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在光催化还原CO2中具有高催化效率的八面体Cu2O修饰的TiO2纳米管

李延芳 , 张文沛 , 沈星 , 彭鹏飞 , , 余颖

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)60991-3

光催化还原CO2生成烃类燃料是一种可同时解决全球变暖和能源危机问题的最有效途径之一。尽管这方面的研究已经取得了一定的进展,但是整体的光催化转换效率还非常低。因此,需要发展更加高效的催化剂。由于半导体材料禁带宽度与太阳光谱相匹配,人们已经对其进行了广泛研究。其中TiO2因具有无毒、强氧化性以及良好的光学和电学性质等而成为最主要的研究对象。但是对于光催化还原CO2反应来说, TiO2仍存在很多不足,如只能吸收太阳光谱中的紫外光,光生载流子会快速结合,以及光生空穴的强氧化能力等,这些都限制了其光催化还原CO2的效率。采用窄禁带宽度半导体修饰TiO2是解决上述不足的有效途径之一。本文采用简单的电化学方法成功制备了一种由窄禁带半导体Cu2O修饰的TiO2纳米管(TNTs)的复合物,并运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及X射线光电子能谱(XPS)表征了所制备复合物的形貌、化学组成和结晶度。表征结果显示,所制备的TiO2为整齐排列的纳米管阵列结构;复合物中的纳米颗粒为Cu2O;当电化学沉积Cu2O的时间为5 min时,得到的Cu2O纳米颗粒初步呈类八面体结构。随着沉积时间的增加, Cu2O颗粒尺寸增加,具有八面体结构。 XRD和XPS结果表明, TiO2纳米管为锐钛矿,八面体Cu2O纳米颗粒的主要暴露晶面为(111)面。我们还进一步研究了不同量Cu2O纳米颗粒修饰的TiO2纳米管复合物在可见光以及模拟太阳光下光催化还原CO2的能力。在可见光下,由于自身的禁带宽度,纯净的TiO2纳米管没有任何光催化还原CO2的能力;经过Cu2O纳米颗粒的修饰,复合物显现出明显的光催化还原CO2的能力,其中经过30 min Cu2O沉积的TNTs具有最高的光催化效率。在模拟太阳光下,经过15 min Cu2O沉积的TNTs具有最高的光催化效率。在所有光催化还原CO2过程中,主要碳氢产物为甲烷。为了深入地理解该复合体系在还原CO2中的高催化效率,我们对催化剂进行了进一步的表征。紫外-可见漫反射光谱表明, Cu2O八面体纳米颗粒的沉积将TNTs的吸收光谱拓展到了可见光区域,提高了复合物对太阳光的吸收能力。此外,我们还通过测试所制样品的光电流反应、荧光发射光谱以及电化学阻抗谱,研究了催化剂中光生电子和空穴的分离和迁移能力。结果表明,适量的Cu2O沉积提高了复合物对光的吸收能力,增加了光生载流子的数量,从而使更多的光生载流子参与光催化反应。综上,本文首次报道了八面体Cu2O纳米颗粒修饰TNTs复合物的光催化还原CO2的能力。在一定量的Cu2O纳米颗粒修饰下,该复合物在光催化还原CO2生成烃类反应中表现出高效性。经过一系列详细的表征和讨论,我们认为其高效性主要源于三个方面:(1) TNTs的管状结构为反应物的吸附提供了大量的活性位点,同时一维的管状结构更有利于光生载流子的运载,从而提高了电子和空穴的分离;(2) Cu2O纳米颗粒的修饰提高了催化剂对光的吸收,促进催化剂最大程度地利用太阳光;(3) TiO2和Cu2O之间导带以及价带位置的匹配,在减少光生载流子复合的同时也降低了TiO2价带上空穴的氧化能力,从而抑制了CO2还原产物的再氧化过程。

关键词: 二氧化钛纳米管阵列 , 八面体氧化亚铜纳米颗粒 , 光催化二氧化碳还原 , 碳氢产物 , 光催化活性

氧化钛纳米纤维的制备及其硫铟锌复合研究

陈顺生 , 余家国 , 李少珍 , 王彤彤 ,

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.02.022

用静电纺丝技术制备TiO2纳米纤维,并探讨硫铟锌与其异质复合规律,结果发现,当采用硝酸铟作铟源,半胱氨酸为硫源,去离子水为溶剂时,硫铟锌为立方结构的纳米颗粒,这些纳米颗粒ZnIn2S4能均匀生长在TiO2纤维的表面;而用氯化铟作铟源,半胱氨酸作硫源,去离子水为溶剂时复合得到的ZnIn2S4为六方结构的片状花球,这些ZnIn2S4花球能均匀生长在TiO2纳米纤维的表面.进一步研究发现,当ZnIn2S4和TiO2的摩尔比为10%时,ZnIn2S4花片能全部生长在TiO2纳米纤维的表面上,没有额外的花球状硫铟锌出现,说明10%比例是硫铟锌和氧化钛复合的最佳比.

关键词: 光催化 , 异质复合 , ZnIn2S4 , 静电纺丝 , 水热合成 , TiO2

地块耳山地区金矿床特征及控矿因素研究

马桂霞 , 朱海

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2004.10.005

结合野外工作和前人资料,对华地块耳山地区金矿床进行了分析,认为该区金矿床从控矿构造和围岩蚀变特征上可划分为两类,矿床的流体包裹体、成矿温度以及盐度特征,说明了它们的形成均与中生代富钾质、富含挥发组分的花岗质岩体(100~140Ma)有关,主要形成于挤压向拉张环境中.该区金矿床属于与侵入岩有关的金矿系统中的浅成低温热液矿床,可与近年来在环太平洋带发现的斑岩型金矿对比.

关键词: 地块 , 金矿床 , 浅成低温热液型 , 控制因素

2β-羟基果酸的合成及其抗肿瘤活性

黄丽荣 , 陈磊 , 杨小生 , 马琳 , 张建新 , 王道平

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2013.20561

果酸为原料,经C-3羟基氧化、C-28羧基苄酯化保护、C-2乙酰化及水解、还原、脱保护得到2β-羟基果酸,6步反应的总收率为60.1%.中间体及目标化合物结构经IR、1H NMR、13C NMR和MS测试技术确证.以噻唑蓝(MTT)比色法检测2β-羟基果酸对人白血病细胞K562及人肺癌细胞A549肿瘤细胞的体外抑制活性,结果表明,对2种肿瘤细胞的生长均表现出一定的抑制作用.

关键词: 果酸 , 2β-羟基果酸 , 合成 , 体外肿瘤细胞抑制活性

渚文化玉器的稀土元素特征及其考古学意义

程军 , 杨学明 , 杨晓勇 , 王昌燧 , 王巨宽

稀土 doi:10.3969/j.issn.1004-0277.2000.04.001

本文利用ICP-MS对新石器时代渚文化瑶山遗址出土的古玉器进行了稀土元素分析,并与产于新疆和阗玉石矿的软玉进行了对比.结果表明,瑶山古玉器的稀土元素配分型式、特征比值均明显不同于和阗玉,说明渚文化玉器的玉石应选自当地,这与李约瑟[1]教授认为中国古玉器都源于新疆和阗的论点不同.

关键词: 渚玉器 , ICP-MS , 稀土元素(REE) , 产地分析

河南省耳山地区金矿床类型及控矿因素分析

徐刚 , 张有 , 方荣 , 左家

黄金 doi:10.11792/hj20130207

耳山地区是华北陆块南缘重要的金多金属成矿带,成矿构造复杂,成矿条件优越,区域内金矿床类型复杂,按容矿建造和定位空间将耳山地区的金矿床划分为4种金矿床类型.耳山地区金矿床的形成受多重因素的共同控制,主要有地层、构造和岩浆岩因素,且构造控矿因素占主导地位.

关键词: 金矿床类型 , 控矿因素 , 耳山地区

高效液相色谱法测定化妆品中α-、β-果苷及烟酰胺

程鹏 , 陈梅兰 , 朱岩

色谱 doi:10.3724/SP.J.1123.2010.00089

建立了美白类化妆品中果苷的两种光学异构体α-果苷和β-果苷及烟酰胺的高效液相色谱检测方法.样品用氯化钠水溶液-氯仿(2∶1, v/v)进行萃取.固定相为依利特ODS-BP柱(200 mm×4.6 mm, 5 μm),流动相为甲醇-水(10∶90, v/v),柱温为25 ℃,检测波长为220 nm,流速为0.5 mL/min,进样量为20 μL.在上述条件下α-果苷、β-果苷和烟酰胺的质量浓度依次在0.07~50, 0.06~50, 0.05~50 mg/L 时与色谱峰面积之间的线性关系良好,相对标准偏差(n=7)分别为1.65% 、1.73%和1.33% .将该方法用于化妆品的检测,回收率为91.7% ~109.6% .该法简便、快速、准确,可用于化妆品美白成分的测定.

关键词: 高效液相色谱 , α-果苷 , β-果苷 , 烟酰胺 , 化妆品

黄单胞菌生物催化合成α-果苷

刘春巧 , 张淑荣 , 张鹏

催化学报

利用黄单胞菌(Xanthomonas) BT-112进行发酵,生物催化合成α-果苷. 考察了反应温度、摇床转速和菌体对对苯二酚的最大耐受度、反应物浓度比、反应时间及糖的种类等因素对反应的影响. 结果表明,用本方法合成的产物为单一的α-果苷. 在温度35 ℃, 摇床转速180 r/min, 对苯二酚浓度48 mmol/L, 蔗糖与对苯二酚的摩尔比2∶1, 反应48 h的条件下,高达94.3%的对苯二酚转化为α-果苷.

关键词: α-果苷 , 黄单胞菌 , 发酵 , 生物催化 , 对苯二酚 , 蔗糖 , 化妆品

硅胶表面果酸分子印迹聚合物的制备和分子识别特性

杨律文 , 刘含茂 , 屈贺幂 , 曾松军 , 远钦 , 徐伟箭

应用化学 doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2008.02.003

果酸(UA)为模板分子,4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,采用表面分子印迹技术,合成了对天然活性物质果酸具有较好选择性的表面分子印迹聚合物(MIPs). 用紫外光谱分析了模板分子与功能单体之间的相互作用;用IR和SEM测试技术分别对表面印迹聚合物进行了结构表征和表面形貌观察;静态吸附平衡实验和Scatchard分析结果表明,该印迹聚合物中存在着2类不同的结合位点,离解常数分别为1.02×10-4和8.97×10-4mol/L. 与化学组成相同的非印迹聚合物相比,MIPs对果酸有较高的选择性和吸附性. 用该MIPs作为固相萃取剂,相对于齐墩果酸的富集因子为30倍.

关键词: 果酸 , 齐墩果酸 , 表面分子印迹 , Scatchard分析 , 固相萃取

果酸衍生物的合成、表征及其对癌细胞的抑制活性

林凤屏 , 邵敬伟 , 杜华东 , 代永超 , 王涛

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2010.90706

果酸为母体化合物,对其3-OH和17-COOH进行结构修饰,设计合成了9个果酸衍生物,其结构经IR、1H NMR和MS测试技术确证;噻唑蓝(MTT)比色法考察了所合成衍生物对体外人肝癌细胞HepG2培养增殖的抑制作用,结果显示受试衍生物均对细胞增殖有一定抑制作用,且呈剂量依赖性,其中衍生物9的抑制作用最强;衍生物9与细胞作用24 h后,经Hoechst33342/PI双染色,倒置荧光显微镜下观察,出现细胞凋亡所具有的高蓝色/低红色荧光图;流式细胞术检测细胞周期发现:细胞被阻滞于S期,且阻滞作用随药物浓度的增加而增强.

关键词: 果酸 , 衍生物 , 合成 , 抗癌活性

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