两个新的羟基硫酸盐骨架：有机硫原位合成和晶体结构

以甲基巯基四氮唑和巯基嘧啶为硫源, 用溶剂热合成法原位合成两个纯无机羟基硫酸盐骨架： [Cu₃(SO₄)(OH)₄]_n(1)和[K₂Co₃(OH)₂(SO₄)₃(H₂O)₂]_n (2). 在化合物1中, 一维带状折叠—Cu₃(OH)₄—阳离子链被硫酸根连接形成三维羟基硫酸铜骨架; 在化合物2中, 一维折叠Co₃(OH)₂阳离子链被硫酸根连接形成二维羟基硫酸钴阴离子骨架, 该阴离子骨架进一步被K⁺连接形成三维双金属纯无机骨架, 在该三维结构中存在K⁺传输通道. 实验结果表明, 有机硫作为硫源为合成羟基硫酸盐提供了一种新策略.     

WO3纳米片的制备表征及其可见光下降解罗丹明B的研究

通过水热合成法制备氧化钨（WO₃）纳米片,采用扫描电子显微镜（SEM）、固体紫外漫反射（UV-vis）和X 射线光电子能谱（SEM-EDX）对WO₃纳米片进行表征,并通过实验研究了可见光下WO₃对溶液中罗丹明B（RhB）染料废水的光催化降解性能。实验结果表明：WO₃投加量为0.10g时,在150W氙灯模拟可见光照射4h条件下,对质量浓度为10mg/L,体积为100mL罗丹明B染料废水的光催化降解率达到88.3%。此结果说明制备的WO₃催化剂对罗丹明B染料废水具有良好的光催化活性。     

改良类Fenton法降解亮绿染料的研究

以亮绿染料为目标污染物，在紫外灯照射下，采用H₂C₂O₄—Fe₂(SO₄)₃—H₂O₂类Fenton体系降解亮绿染料，测定其脱色率，并对试验条件进行了优化。结果表明：亮绿的最大吸收波长为632 nm, 365 nm紫外光下最佳反应时间为15 min;通过正交试验确定最优水平方案为：A₂B₂C₂D₁。即：5.0 g/L Fe₂(SO₄)₃最佳用量为1.0 mL,10.0 g/L草酸最佳用量为0.08 mL,3%(质量分数)H₂O₂最佳用量为0.06 mL,最佳pH为3.0±0.1。在此条件下，亮绿的平均脱色率可达98.68%,降解效果较好。     

金属有机框架衍生的Co3O4/SnO2复合材料制备及其光催化性能

金属有机框架(metal-organic framework,MOF)材料ZIF-67衍生Co₃O₄十二面体纳米块在室温下与SnO₂复合,制备出立方体Co₃O₄/SnO₂复合光催化剂.煅烧后形成的Co₃O₄/SnO₂材料禁带宽度明显降低,荧光淬灭明显,说明Co₃O₄的加入拓展了SnO₂的光响应范围至可见光甚至红外光区域,同时促进了光催化反应过程中光生载流子的分离.以罗丹明B(Rhodamine B,Rh B)为目标反应物,在可见光下考察了MOF衍生的Co₃O₄/SnO₂的光催化降解活性,发现Co₃O₄/SnO₂在60 min内可以降解89.6%的Rh B,分别是纯SnO₂和纯...     

四氮唑配体和Anderson型多酸组装铜配合物的合成及性能

以3-(1H-四氮唑-1-乙酸酰胺)吡啶(TAAP)、 Anderson型多金属氧酸盐和氯化铜为原料, 用水热合成方法制备一种新的基于四氮唑配体(HTrz=1H-四氮唑)和Anderson型多酸的铜配合物{H₂Cu₁₂(Trz)₁₂［CrMo₆(OH)₆O₁₈］₂(OH)₈(H₂O)₄}·12H₂O. 晶体结构解析表明： 该化合物先由去质子化的四氮唑配体Trz通过铜离子连接形成金属 有机二维层, 再通过多酸阴离子［CrMo₆(OH)₆O₁₈］-3-端氧连接二维层上的铜离子形成三维框架结构; 在水热合成过程中配体TAAP原位转化成Trz. 合成的配合物对H₂O₂有良好的电催化还原效果, 在紫外光下对亚甲基蓝和结晶紫有良好的催化降解效果.     

四氮唑配体和Anderson型多酸组装铜配合物的合成及性能

以3-(1H-四氮唑-1-乙酸酰胺)吡啶(TAAP)、 Anderson型多金属氧酸盐和氯化铜为原料, 用水热合成方法制备一种新的基于四氮唑配体(HTrz=1H-四氮唑)和Anderson型多酸的铜配合物{H₂Cu₁₂(Trz)₁₂［CrMo₆(OH)₆O₁₈］₂(OH)₈(H₂O)₄}·12H₂O. 晶体结构解析表明： 该化合物先由去质子化的四氮唑配体Trz通过铜离子连接形成金属 有机二维层, 再通过多酸阴离子［CrMo₆(OH)₆O₁₈］-3-端氧连接二维层上的铜离子形成三维框架结构; 在水热合成过程中配体TAAP原位转化成Trz. 合成的配合物对H₂O₂有良好的电催化还原效果, 在紫外光下对亚甲基蓝和结晶紫有良好的催化降解效果.     

2D TiO2/Ag3PO4异质结复合催化剂的制备及其光催化性能研究

采用溶剂热法制备了二维TiO₂纳米片（2D TiO₂）,然后通过原位生长法在其表面沉积Ag₃PO₄,得到2D TiO₂/Ag₃PO₄异质结复合光催化材料。通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外可见分光光谱法（UV-Vis）、X射线光电子能谱（XPS）、N₂吸附-脱附法（BET）等手段对催化材料进行了表征,评价了2D TiO₂/Ag₃PO₄在可见光下催化降解罗丹明B （RhB）的性能,并结合荧光和电化学测试结果,提出了2D TiO₂/Ag₃PO₄的可见光催化机理。结果表明,2D TiO₂/Ag₃PO₄的吸附-光催化降解性能随着Ag₃PO₄含量的增加而提高;少量H₂O₂可以极大地提高2D TiO₂/Ag₃PO₄的光催化活性;光催化降解RhB过程中的主要活性物质是·OH和·O^-₂,异质结的存在使2D TiO₂/Ag₃PO₄具有比2D TiO₂更优异的光催化活性、电荷分离能力和更快的光电子转移速率。     

M-均苯三甲酸基配聚物(M=Cu和Co)的合成、 结构及光伏性能

采用水热方法合成2种均苯三甲酸根配位聚合物{\[Cu₂(Hbtc)₂(H₂O)₆］·ppz·H₂O}_n(1)和{［Co₂(btc)₂(H₂O)₆］·(H₂ppz)·(H₂O)}_n(2)(H₃btc=均苯三甲酸,
ppz=哌嗪), 通过红外光谱(IR)、 紫外 可见\|近红外吸收光谱(UV-Vis-NIR)、 元素分析和X射线单晶衍射(XRD)对配位聚合物进行表征, 利用表面光电压光谱(SPS)考察配位聚合物的光伏性能, 并将SPS与UV Vis吸收光谱进行关联, 采用半导体能带理论与晶体场理论分析且指认各响应带. 结果表明: 配位聚合物1和2均属于三斜晶系, P-1空间群; 二者具有均苯三甲酸根桥连的1D链状结构, 不对称单元中均包含2个晶体学不等效的M(Ⅱ)离子(M1=Cu,M2=Co); 二者中心金属离子的配位构型不同, 相同有机分子的存在形式不同; 2种配位聚合物在紫外 可见光诱导下均产生光伏响应, 且配位聚合物中心离子的配位环境对光伏响应影响较大.     

含有金属水链的3,5-吡唑二甲酸铜配位聚合物的合成及热稳定性

在乙腈和水的混合体系中,将硝酸铜和3,5-吡唑二甲酸（H-3pdc）于120 ℃反应72 h, 得到蓝色晶体, 该化合物分子式为{［Cu₃(pdc)₂(H₂O)7］·2H₂O}_n. 通过元素分析、 红外光谱分析、 粉末X射线衍射及单晶X射线衍射对该化合物的结构进行表征, 并研究其热稳定性. 结果表明, 3个铜离子和2个pdc₃-形成中性分子Cu₃(pdc)₂, 水分子作为桥联配体连接Cu₃(pdc)₂形成一维折叠链, 通过氢键作用, 一维链连接形成三维超分子网络, Cu²⁺的配位水分子与晶格水分子通过氢键作用形成了一维金属水链.     

含有金属水链的3,5-吡唑二甲酸铜配位聚合物的合成及热稳定性

在乙腈和水的混合体系中，将硝酸铜和3,5-吡唑二甲酸（H-3pdc）于120 ℃反应72 h, 得到蓝色晶体, 该化合物分子式为{［Cu₃(pdc)₂(H₂O)7］·2H₂O}_n. 通过元素分析、 红外光谱分析、 粉末X射线衍射及单晶X射线衍射对该化合物的结构进行表征, 并研究其热稳定性. 结果表明, 3个铜离子和2个pdc₃-形成中性分子Cu₃(pdc)₂, 水分子作为桥联配体连接Cu₃(pdc)₂形成一维折叠链, 通过氢键作用, 一维链连接形成三维超分子网络, Cu²⁺的配位水分子与晶格水分子通过氢键作用形成了一维金属水链.     

季铵盐阳离子的Waugh型化合物的合成与表征

以(NH₄)₆［MnMo₉O₃₂］为前体原料,采用常规的水溶液法与四甲(乙)氯化铵反应制备了2种含有混合阳离子的Waugh型钼酸盐(NH₄)₄［N(CH₃)₄］₂［MnMo₉O₃₂］·9H₂O(化合物1)和(NH₄)₄［N(CH₂CH₃)₄］₂［MnMo₉O₃₂］·7H₂O(化合物2),用元素分析、红外光谱、热重分析对其进行了表征,并对化合物1进行了单晶结构测定,化合物1属于单斜晶系,C2/c空间群,a=2.379(11)nm,b=1.186(5)nm,c=1.600(7)nm,β=102.308(4)°,V=4.413(3)nm³,Z=4,Dc=2.460 g/cm³,R₁=0.041 8,wR₂=0.117 5(I>2σ),GOF=1.058.对化合物的形成规律探索发现:季铵盐与(NH₄)₆MnMo₉O₃₂的物质的量之比为3∶1,易形成单晶.对化合物1和2光催化降解亚甲基蓝模拟废水进行了探索,光催化90 min和180 min时脱色率分别达到95.96%和85.64%,表明化合物1和2对亚甲基蓝染料废水均具有良好的光催化活性.     

AgCl/Bi25FeO40复合材料制备及光催化性能

采用水热-超声化学法制得负载不同质量分数AgCl的AgCl/Bi₂₅FeO₄₀复合材料,通过XRD,SEM-EDS,UV-Vis DRS和PL光谱等表征手段对复合材料的微观形貌、晶相组成、光吸收性能等进行了表征,并进行了光催化降解罗丹明B实验.结果表明,Bi₂₅FeO₄₀呈正立方体结构,直径0.8~10μm,AgCl直径90~130nm,均匀负载在Bi₂₅FeO₄₀上.二者的复合扩宽了光响应范围,提高了Bi₂₅FeO₄₀光催化活性.投加0.1 g AgCl /Bi₂₅FeO₄₀降解100mL质量浓度为15mg/L罗丹明B溶液,当负载的AgCl质量分数为51.48%时,降解效果最佳,75min降解率达到94.4%,90min可以完全降解罗丹明B.此外,对AgCl/Bi₂₅FeO₄₀的降解机理进行了分析,认为h⁺,e^-,H₂O₂,·O^-₂为该光催化体系主要的活性基团,起到降解罗丹明B的作用.     

羧酸和咪唑混合配体构筑的Cd(Ⅱ)金属有机框架的结构和荧光性质

利用2,5-二甲氧基对苯二甲酸(H₂DTA)作为有机配体，咪唑衍生物1,1′-(2-甲基-1,4-亚苯基)双(4-甲基-1H-咪唑)(MPBMI)作为辅助配体，与d¹⁰类金属Cd(Ⅱ)采用溶剂热法成功构建出具有荧光性质的金属有机框架材料[Cd₂(DTA)₂(MPBMI)_1.5(H₂O)]_n(MOF 1).通过单晶X射线衍射解析表明，该材料具有三维骨架，可简化为一个4,6位连接的网络拓扑结构.固体荧光发射和水相中常见阴离子荧光测试结果表明，MOF 1具有良好的荧光性，能够对水溶液中的Cr₂O₇^2-阴离子实现高选择的荧光猝灭检测.     

二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯复合材料光催化降解废水中有机物的研究

采用溶剂热法制备出二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯(TiO_2-CdS/rGO)三元复合光催化材料,研究其对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果.结果表明,TiO_2-CdS/rGO对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果优于TiO_2-CdS的,催化效率得到明显提高,降解时间大大缩短.在可见光照射下,以TiO_2-CdS/rGO为光催化剂,当光反应时间为40min时,亚甲基蓝、罗丹明B的降解率可达100%.     

新型(NH4)2Er5F17/TiO2复合可见光催化剂的制备及光催化活性研究

通过一步水热法制备了含稀土Er的(NH₄)₂Er₅F₁₇/TiO₂复合光催化剂,利用稀土元素f 电子的特征跃迁吸收将催化剂的光吸收范围拓展至可见光,通过罗丹明B（RB）染料模拟水中的污染物,对其进行光催化降解,并通过XRD、UV-vis、TEM、EDX-mapping、XPS、PL对催化剂样品进行了表征。结果表明,形成的稀土基化合物(NH₄)₂Er₅F₁₇粒径约为50nm,具有良好的六方型结晶形貌,实现了与商用P25 TiO₂的有效复合,稀土Er³⁺在可见光区522nm、487nm、654nm和800nm处出现的特征吸收峰拓展了复合光催化剂的可见光响应。对不同n(Er)/n(Ti)复合催化剂催化活性的评价表明,当n(Er)/n(Ti)=0.02时,由于(NH₄)₂Er₅F₁₇在TiO₂载体上均匀分散,有较强的光吸收,复合光催化剂的电子空穴复合率较低而表现出对RB最高的可见光催化降解活性。     

四(4-磺基苯基)卟啉自组装催化剂的制备及其可见光光催化性能研究

本文以四(4-磺基苯基)卟啉(TPPS)与硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)为原料制备了卟啉自组装催化剂(Zn-TPPS-Zn),利用紫外可见光谱对其进行光化学表征.在可见光下(λ≥420nm)照射下,以光催化降解染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)为探针反应,探讨了Zn-TPPS-Zn光催化过程中活化O2对RhB的光催化降解活性.实验表明,RhB光催化降解的最佳条件为:pH 6.89、催化剂投加量0.33g/L.催化剂循环实验表明Zn-TPPS-Zn在可见光下对RhB的降解具有一定的稳定性,但还需进一步改善.通过跟踪测定Zn-TPPS-Zn/RhB/Vis光催化反应体系中氧化物种(H2O2和·OH)相对含量的变化,表明其光催化反应主要涉及羟基自由基(·OH)历程.     

原位光反应法合成过氧桥连草酸铀酰配合物

在室温和实验室灯光照射条件下, 通过原位光化学反应, 分别以乙二胺和二亚乙基三胺为模板, 合成3种过氧桥连的草酸铀酰配合物[NH₃(CH₂)₂NH₃]₃[(UO₂)₂O₂(C₂O₄)₄]·4H₂O (1), [NH₃(CH₂)₂NH₂(CH₂)₂NH₃]₂[(UO₂)₂O₂(C₂O₄)₄]·2H₂O (2)和[NH₃(CH₂)₂NH₂(CH₂)₂NH₃]₂[(UO₂)₂O₂(C₂O₄)₄] (3)。借助单晶X射线衍射、拉曼光谱(Raman)、粉末X射线衍射(PXRD)和热重分析(TGA), 对配合物的结构及其性质进行表征和分析。1和2中U-O₂-U二面角为180°, 而通常过氧配合物的过氧二面角小于180°。2和3中过氧键的键长比正常的过氧键长短, 其中2更接近超氧键的键长, 但价态和拉曼图谱都表明其为过氧键。     

不同形貌α-Bi2O3微晶的制备及其在可见光下的光催化性能

以NaOH与Bi(NO3)3.5H2O为原料,在乙醇溶剂中分别采用恒温搅拌、超声和溶剂热法合成了不同形貌和尺寸的α-Bi2O3微晶.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)对α-Bi2O3微晶进行了表征.并以罗丹明B作为模型污染物,研究了不同方法制备的α-Bi2O3微晶在模拟太阳光照射下的光催化性能.结果表明,不同制备方法对α-Bi2O3微晶的形貌尺寸、光吸收性质及光催化性能均有影响.其中溶剂热法制备的α-Bi2O3微晶带隙最窄,可以吸收更大光谱范围内的可见光,加上它的粒子尺寸较小,因此它在模拟太阳光下光催化降解罗丹明B的光催化活性也最高.     

Z型Cu2O-(rGO-TiO2)光催化剂的制备及其对甲基橙的降解性能

通过简易的三步合成法成功制备出在日光下对甲基橙(MO)具有良好光催化性能的Z型Cu₂O-(rGO-TiO₂)光催化剂.与传统二元异质结不同,还原氧化石墨烯(rGO)作为中间介质可促进光催化剂量子效率的提升,可提高Cu₂O-TiO₂的氧化还原能力.当rGO负载量(质量分数)为1%时,Cu₂O-(rGO-TiO₂)具有最佳的光催化活性.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)研究光催化剂的形貌结构和光学性质,采用探针法和光致发光光谱(PL)分析并验证了Z型光催化体系. Cu₂O-(rGO-TiO₂)光催化剂厚度约32.24 μm,Cu₂O呈多面柱状结构,以{111}晶面(具有良好的光催化活性)为主,TiO₂纳米颗粒均匀分散在二维单层褶皱片状结构的rGO表面,Cu₂O、TiO₂和rGO组成了Z型光催化体系.分别探究不同光源和rGO负载量对光催化性能的影响.结果表明:在模拟太阳光照射条件下,中间介质rGO的存在提升了量子效率,增强了光催化剂性能,Cu₂O-(1%rGO-TiO₂)光照2 h对甲基橙的催化降解率为58%.该Z型光催化剂可被应用于染料废水的降解,研究结果为环境治理提供了新的技术发展思路.     

MX@CFO,C3N4@CFO和AC@CFO复合材料的构筑及光催化性能

用有机合成乙酰丙酮盐制备CoFe₂O₄纳米颗粒, 将CoFe₂O₄纳米颗粒分别与二维过渡金属碳氮化物(MXene)、 氮化碳（C₃N₄）和粉 末活性炭（AC）复合, 构筑具有磁性功能的复合材料, 用紫外-可见分光光度计分别测量紫外光和可见光照射下4种复合材料罗丹明(RhB)在其吸收峰值处(λ=555 nm)的降解率. 实验结果表明: 获得了基体/负载复合材料, 在强磁作用下可实现光催化剂与液体环境分离; 在紫外光下, 4个样品光催化活性的高低顺序为AC@CFO>MX@CFO>CFO>C₃N₄@CFO; 在400~780 nm可见光下, 4个样品光催化活性的高低顺序为AC@CFO>C₃N₄@CFO>CFO>MX@CFO.