水热法合成Ni掺杂纳米Cd0.1 Zn0.9 S固溶体及其产氢性能

以水热法合成了Ni掺杂的纳米Cd0.1Zn0.9S固溶体光催化剂,采用分光光度计、X射线衍射仪和比表面及孔径分析仪对光催化剂结构进行表征,考察了Ni掺杂量(质量分数)对固溶体晶型结构及光催化性能的影响,发现Ni掺杂可以使催化剂吸收边红移、晶体粒径减小、比表面积增大.可见光产氢实验研究表明,最佳的Ni掺杂量为0.1%,此时光催化剂产氢活性达到最大.对该光催化剂负载Pt可以进一步提高其活性,当w(Pt)为0.6%时,产氢速率能够达到117 ìmol/h.     

制备方法对Cd0.1 Cu0.01 Zn0.89 S光催化剂产氢性能的影响

通过共沉淀法、水热法以及高温硫化法分别合成了Cd0.1Cu0.01Zn0.89S新型光催化剂,并通过XRD、SEM和UV-vis吸收光谱等技术对催化剂进行了表征.从UV-vis吸收光谱可以发现,Cu2 的加入都引起了催化刺吸收边不同程度的红移.在产氢测试中发现,高温合成的催化剂产氢能力反而下降.在3种催化剂中,共沉淀法合成的催化剂具有最高的产氢活性,无负载时在可见光照射下产氢速率为350 μmol/h,而水热法和高温硫化法合成的催化剂的产氢速率分别只有120 μmol/h和13 μmol/h.     

Zn掺杂MoS2的构型、电子结构及电催化析氢性能的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对二硫化钼(MoS₂)完整表面和不同掺杂浓度下过渡金属Zn原子掺杂MoS₂表面(Zn-MoS₂)的构型、电子结构及其电催化析氢性能进行了研究.研究结果表明:与MoS₂完整表面相比,Zn掺杂单层MoS₂的氢吸附吉布斯自由能(-0.09 eV)明显减小,接近理想值(约0 eV),表现出优异的析氢催化反应性能.电子结构研究结果表明:Zn掺杂MoS₂表面后,体系费米能级附近出现了Zn-3d轨道的带隙态,这表明有效调控了MoS₂催化材料的电子结构.在费米能级附近还出现了与Zn原子相邻的S原子的3p轨道的新电子态,可有效增强S-3p轨道和H-1s轨道的重叠,从而提高吸附氢的性能、优化电催化析氢性能.进一步对不同Zn掺杂浓度下Zn-MoS₂体系的研究结果表明提高Zn掺杂浓度仍能保持优异的电催化析氢反应性能.该文通过引入不同Zn掺杂浓度的方法,对MoS₂电催化剂的电子结构进行调控,从而有效提升电催化析氢反应性能.     

Zn_(0.5)Cd_(0.5)S:Eu~(3+)半导体材料的燃烧法制备及发光性能研究

以硫脲为硫源,采用燃烧法制备了Zn0.5Cd0.5S:Eu3+半导体材料.研究了Eu掺杂量对Zn0.5Cd0.5S:Eu3+半导体材料的结构,形貌,固体漫反射以及发光性能的影响.利用X-射线粉末衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见分光光度计(UV-vis)和荧光分光光度计(PL)对样品进行了表征.结果表明:Eu掺杂量对样品的结构和形貌没有明显的变化,但对其发光性能却有着显著地影响.当Eu掺杂量为3%时所制备的Zn0.5Cd0.5S:Eu3+半导体材料的发光性能为最强.     

石墨相氮化碳光催化产氢性能提升策略研究进展

石墨相氮化碳(g-C3N4)因带隙窄、稳定性高、成本低、污染小等优势在光催化产氢领域受到了研究者们的广泛关注.然而,纯g-C3N4直接作为光催化剂在应用时常存在比表面积小、可见光利用效率低以及光生载流子复合过快等缺陷,导致其光催化产氢性能较不理想.因此,如何改善g-C3N4的光催化产氢性能是目前光催化领域的研究热点.该文针对g-C3N4光催化产氢性能的优化研究,系统综述了g-C3N4在形貌调节、杂原子掺杂和异质结构建三个方面的改性研究进展,归纳总结了目前存在的问题,并对今后g-C3N4产氢光催化剂的研究重点和方向做出了展望.     

Ag的掺杂量对Zn_(0.5)Cd_(0.5)S/Ag半导体材料光催化性能的影响

采用燃烧法制备了Zn0.5Cd0.5S/Ag半导体材料.利用X-射线粉末衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),荧光分光光度计(PL)以及紫外-可见分光光度计(UV-vis)对所制备得到的样品进行了表征.研究了Ag的掺杂量对Zn0.5Cd0.5S/Ag半导体材料的结构、形貌、发光性能和光催化效果的影响.结果表明,Ag的掺杂量对样品的形貌基本没有影响,但是对样品的结构、发光性能以和光催化效果有着显著地影响.研究表明:随着Ag掺杂量的增加,半导体材料中出现了AgS杂相;另外,样品的发光强度逐渐降低;而当Ag的掺杂量为0.1时,所制备的Zn0.5Cd0.5S/Ag半导体材料对亚甲基蓝溶液(MB)的光催化效果最好.     

不同含量Cd掺杂对Cu_2SnS_3薄膜结构和性能的影响

通过溶液法合成了Cu_2SnS_3(CTS)薄膜,并研究了不同Cd含量对CTS薄膜晶体结构和性能等方面的影响.研究发现通过Cd掺杂可以有效调节CTS的光学带隙(Eg).不添加Cd时,样品为面心立方相的CTS(C-CTS),带隙为0.82 eV.当Cd含量在4.18%~13.38%的范围内时,立方相的CTS逐渐转变为立方结构固溶体(C-CTS:Cd)和四方结构固溶体(T-CTS:Cd).通过改变制备样品的Cd掺杂含量,可实现带隙从0.82~1.26 eV的调节.XPS测试结果表明,CTS(即未掺杂Cd的CTS)样品中,Cu、Sn和S元素的价态分别为+1,+4和-2价.SEM形貌结果显示所有的Cu-Sn-S-Cd(CTSC)合金薄膜都表现出光滑和紧凑的表面形态并没有观察到明显的孔或裂纹.所制备的单一相的C-CTS和T-CTS:Cd薄膜可以作为太阳能电池的吸收层材料.     

ZnO和Nb2O5共掺杂钛酸锶钡陶瓷的结构及其介电性能研究

采用固相反应法制备了ZnO、Nb 2 O 5共掺杂Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3陶瓷材料,并用X射线衍射（XRD）和介电谱方法,分别对系列陶瓷样品的结构和复介电常数进行了测量.结果表明：1）Zn2＋、Nb5＋进入Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3晶格后仍然为钙钛矿型固溶体;2）Nb 2 O 5会使得材料的低温弥散相变过程转变为弛豫相变过程,并在300～360K区域内会出现新的弛豫过程;3）掺入一定量的ZnO后Nb2O5掺入降低了Ba 0.2 Sr 0.8 TiO 3陶瓷材料的介电常数,增大了其介电损耗.     

Ce0.8Pr0.2-x Smx O2-δ(x=0.02,0.05,0.10)固溶体的合成及性质

采用溶胶-凝胶法制备固体电解质Ce0.8Pr0.2-xSmxO2-δ(x=0.02,0.05,0.10).XRD结果表明:800℃煅烧后的全部样品皆为单一的立方萤石型结构,平均晶粒尺寸为19～28 nm;Raman光谱结果表明:立方萤石结构的Ce0.8 Pr0.2-x Smx O2-δ 固溶体中存在氧空位,在Ce0.8 Pr0.2-x Smx O2-δ 中掺入钐可提高氧空位浓度;阻抗谱测试表明:稀土双掺杂Ce0.8 Pr0.15 Sm0.05 O2-δ 的电导率高于单一稀土掺杂Ce0.83 Sm0.17 O2-δ 的电导率,且Ce0.8 Pr0.15 Sm0.05 O2-δ的电导率最大,σ600℃为1.2×10-2 S/cm,这归因于样品Ce0.8Pr0.15Sm0.05O2-δ 中较高的氧空位浓度和小极化子的跃迁.     

不同比例羟基磷灰石对沉积物中重金属形态影响的比较

通过考察模拟污染沉积物中重金属的形态分布规律,研究不同比例的羟基磷灰石对污染沉积物中不同重金属的固定化效果.结果表明:羟基磷灰石掺杂后重金属残渣态的质量分数变化不大,但随掺杂比例的加大,Pb,Cd,Zn由可交换态向其他结合态转化的质量分数增加,Cu由碳酸盐结合态向其他结合态转化的质量分数增加.羟基磷灰石的掺杂导致可交换态和碳酸盐结合态Pb的质量分数之和下降,当掺杂物质的量比为6时,质量分数为25.5%～36.1%的可交换态和碳酸盐结合态的Pb转化为其他较稳定的结合态,但对Cd,Cu,Zn的影响较Pb小.     

可见光响应复合金属氧化物光催化剂的分子设计

本文基于密度泛函理论的第一性原理,利用模拟软件materials studio(MS)中Castep模块,研究了锐钛相TiO2晶体的几何结构、能带结构、电子密度,以及不同金属掺杂对TiO2晶体几何结构和电子结构的影响.计算得到的能带结构和态密度等数据结果标明:掺杂离子的能级位置对TiO2的可见光吸收效率有重要影响.当掺杂金属在其价带顶或导带底附近产生新的"杂质能级",可以拓宽TiO2对可见光的吸收范围,并增强吸收强度,进而认为,Bi的掺杂是较好的研究方向.     

第一性原理计算Zr/S共掺杂锐钛矿相TiO_2的电子结构

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法对Zr/S共掺杂锐钛矿相TiO2的晶格参数、电荷布居、能带结构、电子分态密度和吸收光谱进行了计算.计算结果表明:Zr/S共掺杂导致锐钛矿相TiO2的晶格畸变使其体积变大,共掺杂时Zr和S的电荷布居数与单掺杂前的布居数略有不同;Zr/S共掺杂还导致锐钛矿相TiO2的禁带宽度变大0.1eV,达到2.30eV,但是由于Zr/S共掺杂在TiO2禁带之内引入了杂质能级,这些杂质能级可以作为电子跃迁的"台阶"而降低电子从价带跃迁到导带所需的激发光子能量,这有可能是实验上制备的Zr/S共掺杂TiO2具有较高光催化活性的内在原因.     

不同钝化剂对城市地下固体废弃物重金属的钝化作用

采用实验室模拟,研究了6种重金属钝化剂(粉煤灰、脱硫石膏、磷矿粉、海泡石、膨润土、生物炭)以不同添加比例(0%、3%、7%、10%)对城市地下固体废弃物二乙基三胺五乙酸{HOOCCH_2N[CH_2CH_2N(CH_2COOH)_2]~2,DTPA}可提取态重金属Cu、Zn、Pb、Cd含量的影响。结果表明,粉煤灰、脱硫石膏、磷矿粉、海泡石、膨润土、生物炭6种钝化剂均可以降低DTPA可提取态Cu、Zn、Pb、Cd的含量,表明这6种钝化剂对城市地下固体废物重金属Cu、Zn、Pb、Cd均具有钝化作用,且随添加比例的增高,钝化作用越明显,但钝化效果有所差异。膨润土的对Cu、Pb、Cd的钝化作用最明显,对Zn也有一定的钝化作用,因此,可优先选择膨润土作为城市地下固体废物重金属的钝化剂。     

Co掺杂对Zn1-xCoxO稀磁半导体光学性质的影响

溶胶-凝胶法制备了Co掺杂的ZnO基稀磁半导体,研究其粉体和薄膜的结构和光学特性.X射线衍射结果表明Co2 随机替代Zn2 位置进入ZnO晶格,并引起晶格常数的变化.紫外-可见透射光谱表明样品的禁带宽度随着Co掺杂浓度的增大呈现非单调变化规律,低浓度掺杂样品的光学带隙随掺杂浓度增大而减小(红移),这是由于Co2 替代Zn2 ,局域d电子与能带电子之间的sp-d交换耦合引起的.     

Cd1-xZnxS/SiO2介孔组装体系的光学性质

利用sol\|gel法得到SiO₂介孔固体, 浸泡热分解后获得Zn不同质量分数的Cd_1-xZn_xS/SiO₂介孔组装体. 吸收光谱表明, 随着x的增加, 吸收边向短波方向移动, 这是由于Zn离子进入CdS取代了Cd离子, 使Cd_1-xZn_xS能隙增大所致. 由于量子尺寸效应, 荧光光谱中发光峰的宽化现象较明显,  同时发光强度随x增大而增强, 这是由于Zn离子使α相比例减少而有利于发光所致.       

城市大气重金属(Pb,Cd,Cu,Zn)污染及其在植物中的富积

通过对烟台市区不同大气污染区域绿化植物叶片中重金属Ｐｂ ,Ｃｄ ,Ｃｕ ,Ｚｎ 富积量和大气与土壤中相应重金属的含量研究分析发现,植物叶片中重金属Ｐｂ ,Ｃｕ 和Ｚｎ 的富积量与大气中Ｐｂ ,Ｃｕ 和Ｚｎ 的相对含量呈显著的正相关,而植物叶片中Ｃｄ 的富积量与大气中重金属的相对含量相关不显著．所研究的４ 种重金属在植物叶片中的富积量与其生长土壤中的重金属的含量无相关性．研究证明,在所调查的５ 种市区绿化植物中以园柏（ Ｓａｂｉｎａ ｃｈｉｎｅｓｉｓ） 叶片对大气中Ｐｂ 和Ｃｄ 的富积能力最强,对Ｐｂ 的富积依次为侧柏（ Ｐｌａｔｙｃｌａｄｕｓｏｒｉｅｎｔａｌｉｓ） 、冬青卫茅（ Ｅｕｏｎｙｍｕｓｊａｐｏｎｉｃｕｓ） 、悬玲木（ Ｐｌａｔａｎｕｓ ａｃｅｒｉｆｏｌｉａ） 和樱桃李（ Ｐｒｕｎｕｓｃｅｒａｓｉｆｅｒａ） ,而对Ｃｄ 则依次为侧柏、冬青卫茅、樱桃李、悬玲木．悬玲木叶片对Ｃｕ 和Ｚｎ 的富积量最高,对Ｃｕ 的富积能力依次为悬玲木＞ 园柏＞ 侧柏＞ 冬青卫茅＞ 樱桃李,对Ｚｎ 则为悬玲木＞ 园柏＞ 侧柏＞ 樱桃李＞ 冬青卫茅．市区大气重金属污染物主要为Ｐｂ ,Ｃｕ 和Ｚｎ ．市区大气重金属污染的总态势依次为发电厂＞ 汽车站＞ 市府区＞ 奇山小区＞     

用双硫腙分光光度法同时测定Zn~(2 )、Cd~(2 )和Pb~(2 )

介绍 CPA法测定多种组分的原理 ,并应用该原理 ,对用双硫腙分光光度法同时测定混合样品中 Zn2 、Cd2 和Pb2 的质量浓度进行了研究 ,取得了较为有意义的结果     

磷掺杂半导体单壁碳纳米管电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了掺磷(P)单壁碳纳米管(SWCNT)的电子结构性质.结果表明,引入掺杂原子可显著改变SWCNT费米能级附近的能带结构,掺杂SWCNT的电子态密度(DOS)向低能端移动,其最高分子占据轨道(HOMO)与最低分子非占据轨道(LUMO)间的能隙减小,掺杂的磷原子比碳原子多出的电子更容易从价带向导带跃迁.     

鄱阳湖饶河入湖段底泥中重金属的污染特性

饶河是鄱阳湖流域的五大水系之一,是鄱阳湖流域重金属污染最严重的区域之一．该文对鄱阳湖饶河入湖段设置了两个采样点,对样点中的底泥、土壤样品进行了重金属元素Cu、Zn、Pb、Cd的分析与测定,根据测定结果,分析了饶河入湖段重金属元素Cu、Zn、Pb、Cd污染的主要特性．研究结果表明,鄱阳湖饶河入湖段的重金属污染特性与土壤或底泥中的pH值负相关,pH值越低,土壤中的重金属含量更高;且各元素之间呈现出一定的相关性,即Cu、Zn、Pb三种元素之间呈极显著正相关,这表明在鄱阳湖饶河入湖段呈现出重金属复合污染的趋势．