王文忠教授在纳米结构光催化方面的研究取得的重要进展

日益严重的环境问题推动了通过使用太阳光谱中可见光光催化降解废水中有机污染物的大量研究工作,因崦制备高效可见光光催化材料及其光催化性能方面的研究是近年来亲能源材料、纳米科学与技术等研究领域最前沿的热点研究课题之一。最近,"985工程""民族地区能源资源开发利用研究科技创新平台"的王文忠教授及其研究团队,成功制备出能显著降解废水中亚甲基蓝和苯酚等有机污染物的p-n结Cu2O/BiVO4纳米结构可见光光催化材料。相关研究结果发表在国际工程-环境领域排名第二的著名杂志Applied Catalysis B-     

基于多齿菲咯啉配体的Cu(Ⅰ)和Ru(Ⅱ)光敏剂研究

正基于过渡金属配合物的光敏剂因其优越的光物理性能和电化学性能而受到了广泛的关注~([1])。这些化合物已成功用于各种光子应用,例如染料敏化太阳能电池(DSSC)~([2]),有机发光二极管(OLED)~([3])以及光氧化还原催化~([4]。Ru(Ⅱ)聚吡啶配合物因其高化学稳定性、对可见光的强吸收性以及可调节的氧化还原性,在合成化学和催化剂设计等领域有着广泛的应用~([1])。但钌是稀有的贵金属(在地壳中仅为0.001×10~(–6)),这限制了Ru(Ⅱ)光敏剂在太阳能转化中的应用。     

PW11O39Mn(Ⅱ)(H2O)5-/D301R异相体系的可见光催化性能研究

为了解决均相keggin型锰取代杂多阴离子PW_(11)O_(39)Mn(Ⅱ)(H_2O)~(5-)[PW11Mn]光催化剂在水溶液中难以回收利用的问题,选用D301R弱碱性阴离子交换树脂对其进行吸附,制备了PW_(11)Mn/D301R光催化材料。通过有机染料亚甲基蓝(MB)的可见光降解反应考察了PW_(11)Mn/D301R材料的光催化性能。实验表明,PW_(11)Mn/D301R在可见光照射下对MB有较高的光催化降解活性。此外,还系统考察了溶液中有其他阴离子存在时对光催化降解效果的影响,并提出了作用机制。本研究为高效利用太阳能去除水体有机染料污染物提供了一条新颖途径。     

几种离子液体辅助合成BiOBr的表征及可见光催化性能

分别在3种离子液体辅助下,采用水热法制备出了一系列BiOBr光催化剂。利用X-射线衍射仪(XRD)、表面光电压(SPS)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)等对BiOBr催化剂的结构、形貌、光学特性及光生电荷分离速率进行了表征。以罗丹明B(RhB)作为模拟污染物,考察了所得样品的可见光催化性能。实验结果表明,离子液体辅助制备的BiOBr明显优于对照样品BiOBr的光催化活性,其中1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([EMI_m]PF_6)对BiOBr可见光催化活性提升最大。离子液体辅助制备的BiOBr光催化性能提升归因于BiOBr光生电子-空穴对的分离效率的显著提高。     

用电解法标记~(99m)Tc-氨基酸、肽类及还原~(99m)Tc 净电荷的研究

自1961年 M.Blau 等人提出用~(75)Se-硒蛋氨酸进行胰腺显影以来,虽然它的物理半衰期(120 d)和生物半衰期(140 d)都较长,并对胰腺的摄取也不大,但至今仍是主要的胰腺显影剂。从六十年代末开始,人们试图用各种其他放射性核素如~(11)C~([3-5])、~(13)N~[6]、~(18)F~([7-8]),各种放射性碘~([9-10])和~(99m)Tc~([11-15])标记氨基酸及肽类来代替~(75)Se-硒蛋氨酸,但多数还是处于研制和动物实验阶段。     

时空分辨折纸递阶型电子器件的设计与传感应用

<正>智能传感作为当今的前沿热点~([1]),在医疗保健、反恐怖主义~([2])、食品安全~([3])、环境监测~([4])、物联网(IoT)~([5])等领域有着令人瞩目的应用。开发一体化、多功能的智能传感系统具有极大的吸引力,因为它能够保证同时感知和鉴别多类物理和化学刺激~([6-7])。由于来自环境的复杂刺激通常以集成式的形式呈现~([8]),因此科研人员主要关注的重点在于,当     

改善量子点背光LCD四周发蓝的方法研究

正引言量子点通常是指尺寸小于100 nm的纳米粒子,并由IIB-ⅥA(如:CdSe)或IIIA-VA(如:InAs)元素组成,可吸收某波段的光并被激发放射出其它波段的光~([1-2])。量子点由于其特有的量子效应特性,被广泛用于生物检测荧光标记~([3])、太阳能电池研究~([4])、半导体器件研究~([5])等。     

CdS光化学修饰介孔TiO_2及其增强的可见光催化活性（英文）

【目的】提高介孔TiO_2材料的光催化活性。【方法】采用蒸发诱导自组装法(EISA),以四氯化钛和钛酸丁酯为钛源,嵌段共聚物P123(EO20PO70EO20)为模板剂,制备介孔TiO_2。用光化学修饰法将CdS掺进介孔TiO_2中,合成对可见光有较好响应的复合材料,并利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、原子吸收分光光度法(AAS)和光催化等手段对样品进行表征。【结果】XRD和TEM结果表明成功合成有序的六方介孔材料;AAS确定复合材料中Cd的含量为0.96mg/g;光催化于500 W氙灯下以2×10~(-5)mol/L次甲基蓝(MB)为模型污染物,结果显示CdS/TiO_2复合材料的可见光催化活性明显提高。【结论】光化学修饰法制备的介孔CdS/TiO_2复合材料可增强其可见光催化活性。     

离子液体制备碳氮硫共掺杂TiO_2及其光催化性能的研究

以1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([EMIm]HSO4)离子液体为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法制备碳、氮、硫共掺杂TiO2(CNS-TiO2)。用比表面孔隙仪、X射线衍射仪、扫描电镜、紫外-可见漫反射、X射线光电子能谱和表面光电压仪对制备的光催化剂进行了表征,以甲基橙为模拟污染物,在模拟太阳光照射下考察了光催化性能。结果表明:所制备的CNS-TiO2拥有更高的比表面和电荷分离速率,并对可见光有响应;CNS-TiO2的光催化活性是纯TiO2的3倍。     

可见光催化剂降解酸性橙7

采用溶胶凝胶-水热合成结合法制备铋氮共掺杂二氧化钛纳米催化剂.以酸性橙7(AO7)为目标污染物,研究Bi-N-Ti O2催化剂的可见光光催化活性,考察催化剂投加量、污染物初始浓度及p H值等条件对AO7脱色效率影响.结果表明:Bi-N-Ti O2光催化剂在可见光(400~750 nm)照射6 h后对AO7的去除率达到86.48%,比在同样条件下制备的单元素掺杂催化剂Bi-Ti O2(22.09%)、N-Ti O2(15.9%)以及Ti O2(11.89%)、P25(14.12%)等表现出更好的可见光响应特征;当催化剂投加量为1 g·L-1、AO7初始浓度为10 mg·L-1、反应液p H值为3时催化剂光催化降解AO7的脱色效果最好;且可见光下Bi-N-Ti O2催化剂具有一定的重复使用性和再生性能.     

Lead-bismuth-free piezoceramics （Na0.5K0.44Li0.06）Nb0.95Sb0.05O3-Na5.6Cu1.2Sb10O29

Newly developed sintering aid Na5.6Cu1.2Sb10O29 (NCS) and lead-bismuth-free piezoceramics (Na0.5K0.44Li0.06) Nb0.95Sb0.05O3 (NKLNS) were prepared by the conventional solid state reaction. The effects of sintering aid NCS on the electrical properties of NKLNS were investigated. It was found that the addition of a proper amount of sintering aid NCS to NKLNS is effective not only on improving the density and the piezoelectric activity, but also on reducing the dielectric loss of NKLNS. The NKLNS doped with 0.4 mol% NCS has a piezoelectric constant d33 as high as 261pC/N and an electromechanical coupling factor k33 above 60%. These results show that NCS-doped NKLNS is a promising and practicable candidate for lead-bismuth-free piezoceramics.     

Single-negative properties of Ba2Co1.8Cu0.2Fe12O22 and Ba3Co2Fe23.4Zn0.6O41 hexagonal ferrites

The electromagnetic properties of Ba₂Co_1.8Cu_0.2Fe₁₂O₂₂ (Co₂Y) and Ba₃Co₂Fe_23.4Zn_0.6O₄₁ (Co₂Z) were studied by measuring microwave scattering parameters. In the transmission spectra of Ba₂Co_1.8Cu_0.2Fe₁₂O₂₂, a forbidden band emerges due to ferromagnetic resonance, and the permeability will turn to negative in the vicinity of the ferromagnetic resonance frequency. In the complex permittivity spectra of Ba₃Co₂Fe_23.4Zn_0.6O₄₁, the negative permittivity can be obtained due to dielectric resonance. Therefore, Co₂Y and Co₂Z can be used to construct left-handed materials possessing negative permeability and negative permittivity simultaneously.     

TiO2/Al2O3-Al2O3-TiO2/Al2O3绝缘结构的真空沿面闪络特性

基于变插入层介电常数的多层绝缘结构能改善电场分布、提高真空沿面闪络特性.通过真空热压烧结制备了TiO2/Al2O3-Al2O3-TiO2/Al2O3(A-B-A)3层绝缘结构,A层w(TiO2)为0.5%到20%.测量了该绝缘结构的真空沿面闪络特性,发现闪络特性随w(TiO2)的增加而提高,当w(TiO2)为20%时,其脉冲初次闪络电压较同等厚度的Al2O3陶瓷提高了63%.研究发现:A层的介电常数可由w(TiO2)调控,介电常数的增大能有效降低真空-绝缘子-阴极三结合点处的电场强度;A层表面存在的TiO2颗粒可以减小二次电子发射系数并改善表面电荷分布;TiO2的电导率虽比Al2O3高,但其仍为绝缘体,即使TiO2含量较高时也不会形成贯穿的导电通道.     

CaO-ZrO2-TiO2-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃陶瓷的制备及化学稳定性研究

玻璃陶瓷是固化处理中、高放废物和α废物较为理想的候选材料之一。研究了特定条件下制备的CaO-ZrO2-TiO2-Al2O3-B2O3-SiO2体系玻璃陶瓷在水淬和空气中自然冷却的两种冷却制度对其结晶行为和显微结构的影响,用粉末浸泡实验方法测试了其化学稳定性。结果表明:自然冷却形成的玻璃陶瓷晶相主要是ZrSiO4和ZrTiO4;在25～70℃范围内,温度对玻璃陶瓷浸出率无明显影响,90℃下浸出率比25℃,40℃,70℃的浸出率高一个数量级;7 d元素总的归一化浸出为1.87 g/m2。     

在Na3AlF6-AlF3-CaF2-LiF-Al2O3体系中低温铝电解

Based on the main physico-chemical properties of Na₃AlF₆-AlF₃-CaF₂-LiF-Al₂O₃ system studied, including liquidus temperature、electrical conductivity and bath density, a laboratory scale vertical discharging aluminum type electrolysis cell of about 100A capacity was run with TiB₂ cathodes and low molar ratio(1.5～2.0) electrolytes at 800～930℃ range. Aluminum metal was obtained with 84.6%～88.3% current efficiencies and 11.54～11.83 kW^.h/kg specific energy consumption.     

关于Euler-致型方程x^2-D1y^2=2s^2和x^2-D2y^2=-2t^2

设D1，D2是无平方因子正整数，该文给出了方程组x^2-D1y^2=2s^2和x^2-D2y^2=-2t^2有本原整数解(x，y，s，t)的必要条件。     

Crystallization Mechanism of Na2O-CaO-Al2O3-SiO2-F- Glass Containing Cr2O3

The effect of Cr₂O₃ on the nucleation and crystallization of Na₂O-CaO-Al₂O₃-SiO₂-F- glass has been investigated by means of ESR(Electron Spin Resonance), SEM(Scanning Electron Microscope), EDS(Energy Dispersive Specrometer) and so on. Computer pattern recognition is applied to optimize the heat-treatment schedules. The experimental results show that the base glass containing more than 1.5 % (mass fraction) Cr₂O₃ can be nucleated internally and converted to spheroidal crystal glass materials. The spheroidal crystal consisted of fibrous wollastonite crystals radiating from a center. The residual glass phase filled in the interstices between the fibers and between the spherulites. During heat treatment process, the valence states ofchromium changed from Cr6- to Cr3-, and the Cr-spinel solidsolution [CaCr₂O₄] precipitated followed this valence change. At the primary stage of crystallization, the Cr-spinel could act as a nucleating center on which the principal or}stalline phase β-CaSiO₃ grew epitaxially.     

二维磁性NbSi2N4-WSi2N4-NbSi2N4异质结的光生电流效应

采用量子输运方法研究了二维(2D)磁性NbSi₂N₄-WSi₂N₄-NbSi₂N₄面内异质结的光生电流效应.该异质结具有C2v非空间反演对称性,在可见光范围内,用线偏光垂直及倾斜照射时,均能激发显著的光生电流效应,产生自旋极化且偏振敏感的光电流.光电流与偏振角(θ)和入射角(α)均为余弦依赖(cos(2θ),cos(2α))关系.两种照射方式下均能产生纯自旋流及完全自旋极化的光电流.在垂直照射时,能取得完美的自旋阀效应.这些结果表明,二维磁性NbSi₂N₄-WSi₂N₄-NbSi₂N₄异质结在低能耗自旋电子学及低维光电探测领域具有应用潜力.