g-C3N4@Ag的光催化性能及原位热动力学研究

采用硼氢化钠作还原剂将吸附于石墨相氮化碳(g-C₃N₄)表面的硝酸银还原成纳米银(Ag)颗粒,通过调控在氮化碳上原位沉积时硝酸银的用量,制备了不同Ag负载量的g-C₃N₄@Ag复合催化剂.使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察、X射线粉末衍射(XRD)分析、N₂吸附-脱附等温曲线(BET)分析、X射线光电子能谱(XPS)分析等方法对制备的材料进行了表征.由紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)分析和光微量热-荧光光谱联用分析研究了复合催化剂对罗丹明B降解的原位热动力学性质.结果表明:当Ag纳米颗粒的质量分数为4%时其降解罗丹明B的反应速率常数为1.55×10-2 min-1,其催化性能是未修饰g-C₃N₄的1.9倍;在光密度为10、20、32 W/m2条件下,反应均在120 s左右达到表观吸热最大值,随后放热,最终恒定放热速率依次为7.293×10-8、1.316×10-7和1.162×10-7 mJ/s.文中的研究结果对研究光催化原位过程的热力学、动力学及光谱性质具有重要意义和潜在应用价值.     

单微乳体系中钼酸锰纳米材料的原位生长热动力学研究

钼酸锰纳米材料在光电、催化、磁、机械领域具有重要的应用,现有研究显示其性能与形貌和尺寸具有显著的关系,因此研究纳米钼酸锰生长过程的规律和特征及对生长参数进行定量表征为实现可控合成满足特定需要具有重要的科学意义。但目前已经发展的研究纳米材料的生长过程技术方法,鲜有用通常的生长参数描述纳米材料生长过程的瞬时变化动态精细信息获取其生长的规律和特征。本文采用微量热技术获取了单微乳液法合成不同形貌尺寸MnMoO4纳米材料原位生长过程的特征热谱,结合FE-SEM技术探讨了不同反应参数对MnMoO4纳米材料形貌尺寸及原位生长过程热动力学行为的影响规律,利用热动力学方程获取了生长参数,并且与形貌进行关联,进一步诠释纳米材料的形成机理,最终为发展纳米材料的可控生长提供有力的科学依据。     

基于溶解度法研究纳米AgI的表面热力学函数及规定热力学函数

溶解热力学法因具有操作简单、灵敏度高及无假设条件等独特优势,相比其它方法更加科学.该文通过沉淀法制备了69.3 nm碘化银纳米颗粒,测定了其在288.15 K、298.15 K、308.15 K、318.15 K、328.15 K温度下的水溶液中的电导率,结合溶解热力学理论计算纳米材料的溶解平衡常数.通过与块体AgI的热力学函数相关联,获取了纳米AgI的溶解热力学函数、表面热力学函数、偏摩尔表面热力学和规定热力学函数等热力学参数.     

溶解法测定纳米AgCl的热力学函数

为进一步丰富纳米热力学函数研究,采用微乳液法可控制备了纳米氯化银,利用X-射线衍射技术和场发射扫描电镜技术对其物相组成及形貌结构进行了表征。基于纳米溶解热力学理论,进一步得到了纳米AgCl的溶解热力学函数和表面热力学函数。计算了纳米AgCl的规定热力学函数,Δ_fH~θ_m为-115.35 kJ/mol,Δ_fG~θ_m为-105.38 kJ/mol,S~θ_m为121.89 J/(mol·K)。纳米AgCl溶解吉布斯自由能随温度呈正相关,表面吉布斯自由能与温度呈负相关。     

纳米AgBr热力学性质的测定及温度效应研究

纳米材料的规定热力学函数和表面热力学函数是物质的本征函数，与材料的催化、吸附性质等具有紧密联系。因此采用科学的技术方法准确获取真实体系的表面热力学函数具有重要的意义，溶解热力学法因具有操作简单、灵敏度高及无假设条件等独特优势，相比其它方法更加科学。本文通过测定溴化银纳米颗粒在水溶液中的电导率，结合溶解热力学理论计算纳米材料的溶解平衡常数。以块体材料为比较标准，获取了纳米AgBr的溶解热力学函数、表面热力学函数、偏摩尔表面热力学和规定热力学函数。本工作为纳米AgBr在感光、催化、吸附等领域的应用提供了物理化学参数，对预测难溶盐类纳米材料溶解、催化、吸附等性质有重要的指导意义。     

立方体纳米Cu2O规定热力学函数的粒度效应研究

纳米材料的规定热力学函数是纳米材料本征性质,而粒径是其规定热力学函数值的重要影响因素之一.因此研究纳米材料的规定热力学函数的粒度效应对于指导预测纳米材料的规定热力学函数具有重要的科学意义.采用液相法合成了4种粒度在40～120 nm的立方体纳米Cu2O作为模型材料.利用原位微热量技术获取了Cu2O与HNO3反应过程的热力学参数,结合热化学循环热动力学原理及过渡态理论,计算得到不同粒径的纳米Cu2O的规定热力学函数,并讨论了粒度对标准摩尔生成焓、标准摩尔熵和标准摩尔生成吉布斯能的影响.结果表明：随着粒径的减小,标准摩尔生成吉布斯自由能、标准摩尔生成焓和标准摩尔熵均增大.