吴春红
,
方艳芬
,
Araya Hailu Tirusew
,
向淼淼
,
黄应平
,
陈春城
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62583-4
微囊藻毒素(MC-RR)是一种具有两个精氨酸结构的微囊藻毒素,它是由蓝藻细菌产生的一种能普遍被检测到的细胞毒素,近来由于其潜在的肝毒性受关注.在可见光(λ≥420 nm)照射条件下,以MC-RR为光催化降解污染物,对BiVO4,Ag-BiVO4,Ag2O-BiVO4和Ag/Ag2O-BiVO4光催化降解性能进行了比较研究.通过HPLC-MS测定了其中间产物,并分析了其可能的降解途径.结果表明,Ag的存在通过构筑p-n异质结光催化剂而提高了Ag/Ag2O-BiVO4的光催化效率.此外,Ag0的存在极大地促进了MC-RR在光催化剂表面上的吸附作用.小鼠的毒理学实验表明,MC-RR经过光催化降解后毒性显着降低.由于水体富营养化形成的蓝绿藻促进微囊藻毒素的形成,这已成为全球关注的问题.被微囊藻毒素污染的饮用水除了会毒害野生动物,家畜和家禽外,还会损害人类肝脏,这也是肝癌的发病率高的原因.毒理学研究发现,微囊藻毒素通过结合到1A(PP1)和2A(PP2)上强烈地抑制蛋白磷酸酶的活性,从而导致肝细胞的损伤,引发原发性肿瘤.目前对光催化降解MC-RR的研究主要集中在紫外光催化氧化领域.采用太阳光中的紫外区或者近紫外区,利用传统的TiO2光催化剂对MC-LR的光催化氧化研究;太阳光中只有极少部分(约4%)的紫外光,大部分(约43%)是可见光,因此,如何将光催化剂的吸收光谱拓宽至可见光区域,提高催化剂对可见光的利用率,进一步提高光催化降解MC-RR的能力,具有一定的理论和实际意义.钒酸铋是一类新型的p型可见光光催化剂,将其与n型半导体Ag2O材料选择性的复合制备出p-n型异质结复合光催化剂能够显著地提高其光催化性能.本文将这种复合光催化剂的应用扩展到广泛检测到的毒素MC-RR的降解中,以实现可见光降解.发现Ag/Ag2O-BiVO4可以在可见光照射下有效光催化降解MC-RR.跟踪其降解中间产物,研究了其可能降解途径,并提出了在异质结催化剂表面上的光催化降解机理.催化剂表征结果表明,Ag2O和BiVO4形成有效的异质结界面,在降解中发挥重要作用.在该异质结结构中,Ag和Ag2O作为电子受体以增强电荷载流子寿命并提高光催化活性.依据MC-RR氧化产物的结构、化学性质和降解体系中所检测到的产物,推测其可能的机理:Ag-Ag2O-BiVO4可见光光催化降解MC-RR是一个涉及到羟基自由基和超氧自由基的共同氧化作用,同时根据液相质谱对中间产物的鉴定,得到MC-RR两条主要的可能降解途径,其中主要涉及到Adda中不饱和碳碳双键和Mdha中烯键的氧化,以及各氨基酸之间肽键的水解.小鼠急性毒理实验表明,经光催化反应后MC-RR的毒性明显减小.
关键词:
光催化
,
p-n异质结
,
银
,
氧化银
,
钒酸铋
,
微囊藻毒素(MC-RR)
,
机理
Z.J. Han
金属学报(英文版)
Calcium treatment is nowadays a well-established method to improve steel castability and final properties e.g. machinability, toughness and surface quality. The effects of calcium are mainly based on its strong ability to form sulphides and oxides. The topic of the present paper concerns the basic mechanism and kinetics of the transformation process of alumina inclusions in steel when calcium introduced into the steel e.g. by wire feeding or powder injection.
To clarify the mechanisms model experiments were performed by studying reactions between Al2O3 and CaO in a laboratory furnace as well as by performing Ca treatments in an 8 kg induction furnace for Al deoxidised melt. The phases formed during the reaction between Al2O3 and CaO were examined by SEM-EDS, and the proposed reaction sequence of Al2O3CA6CA2CACAx(liquid) was discussed based on the experimental observations. The kinetics of the reaction of calcium with alumina inclusions were simulated by immersing alumina plates in a Ca treated steel melt in the induction furnace. Results were compared with observations of real inclusion transformation. Based on the results a kinetic model was proposed.
关键词:
Alumina inclusions
,
夹杂
,
机理
,
钙处理
,
动力学
Huanyan XU
,
Lei YANG
,
Peng WANG
材料科学技术（英）
Kinetics and mechanisms on the removal of aqueous lead ion by carbonate hydroxyapatite (CHap) are investigated in the present work. Experimental results show that, in the whole pH range, the lead removal percentage increases with decreasing pH values and reaches a maximum at pH=2–3. Under some conditions, the lead residual concentration is below national integrated wastewater discharge standard, even drinking water standard. The removal behavior is a complicated non-homogeneous solid/liquid reaction, which can be described by two stages from kinetic point of view. At the earlier stage, reaction rate is so fast that its kinetic course is intricate, which requires further study. At the latter stage, the rate of reaction becomes slow and the process of reaction accords with one order reaction kinetic equation. Experimental results show that the relationship between reaction rate constant k1 and temperature T accords to Arrhenius Equation, and the activation energy of sorption (Ea) is 11.93 kJ/mol and frequency factor (A) is 2.51 s-1. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy with an energy dispersive X-ray fluoresence spectrometer (SEM-EDS) and toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) test were conducted in this work. It is indicated that the main mechanism is dissolution-precipitation, accompanying with superficial sorption.
关键词:
Carbonate hydroxyapatite
,
铅离子
,
动力学
,
机理
,
溶解－沉淀
王金棒
,
李金哲
,
徐舒涛
,
郅玉春
,
魏迎旭
,
何艳丽
,
陈景润
,
张默之
,
王全义
,
张雯娜
,
武新强
,
郭新闻
,
刘中民
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60953-6
从煤、生物质或天然气出发经甲醇制烯烃正在成为最重要的非石油路线低碳烯烃和液态燃料的生产途径。基于SAPO-34和HZSM-5催化剂,甲醇制低碳烯烃(MTO),甲醇制丙烯(MTP)和甲醇制汽油(MTG)已经实现了工业化。与此同时,甲醇制烯烃反应机理也一直是学术界和工业界研究的焦点,然而由于甲醇转化机理十分复杂,且往往受多种因素的影响,使得机理研究工作至今未给出明确详尽的结论。据文献报道,在具有较大笼或交叉孔道结构的SAPO-34, SSZ-13和Hβ催化剂上,甲醇转化主要是通过烃池机理进行。烃池物种包括多甲苯及其对应的质子化产物。随着HZSM-5上甲醇转化双循环机理的提出,近期人们开始关注一维孔道分子筛上的甲醇转化反应,试图通过抑制芳烃循环使得甲醇转化主要通过烯烃甲基化裂解机理进行,发现在具有一维十元环孔道结构的HZSM-22分子筛上甲醇转化能够达到这一效果,产物主要以C3+烯烃为主，乙烯的生成较少。该催化体系的发现对于甲醇制丙烯过程的开发具有重要的意义,然而除了分子筛的拓扑结构,催化剂的酸强度对甲醇转化也具有重要的影响，值得深入研究。为此,本文采用同位素切换/共进料实验,色质谱(GC-MS),热分析(TGA)以及原位红外实验(in situ FTIR)等技术系统研究两种一维十元环结构分子筛HZSM-22和SAPO-11酸强度对于甲醇转化和催化剂失活机理的影响,为开发新型催化剂和优化反应条件以调节产物选择性提供理论指导。
12C/13C-甲醇切换实验表明, HZSM-22和SAPO-11催化的甲醇转化机理主要是烯烃循环,然而由于酸强度的差异导致两种分子筛上甲基化反应和裂解反应对烯烃最终产物分布贡献不同。对于HZSM-22分子筛,催化活性较高，当反应温度低于400 oC时,产物以C5+高碳烃为主,随着反应温度的升高,产物以C2–C4低碳烃为主,且乙烯的增长速率高于丙烯；对于SAPO-11分子筛,催化活性较低，无论反应温度高或低,甲醇转化产物均以C5+高碳烃为主。以上结果表明,催化剂的活性与酸强度相关，且随着反应温度的升高,在酸性较强的HZSM-22分子筛上高碳烃的裂解活性要远高于酸性较弱的SAPO-11分子筛。该推论得到13C-甲醇和12C-1-丁烯共进料实验数据的支持。失活催化剂的GC-MS和TG结果显示,催化剂的失活与酸强度和反应温度密切相关：对于HZSM-22分子筛,较低温度下(<450 oC)催化剂的失活源于稠环化合物的生成和积累,高温下(>450 oC)的失活是源于分子筛表面石墨碳的沉积；对于SAPO-11分子筛,低温下(<400 oC)的失活源于稠环芳烃的生成和积累,高温下(>400 oC)的失活是源于分子筛表面石墨碳的沉积。此外,由于酸强度的差异,与SAPO-11相比,低温下积碳物种更倾向于在HZSM-22分子筛孔口快速形成。这也是HZSM-22分子筛在低温下快速失活的原因。为了进一步证明该结论,本文采用原位红外装置对HZSM-22催化甲醇转化过程中的Br?nsted酸和芳烃物种进行了连续监测。结果显示,在最初的15 min内归属为Br?nsted酸的峰(3585 cm–1)有明显的下降,但随着反应时间的延长, Br?nsted酸的量不再发生变化；与此同时,归属为芳烃物种的峰(3136 cm–1)增加到一定程度后随着反应时间的延长也几乎不再增加。这进一步说明了低温下HZSM-22分子筛的失活是由非活性芳烃积碳物种堵塞孔口造成的。
关键词:
HZSM-22
,
SAPO-11
,
甲醇制烯烃
,
酸强度
,
机理
李倩
,
谷华春
,
李萍
,
周钰浩
,
刘莹
,
齐中囡
,
辛颖
,
张昭良
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60154-6
采用原位红外光谱研究了在具有短程有序Ce-O-Ti结构的非晶Ce-Ti氧化物上NH3选择性催化还原(SCR) NOx反应.在反应条件下,催化剂表面主要被NH3吸附物种覆盖,而检测不到NOx吸附物种.经测定, NO的反应级数为0.5-0.6,表明Langmuir-Hinshelwood机理和Eley-Rideal机理同时存在.可能的机理是NH3吸附物种和弱吸附的NOx反应,生成NHyNO3(y =0-4)活性中间物种,并通过GAUSSIAN计算和原位红外结果证实了它们的存在. Ce-O-Ti结构中Ce与Ti之间表现出原子尺度的相互作用,所以在SCR反应的活性温度窗口下,催化剂的氧化还原活性提高.
关键词:
选择性催化还原
,
一氧化氮
,
氨气
,
非晶Ce-Ti氧化物
,
原位红外
,
机理
韦波
,
王瑞
,
吴敢
,
杨建平
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.01.014
为解决陶瓷基底金属薄膜一体化部件的激光微加工精度问题,研究了纳秒脉冲激光作用于Cu(Ni80 Cr20)-Al2 O3复合机体的薄膜/基底界面分离机制.结果表明:激光刻蚀Cu时,光斑扫过的区域的Cu能够完全气化,得到较光滑的图案;在刻蚀Ni80Cr20时,光斑扫过的区域首先被氮化,随后氮化层剥离,导致刻蚀图形边沿粗糙.激光光斑能量呈高斯分布,使得Ni80Cr20氮化程度不均匀,是影响刻蚀精度的主要原因.利用波前衍射变换技术将光斑能量由高斯分布转换为能量呈平顶分布,在激光能量大于5.4mJ时,厚度4μm的Ni80Cr20层均匀氮化剥离,实现了Ni80Cr20-Al2O3组合体高精度、基底无损伤刻蚀.
关键词:
脉冲激光
,
激光刻蚀
,
复合机体
,
物理机制
李波
,
崔园园
,
李爱军
,
周春节
,
张家宝
,
白瑞成
上海金属
综述了C/C-SiC摩擦材料的研究现状,以及C/C-SiC摩擦材料的发展历程.详细分析C/C-SiC摩擦材料的摩擦磨损性能影响因素及机理,介绍了C/C-SiC摩擦材料的改性及应用现状,并对未来的研究重点进行了展望.
关键词:
C/C-SiC摩擦材料
,
摩擦磨损性能
,
机理
,
改性
