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一步低温法制备可见光响应的棕色纳米TiO2及其光催化性能

王婷 , , 许丹丹 , 吴轩民 , 曹丽伟 , 孟建新

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(17)62855-9

光催化作为一种具有前景的技术,被广泛运用于有机物降解、废水处理、空气净化、抗菌、太阳能电池等领域.在众多的光催化材料中,纳米TiO2因具有性质稳定、耐腐蚀、廉价和无毒等优点而受到广泛关注.但纳米TiO2禁带宽度较大(3.2 eV)、只对紫外光有响应及电子-空穴对易复合等特性限制了它的应用.因此,提高纳米TiO2的可见光响应一直是研究的热点.本文发展了一种在低温下制备棕色纳米TiO2的改良溶胶-凝胶法.该法以钛酸四丁酯为钛源,无水乙醇为溶剂,形成溶胶后无需陈化和高温高压,在简单温和的条件下即可制备出棕色纳米TiO2.比较了低温干燥和高温焙烧两种处理方法,结果表明,随着制备温度的升高,样品的粒子尺寸增大,比表面积减小,颜色从白色转变为棕色,在更高的温度又变浅.样品的可见光吸收在180℃时达到最大,随后减弱.在优化温度180℃下制备的TiO2-180℃纳米粒子不仅具有较小的粒径(5.0 nm),较大的比表面积(213.45 m2/g),且在整个紫外-可见光区都具有较强的吸收,其禁带宽度低至1.84 eV.X-射线光电子能谱结果表明,TiO2粒子表面的–OH/H2O含量随制备温度升高而先增加后下降.Raman光谱中Eg峰的移动和变宽表明TiO2晶格可能存在缺陷或氧空位,而TiO2-180℃纳米粒子的电子顺磁共振图谱的g值在2.003左右,对应氧空位中的未成对电子,验证了以上推测.其中TiO2-180℃纳米粒子呈现为最强的EPR信号,表明其晶格内存在最高浓度的氧空位,这是其具有强可见光吸收的原因.光催化实验结果表明,在可见光照射下,TiO2-180℃可高效降解亚甲基蓝(MB).当C(MB)=10 mg/L,pH=4,催化剂添加量为0.07 g时,TiO2-180℃催化剂的光催化活性达到最佳,光照1 h后MB降解率达到99.33%,反应速率常数(0.08287 mg/(L·min))约为同条件下P25(0.01342 mg/(L·min))的6倍.同时,TiO2-180℃催化剂在不同单色光下的光催化活性与它对单色光的光响应大致相符.循环降解实验证明TiO2-180℃催化剂具有很好的稳定性.光猝灭实验表明,·OH在光催化降解过程占主导作用,而TiO2-180℃样品表面含有较多的–OH,有利于·OH的产生,乃至光催化反应.研究表明,晶格内高浓度的氧空位导致的强可见光响应,得益于低温制备条件而保留了大量–OH/H2O的纳米粒子表面以及更大的比表面积,共同促成了TiO2-180℃优越的光催化活性.所制备的棕色纳米TiO2经过进一步修饰后有望运用于实际应用中.

关键词: 二氧化钛 , 可见光 , 宽谱带吸收 , 氧空位 , 光催化降解

开管热声振荡的主动控制研究

魏伟 , 唐豪杰 , 李东海 , 王京 , 朱民

工程热物理学报

本文以开管内的热声耦合振荡为研究对象,设计基于主动补偿的适应性控制器抑制开管内的不稳定燃烧。试验以扬声器为执行机构来改变开管的边界条件,从而抑制开管内的热声耦合振荡。实时控制效果表明,本文所采用的适应性控制算法能够有效抑制因热声耦合产生的燃烧振荡,为实际动力系统燃烧振荡抑制提供了思路。

关键词: 开管 , 热声耦合振荡 , 主动控制 , 适应性控制

开管中热声拍振现象及其主动控制

翁方龙 , 朱民 , 李东海

工程热物理学报

开管中燃烧振荡现象的实验研究发现,在不稳定发生的极限工况附近可能存在幅值周期性变化的振荡现象,也即拍振,其拍频可低于1 Hz.本文比较了铁丝网和穿孔陶瓷两种稳焰体对拍振发生的影响;通过时频分析揭示了拍振的声压脉动的主频随时间周期性变化的特征.采用基于数字信号处理器的控制系统,研究了对极限环和拍振的主动控制效果,实验结果表明,开管系统中导致拍振的非线性可能使得采用常规主动控制方法难以取得满意的控制效果.

关键词: 热声振荡 , 拍振 , 时频分析 , 主动控制

开管中燃烧振荡的非线性现象研究

翁方龙 , 朱民 , 李东海

工程热物理学报

本文探讨了开管系统中燃烧振荡的两类非线性现象—拍振和迟滞,通过改变燃料流量和当量比研究了这两类非线性现象的发生规律.实验发现拍振现象仅在热功率较小、当量比较低的条件下发生;迟滞现象在发生燃烧振荡的当量比上限附近较显著,而当量比下限附近不明显.对于燃烧振荡中的拍振现象,通过热声耦合分析,结合弥散模型和声波传播关系,反演得到了火焰传递函数(FTF),结果可为进一步分析与控制这类非线性振荡现象提供参考.

关键词: 燃烧振荡 , 拍振 , 迟滞 , 火焰传递函数

黎巴嫩的波里钢板桩码头牺牲阳极保护

王亚平 , 韩正权 , 方达经 , 黄俊 , 沈尔卜

腐蚀与防护

研究了黎巴嫩的波里钢板桩码头的牺牲阳极保护系统,解决了该海域码头不同区域中钢管桩与钢板桩的平均保护电流密度取值问题.通过现场试验发现,对于码头迎水面的平均保护电流密度值取0.060 A·m-2较为合适,码头回填区域的平均保护电流密度值取0.030 A· m-2较为合适,海泥区的平均保护电流密度值取0.025 A·m-2较为合适.

关键词: 钢管桩 , 钢板桩 , 码头 , 牺牲阳极 , 阴极保护 , 电流密度

老挝班康姆金矿地质特征与控矿因素分析

潘瀚 , 李学彪 , 赵延朋 , 陈晓峰 , 康铁锁

有色金属工程 doi:10.3969/j.issn.2095-1744.2017.02.015

班康姆金矿位于特提斯成矿域的东段,琅勃拉邦—府铜金多金属成矿带.介绍了班康姆金矿矿区地质概况、矿体地质特征及地球化学异常特征等,分析了控矿条件,认为该矿床受地层、断裂构造、岩浆岩等多种控矿因素的控制,这对矿区进一步找矿及外围找矿有一定的参考意义.

关键词: 班康姆金矿 , 地质特征 , 控矿因素 , 老挝

“横锻及横轧时金属的变形与破裂的研究”一文的讨论

张顺天

金属学报

<正> 1.张作梅和俊结同志所作“横锻及横轧时金属的变形与破裂的研究”一文报道的工作,试图进一步解决横轧及料轧过程中金属的变形与中心破裂问题。根据问题的发展经过与争论焦点,可认为如果用横锻实验来证明横轧下金属破裂前中心部分究竟是否发生塑性变形,问题的关键在于设法表明:在横锻时,微小压缩量能否使坯料中心发生塑性变形。张、进行了这方面的工作,是值得重视的。不过,从他们的结果看,尚有若干问题值得商榷。譬如,多次压缩旋转横锻的实验结果是:“当压缩率为0.7%时,各变形指标都是在外层最大,沿着中心的方向变形逐渐减少,在坯料中心区变形最

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