ZnO的能带符合了Z型催化机理所需的有效能带匹配,使得光生电子-空穴对得到了有效的分离,从而提高了光催化活性.降解MO的循环实验表明, g-C3N4/Vo-ZnO催化剂具有很好的稳定性且不容易发生光腐蚀.与此同时,我们对比了用不同方法制备的g-C3N4/ZnO材料的催化性能.结果显示,本文制备的g-C3N4/Vo-ZnO复合材料具有更好的降解效率.总体而言,对于降解有机污染物, g-C3N4/Vo-ZnO可能是一个更为有效可行的催化体系.此外,本文也为设计与制备其他新型光催化剂提供了一条新的思路.
关键词:
氧空位氧化锌
,
石墨化氮化碳
,
复合光催化剂
,
光降解
,
Z型
刘彪
,
冀棉
,
杨士勇
宇航材料工艺
太阳帆飞船由于无需动力等优势近年来引起了各国科学家的研究兴趣,并在深空探测领域具有重要的应用前景.太阳帆的结构设计和材料选择是影响其性能的重要因素,本文结合太阳帆飞行环境的特点,介绍了太阳帆的基本结构和飞行原理,重点针对目前几种比较典型的太阳帆设计,对其支撑材料以及帆面薄膜材料进行了综述,并分析了各种材料和设计的性能特点.
关键词:
飞行器
,
太阳帆
,
结构
,
材料
鄢晓晖
,
王胜男
,
杜博
,
王小祥
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00524
利用同步辐射XRD研究淡水三角帆蚌贝壳珍珠质的内应力和珍珠质中单个文石板片的微结构, 发现淡水三角帆蚌贝壳珍珠质中单个文石板片内存在晶内有机物, 且该晶内有机物导致珍珠质层中产生拉应力. 这一拉应力沿不同晶向呈现强烈的各向异性, 表明晶内有机物在文石板片内很可能以某一特定的方式排列. 同步辐射XRD图谱的线形分析进一步证实淡水三角帆蚌贝壳珍珠质中的晶内有机物吸附于文石板片的(002)晶面. 这些研究结果将促进珍珠质矿化及强韧化机制的研究, 为设计高性能无机-有机复合材料及培育珍珠提供科学的根据.
关键词:
珍珠质; 同步辐射XRD; 微结构; 内应力
鄢晓晖
,
王胜男
,
杜博
,
王小祥
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00524
利用同步辐射XRD研究淡水三角帆蚌贝壳珍珠质的内应力和珍珠质中单个文石板片的微结构,发现淡水三角帆蚌贝壳珍珠质中单个文石板片内存在晶内有机物,且该晶内有机物导致珍珠质层中产生拉应力.这一拉应力沿不同晶向呈现强烈的各向异性,表明晶内有机物在文石板片内很可能以某一特定的方式排列.同步辐射XRD图谱的线形分析进一步证实淡水三角帆蚌贝壳珍珠质中的晶内有机物吸附于文石板片的(002)晶面.这些研究结果将促进珍珠质矿化及强韧化机制的研究,为设计高性能无机-有机复合材料及培育珍珠提供科学的根据.
关键词:
珍珠质
,
同步辐射XRD
,
微结构
,
内应力
郭建军
,
马玉山
,
贾汉义
,
李勇
黄金
doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2002.06.007
姜家窑金矿根据国内外矿山竖井提升现状,经过较详细地理论计算,自行设计出提升容器及配套系统,在该矿得到了应用,并取得了竖井小断面(1.8m×2.7m),卷扬机小型号(φ1.2m双卷筒卷扬机)、提升能力大(达到300～470t/d)的可喜成果,为矿山竖井开拓设计和竖井改造提供了一条可借鉴的经验.
关键词:
竖井
,
提升容器
,
配套系统
,
研究
,
应用
战琨友
,
王超
,
徐坤
,
尹洪宗
色谱
doi:10.3321/j.issn:1000-8713.2008.06.009
用超临界CO2萃取生姜根茎中的姜油树脂,并用气相色谱-质谱联用技术对其进行了成分分析.从姜油树脂中分析出77种化合物,其中挥发油成分50种,主要是α-姜烯(22.29%)、β-倍半水芹烯(8.58%)、α-法尼烯(3.93%)、β-没药烯(3.87%)和α-姜黄烯(2.63%)等倍半萜类化合物;姜辣素成分27种,主要成分为6-姜酚(9.38%)、6-姜烯酚(7.59%)和分析过程中由姜酚类或姜烯酚类化合物受热分解而形成的姜油酮(9.24%).在姜辣素成分中,6-异姜酚、(Z)-10-异姜烯酚和(E)-10-异姜烯酚3种化合物是新发现的未见报道的化合物.实验中对这3种新化合物进行了质谱裂解分析.
关键词:
超临界萃取
,
气相色谱-质谱联用技术
,
姜油树脂
,
成分分析
严俊
,
方飚
,
张姗姗
,
胡仙超
,
张刚生
材料导报
通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线粉晶衍射(XRD)对淡水三角帆蚌贝壳各壳层的微结构特征及化学组成进行较系统的对比研究.结果表明:在贝壳的垂直生长层方向,最外层的角质层可细化为外角质层与矿化区,其中在贝壳的不同区域中该角质层的厚度存在明显差异；棱柱层中的棱柱与外层的角质层及内层的珍珠层文石板片呈近垂直交接,棱柱层的厚度在贝壳的不同位置同样存在差异；首次发现珍珠层中文石板片的厚度从接近棱柱层一端至珍珠层内侧面逐渐变厚,该结论与前人的文献报道恰好相反.基于本研究的结论,推测贝壳中复合的微纳米结构与化学组成共同决定了软体动物贝壳优异的力学性能.
关键词:
复合材料
,
淡水贝壳
,
三角帆蚌
,
微结构
,
角质层
谢雷
,
王小祥
,
郦剑
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.03.040
利用扫描电镜和光学显微镜对三角帆蚌贝壳和珍珠的珍珠质层微观结构进行了分析研究,发现贝壳的珍珠质层中存在异常的结构带,主要有柱状珍珠质带,针状晶体带以及棱柱状晶体带.其中柱状珍珠质带中,单片文石板片的厚度超过1μm,是正常珍珠质中文石板片厚度的两倍.而对正常珍珠的珍珠质层的大量观察却未发现类似的异常结构.分析认为这可能是因为贝壳珍珠质的矿化微环境与珍珠的珍珠质矿化微环境不同导致的.并利用圆柱形珍珠囊在钛金属牙种植体表面制备的珍珠质涂层具有沿整个圆周面均匀生长的特点.
关键词:
珍珠质
,
微观结构
,
柱状珍珠质层
,
珍珠质涂层
