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利用Ni(OH)x助催化剂修饰提高g-C3N4纳米片/WO3纳米棒Z型纳米体系的可见光产氢活性的研究

何科林 , 谢君 , 罗杏宜 , 温九青 , , 李鑫 , 方岳平 , 张向超

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(17)62759-1

光催化技术是目前解决能源和环境问题最具前景的手段之一,因此寻找高效光催化剂已成为光催化技术的研究热点.而在众多半导体催化剂中,廉价、环保且性能稳定的g-C3N4光催化剂在太阳光开发利用方面尤其引人关注.然而,由于g-C3N4的比表面小,活性位点少,以及光生电子/空穴对易复合等不足,严重导致其较低的光催化量子效率.因此,构造Z型体系和负载助催化剂等策略被广泛应用于提高g-C3N4光催化效率.在过去几年中,TiO2,Bi2WO6,WO3,Bi2MoO6,Ag3PO4和ZnO已经被成功证实可以与g-C3N4耦合而构造Z型光催化剂体系.其中,WO3/g-C3N4光催化剂体系,具有可见光活性的WO3导带中的光生电子和g-C3N4价带中的光生空穴容易实现Z型复合,从而保留了WO3的强氧化能力和g-C3N4的高还原能力,最终大幅度提高了整个体系的光催化活性.在g-C3N4的各种产氢助催化剂中,由于常用的Pt,Ag和Au等贵金属的高成本和低储量等问题严重限制了它们的实际应用,所以近年来各种非贵金属助催化剂(包括纳米碳,Ni,NiS,Ni(OH)2,WS2和MoS2等)得到了广泛的关注.我们采取廉价且丰富的Ni(OH)x助催化剂修饰g-C3N4/WO3耦合形成的Z型体系,开发出廉价高效的WO3/g-C3N4/Ni(OH)x三元产氢光催化体系.在该三元体系中,Ni(OH)x和WO3分别用于促进g-C3N4导带上光生电子和价带的光生空穴的分离及利用,从而使得高能的g-C3N4的光生电子在Ni(OH)x富集并应用于光催化产氢,而高能的WO3的光生空穴被应用于氧化牺牲剂三乙醇胺,最终实现了整个体系的高效光催化产氢活性及稳定性.我们通过直接焙烧钨酸铵和硫脲制备出WO3纳米棒/g-C3N4,并采用原位光沉积方法将Ni(OH)x纳米颗粒负载到WO3/g-C3N4上.随后,我们采取X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)和比表面和孔径分布等表征手段来研究光催化剂的结构与形貌;采取紫外-可见漫反射表征方法来研究其光学性能;采取荧光光谱,阻抗和瞬态光电流曲线等表征手段来测试光催化剂的电荷分离性能;采取极化曲线和电子自旋共振谱等表征手段来证明光催化机理;采取光催化分解水产氢的性能测试来研究光催化剂的光催化活性与稳定性.XRD,HRTEM和XPS表征结果,表明WO3为有缺陷的正交晶系的晶体,直径为20–40纳米棒且均匀嵌入在g-C3N4纳米片上;Ni(OH)x为Ni(OH)2与Ni的混合物,其Ni(OH)2与Ni的摩尔比为97.4 : 2.6,Ni(OH)x粒径为20–50 nm且均匀分散在g-C3N4纳米片上,WO3/g-C3N4/Ni(OH)x催化剂界面之间结合牢固,其中WO3和Ni(OH)x均匀分布在g-C3N4上.紫外-可见漫反射表征结果表明,随着缺陷WO3的负载量增加,复合体系的吸收边与g-C3N4相比产生明显的红移,而加入Ni(OH)x助催化剂使得催化剂体系的颜色由黄变黑,明显地增加了可见光的吸收.荧光光谱,阻抗和瞬态光电流曲线结果表明,WO3和Ni(OH)x的加入能有效地促进光生电子/空穴的分离.极化曲线结果表明,掺入WO3和Ni(OH)x能降低g-C3N4的析氢过电位,从而提高光催化剂表面的产氢动力学.?O2?和?OH 电子自旋共振谱表明成功形成了WO3/g-C3N4 耦合Z 型体系.光催化分解水产氢的性能测试表明,20%WO3/g-C3N4/4.8%Ni(OH)x产氢效率最高(576 μmol/(g?h)),分别是g-C3N4/4.8%Ni(OH)x,20%WO3/g-C3N4和纯g-C3N4的5.7,10.8和230倍.上述结果充分证明,Ni(OH)x助催化剂修饰和g-C3N4/WO3 Z型异质结产生了极好的协同效应,最终实现了三元体系的极高的光催化产氢活性.

关键词: 光催化产氢 , 稳定的Ni(OH)x催化剂 , g-C3N4 , Z型体系 , 异质结

耐火可塑料夏值的测定

曹喜营 , 张三华 , 石会营 , 王金相 , 洪彦若 , 李再耕

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.06.015

采用特级矾土、黏土为主要原料,液体磷酸盐做结合剂,制备了6种满足不同施工方式的w(Al2O3)>70%的高铝可塑料,并采用夏值测定仪测定了可塑料的可塑性.结果表明:夏值测定法可以用于耐火可塑料的可塑性测定,而且其检测范围更宽,可测定采用橡皮锤人工捣打或风镐机械捣打等不同施工方式的可塑料的可塑性.橡皮锤人工捣打可塑料的夏值范围为1.36~3.74 MPa,风镐机械捣打可塑料的夏值范围为7.1~22 MPa.

关键词: 耐火可塑料 , 夏值 , 可塑性 , 施工方法

装密度片状银粉的研究

李晓龙 , 黄富春 , 李文琳 , 赵玲 , 陈伏生

贵金属 doi:10.3969/j.issn.1004-0676.2012.01.004

采用湿法球磨工艺,通过调整银粉和球的比例、球径大小、球磨时间制备出低装密度片状银粉.该银粉的装密度小于1.0 g/cm3,粒径大小可调,粉末的体积和比表面积大,已成功地应用于制备银浆,并可起到降低银含量,提高浆料粘度和导电性能的作用.

关键词: 金属材料 , 片状银粉 , 导电性能 , 银含量 , 混合银粉 , 粘度

Ti-Al合金精密铸件微观缩预测

梁作俭 , 许庆彦 , 李俊涛

金属学报

根据金属液凝固收缩理论和多孔介质中流体流动原理,建立了离心压力下Ti-Al 合金精密铸件中微观缩缺陷预测的数学模型,采用该模型对Ti-Al 增压涡轮铸件进行模拟计算,并进行了实验验证。结果表明,数学模型能够合理反映离心转速、离心半径、温度梯度和冷却速度等重要因素对微观缩的影响规律,数值模拟结果与实验结果相吻合。分析增压涡轮的计算结果表明,在涡轮轴向,温度梯度是影响微观缩度如何分布的主要原因;在涡轮径向,温度梯度、冷却速度和离心半径的共同作用决定着微观缩度的变化规律。提高温度梯度,降低冷却速度,充分利用离心压力对枝晶间补缩的有效作用,有利于减少涡轮内部的微观缩,保证叶片和涡轮的组织致密性和力学性能。

关键词: Ti-Al , null , null , null

Ti-Al合金精密铸件微观缩预测

梁作俭 , 许庆彦 , 李俊涛 , 李世琼 , 张继 , 柳百成 , 仲增墉

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2003.03.011

根据金属液凝固收缩理论和多孔介质中流体流动原理,建立了离心压力下Ti-Al合金精密铸件中微观缩缺陷预测的数学模型,采用该模型对Ti-Al增压涡轮铸件进行模拟计算,并进行了实验验证.结果表明,数学模型能够合理反映离心转速、离心半径、温度梯度和冷却速度等重要因素对微观缩的影响规律,数值模拟结果与实验结果相吻合.分析增压涡轮的计算结果表明,在涡轮轴向,温度梯度值是影响微观缩度如何分布的主要原因;在涡轮径向,温度梯度、冷却速度和离心半径的共同作用决定着微观缩度的变化规律.提高温度梯度,降低冷却速度,充分利用离心压力对枝晶间补缩的有效作用,有利于减少涡轮内部的微观缩,保证叶片和涡轮的组织致密性和力学性能.

关键词: Ti-Al合金 , 微观缩 , 数学模型 , 精密铸件

环氧胶粘剂的改性研究

侯力 , 王丽洁 , 王艳萍

绝缘材料 doi:10.3969/j.issn.1009-9239.2003.05.007

为缩短桐环氧胶粘剂的固化温度和时间,对粉云母带用桐环氧胶粘剂配方进行研究,探索了新型固化促进剂对胶粘剂固化速度及温度的影响.用该促进剂配制的环氧胶粘剂具有凝胶时间短、介质损耗小、固化温度低绝缘性能好等特点,明显降低了能耗.

关键词: 环氧胶粘剂 , 固化促进剂 , 性能

利用造纸废液中浆油制底漆

胡波年 , 胡汉祥 , 李爱阳

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2004.06.020

研究了用简单分离工艺从造纸废液中分离浆油制备家具底漆及面漆新工艺,对影响其底漆性能的各种因素进行了较为详细的研究,确定了最佳工艺条件.研究结果表明,采用浆油与桐油进行加成反应,酯化温度为220~240℃时所得底漆外观平整光滑,实干时间240min.新工艺制备的家具底漆及面漆性能良好,废液分离工艺简单,具有良好的经济效益与环保效益.

关键词: 浆油 , 桐油 , 造纸废液 , 底漆

平板显示分形扫描的伽校正

冉峰 , 柳玉迪 , 季渊 , 黄海浪 , 黄舒平

液晶与显示 doi:10.3788/YJYXS20122704.0472

传统的平板显示灰度扫描方法存在扫描效率不高的问题,分形扫描方法作为一种全新的平板显示扫描方法有效解决了这一问题,扫描效率达到100%,为平板显示尺寸提升和高灰度级显示提供了一种解决方法.文章设计实现了带伽校正的分形扫描显示控制系统,该设计从平板显示特性和人眼视觉特性两方面人手讨论伽校正过程,通过查找表的方式实现伽校正功能,最后通过1280×1024分辨率平板显示器中的一个32×32像素子阵列作为显示窗口对文中提出的方法进行验证.理论和实验结果表明文中提出的校正方法可使平板显示效果更佳.

关键词: 平板显示 , 分形扫描 , 校正 , 灰度

装烧结法制备多孔铜

赵红梅 , 付欣 , 贺勇 , 张全孝 , 贾万明 , 苏继红

兵器材料科学与工程

采用装烧结法制备多孔铜,研究了材料密度、孔隙率、拉伸强度与烧结温度的关系。结果表明,在烧结时间均为5 h时,随着铜多孔材料的烧结温度由830℃升高至860、890℃,材料密度逐渐增大、孔隙率逐渐降低,而拉伸强度随之提高;一定尺寸的物质可以顺利通过铜多孔材料,这主要是由于该材料的孔隙具有连通性。

关键词: 铜多孔材料 , 装烧结 , 孔隙率

铝合金铸件缩孔缩预测新技术

徐宏 , 程军 , 钟雪友

中国有色金属学报

在铝合金铸件三维温度场计算的基础上, 提出了采用动态多熔池等效液面收缩量法对缩孔进行预测; 并综合质量守恒方程、动量方程和氢含量守恒方程, 建立了数学模型对缩进行预测. 通过实验验证了数学模型的正确性.

关键词: 温度场 , 缩孔 , , 预测

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