Ag_2CO_3-Ag_2S复合材料的制备、表征及其可见光催化降解罗丹明B活性研究

采用简单的沉淀法在不同溶剂中合成了不同比例的复合材料,通过SEM、XRD和UV-Vis对合成的样品进行了表征.结果表明,在以水为溶剂时合成的样品形貌为棒状的Ag_2CO_3上附着均匀的颗粒状的Ag_2S,而在水和乙醇混合溶剂中合成的Ag_2CO_3-Ag_2S复合材料的形貌为棒状Ag_2CO_3上附着不规则颗粒状的Ag_2S,且以水和乙醇混合溶剂合成的Ag_2CO_3-Ag_2S复合材料对可见光下降解罗丹明B染料的催化性能强于Ag2CO3和Ag2S本身,并提出了可能的光催化机理.     

Ag_2O/MOF-101复合材料的合成及吸附脱硫性能研究

采用热溶剂法在较低温度下合成了以Cu~(2+)为中心离子、2-溴对苯二甲酸为配体的金属有机框架材料MOF-101,并通过在其表面负载Ag_2O纳米粒子得到Ag_2O/MOF-101复合材料.采用XRD、FT-IR、XRF、SEM、N2吸附-脱附测试等表征手段,得到了MOF-101和Ag_2O/MOF-101复合材料的组成、结构和形貌特征.通过制得的MOF-101和Ag_2O/MOF-101吸附剂在模型油中对噻吩的吸附实验,考察了时间、Ag_2O负载量、温度、油剂比对复合材料吸附脱硫能力的影响.通过MOF-101和Ag_2O/MOF-101在噻吩-正辛烷模型油中的深度脱硫实验发现,Ag_2O的引入增强了吸附剂在低硫浓度的模型油中对痕量含硫化合物的吸附效果.同时,Ag_2O/MOF-101复合材料在较低油剂比条件下的吸附容量高于MOF-101.结果显示,吸附温度为30℃、吸附时间为3 h、Ag_2O负载量为2.7%时,Ag_2O/MOF-101(M)的吸附脱硫能力最佳,将噻吩-正辛烷模型油的硫含量从50×10-6降低至8.2×10-6.通过MOF-101和Ag_2O/MOF-101复合材料在模型油中对噻吩和甲苯的选择性吸附实验,考察了其对噻吩的吸附容量和选择吸附性能.结果表明,Ag_2O/MOF-101复合材料中,基底材料MOF-101为吸附脱硫过程提供活性吸附位点,同时,Ag_2O中的Ag+与含硫化合物中S原子之间的相互作用,使Ag_2O/MOF-101复合材料对含硫化合物的选择性有显著提升.最后对MOF-101和Ag_2O/MOF-101在模型油中对噻吩的吸附过程进行了动力学研究,结果表明,该吸附过程符合准二阶动力学模型,拟合系数在0.990以上.     

氧化吸收法同步脱除燃烧烟气中SO2，NOx和CO2的化学热力学及其评价

湿化学法同步脱除烟气中气态污染物是燃烧源大气污染控制的重要方法之一,为探究采用不同氧化吸收策略同时脱除燃烧烟气中SO_2,NO_x和CO_2的可行性,基于化学热力学原理,分析了9种联合氧化吸收策略的性能,具体的氧化吸收策略包括:H_2O_2-NH_3·H_2O,H_2O_2-MDEA,H_2O_2-NaOH,O3-NH_3·H_2O,O3-MDEA,O3-NaOH,NaClO_2-NH_3·H_2O,NaClO_2-MDEA和NaClO_2-NaOH,并提出新的动态加权法对其性能进行综合评价。结果表明:上述所有策略均具有SO_2,NO_x和CO_2捕获的可行性。O3-NaOH,NaClO_2-MDEA和NaOH做吸收剂的氧化吸收溶液分别对单一脱硫、脱硝和脱碳效果最好。当综合考虑同步脱除SO_2,NO_x和CO_2时,NaClO_2-MDEA优于其他策略,其结果可为燃烧烟气中的气体污染物的联合脱除提供参考。     

10.8微米选支N_2O激光器

N_2O(氧化亚氮)分子气体激光器运转波长位在10.8微米红外区,正处于大气红外窗口.它不仅具有丰富的谱线可供选择,而且N_2O在大气中的含量极其稀少,因而,大气对N_2O激光的吸收衰减较之对CO_2激光吸收衰减要小得多(CO_2的大气含量约为330ppm).所以N_2O激光对于分子光谱分析、大气痕量监测,大气传输和激光通讯的研究以及远红外激光泵浦等方面的应用,有着广阔的前景.     

“三价银”在碱溶液中的电化学行为

[1] 本文肯定了银在碱性溶液中恒流阳极极化时在某一临界电流密度(1.5～3ma/cm~2)以上将出现相当于Ag_2O氧化成“Ag_2O_3”的充电第三平阶(Q_2~′);并发现充电第一平阶(Q_1,相当于Ag→Ag_2O)和第二平阶(Q_2,相当于Ag_2O→AgO)间的“小高峰”可以有各种过渡形态,相当于Ag_2O→AgO和Ag_2O→“Ag_2O_3”的竞争和排斥过程。 [2] 肯定了在小电流密度下AgO也可氧化成“Ag_2O_3”。 [3] 发现“Ag_2O_3”可分解成Ag_2O,也可分解成AgO。视条件而定。 [4] 发现大电流充电时,在Q_2~′终了后延长出O_2时间,则先促使“Ag_2O_3”继续形成,继又使它因分解减少,又不论电流密度大小,以及出氧时间长短,在出O_2后总能发现电极上存在有。“Ag_2O_3”。故推测在碱性溶液中,银上出氧时可能必须有“Ag_2O_3”的存在。 [5] 本文认为“Ag_2O_3”是价态高于二的银氧化物,在25℃的KOH溶液中极不稳定(0℃时较稳)。故它的成分不易确定。文献上常把Ag_7NO_(11)和“Ag_2O_3”混为一谈,本文对此问题是作了澄清,并讨论了两者电势相等的原因 。     

介质阻挡放电等离子体协同TiO_2催化分解CO_2的研究

CO_2作为温室气体是引起全球变暖的主要因素之一,控制CO_2排放已成为全球关注的热点。为保护环境,减少CO_2排放量并实现CO_2资源化利用,本文采用介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)-催化技术进行了CO_2分解研究。首先采用海藻酸钠-凝胶法制备了直径2-3 mm的Ti O2小球,然后开展了介质阻挡放电协同光催化剂Ti O2分解CO_2研究,并考察了Ti O2煅烧温度、CO_2气体流量、等离子体放电功率和放电频率对CO_2分解率的影响。结果表明:介质阻挡放电协同催化剂Ti O2催化能显著提高CO_2的分解率,在最佳工艺条件时,CO_2分解率可提高至32.6%,CO_2的产率达31.04%。该方法具有反应条件温和,CO_2分解率较高等优点,并为实现环境保护和碳资源的有效利用奠定了基础。     

CO_2,H_2O(g)及CO_2-CO混合气体的氧位——兼论Ellingham图应用的扩展

本文导出CO_2,H_2O(g)以及CO_2-CO混合气体氧位新的表征式。经典表征式是本表征式在氧含量为零时的特例。对影响平衡气氛的因素进行了讨论,指出,对中低温下CO_2和H_2O(g)的分解,忽略氧含量将造成平衡气氛极大的表征误差。本文评论了以CO_2及CO_2-CO混合气体控制氧位的某些实验,给出了CO_2作为固体电解质参比气体时应给出的氧含量校正,并推广Ellinggam图应用于CO_2和H_2O(g)分解所建立的平衡反应。     

Na_2CO_3—Na_2C_2O_4—H_2O 体系的溶解度(25°)

1.Na_2CO_3—Na_2C_2O_4—H_2O 体系在25℃时是一个简单共饱和类型的体系,它的二个固相是:Na_2CO_3·10H_2O 和 Na_2C_2O_4,双饱和点的液相组成为:Na_2CO_3 17.50％,Na_2C_2O_40.945％,H_2O 81.53％。2.考察了 Na_2CO_3—Na_2C_2O—H_2O 体系中水相总饱和度,发现在双饱和时水相的总饱和度最大。3.比较了 Na_2CO_3—Na_2C_2O_4—H_2O 和 Na_2SO_4—Na_2C_2O_4—H_2O 二个三元体系,发现这二个体系有极大的相似点。     

Ag_2O/FACs复合材料的制备及其光催化性能

以经过酸化刻蚀改性的粉煤灰漂珠(FACs)为催化剂载体制备Ag_2O/FACs复合材料。借助SEM、XRD、FTIR、BET等对相关样品的物相结构及微观形貌进行表征,并通过亚甲基蓝(MB)溶液的光降解实验评价了所制复合材料的光催化性能。结果表明,尽管FACs改性前后的结构及化学组成差别不大,但酸化刻蚀处理能有效提高FACs的吸附性能;Ag_2O/FACs复合材料在近红外光条件下对亚甲基蓝溶液的降解率可达97.5%,并具有较高的催化稳定性;Ag_2O光生空穴在降解反应中起到重要作用。     

Ag_9团簇上由H_2和O_2直接合成H_2O_2的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论对H_2和O_2在Ag_9团簇上直接合成H_2O_2的可能性进行研究。计算H_2和O_2在Ag_9团簇上的吸附性质以及由H_2和O_2生成H_2O_2的反应机制。结果表明:O_2可以在Ag_9团簇上稳定吸附,但H_2很难与Ag_9团簇作用,只有通过Ag—O键才能发生解离。生成H_2O_2的过程可以分为两个阶段:首先解离两个H_2分子形成第一个H_2O_2分子,其中裂解第二个H_2分子为速度控制步骤,所需活化能为108.7 kJ/mol;再吸附的O_2分子夺取Ag_9团簇上两个H原子形成第二个H_2O_2分子,其中OOH自由基夺取Ag_9团簇上的H原子为速度控制步骤,活化能为124.7 kJ/mol。与文献中Pd、Au和Pd-Au团簇上由H_2和O_2生成H_2O_2的理论研究结果相比,Ag_9团簇具有促进H_2和O_2直接合成H_2O_2的催化活性。     

氨水溶液同时吸收烟气中SO_2和CO_2的实验及模拟

燃煤电厂排放大量SO_2和CO_2等气态污染物,相应的减排技术研究十分必要。利用湿壁塔实验台对氨水溶液(质量分数为0.2%~7%)同时吸收SO_2和CO_2的传质特性进行了实验研究,并结合Aspen Plus速率模型分析了填料塔的吸收性能,对氨水溶液同时吸收SO_2和CO_2吸收系统的设计做了必要的探讨。实验结果表明:随着CO_2体积分数(5%~20%)的增加,SO_2选择性吸收因子有所降低,SO_2的传质系数变化较小且均高于CO_2的传质速率一个数量级;SO_2质量浓度(0~11 428mg/m3)和反应温度(20~80℃)的增加,对CO_2的吸收产生不利影响,氨水溶液趋向于选择性吸收SO_2。氨水溶液中SO_2负载量(SO_2在氨水溶液中相对NH3的摩尔浓度)在0.1~0.4之间增加时,CO_2的传质系数大幅降低。氨水溶液质量分数增加对CO_2及SO_2的吸收传质均有利,选择性吸收因子降低,且实验值和模型计算值符合良好。采用同时吸收SO_2和CO_2的填料吸收塔,结合控制氨挥发的氨洗塔及用于SO_2负载控制的离子交换装置的吸收系统,可以实现污染物的有效脱除。     

合成多胺类离子液体对CO2与CO的吸收特性研究

为了研究离子液体对高炉煤气中CO_2与CO的吸收特性,本文在冰水浴下合成了以四乙烯五胺提供阳离子,4种有机酸(甲酸、乙酸、丙酸和乳酸)提供阴离子的4种多胺类离子液体,红外光谱表征结果显示,合成物系是具有目标结构的离子液体。常温常压下,对CO_2吸收的对比实验表明质量分数为50%的四乙烯五胺甲酸盐水溶液吸收效果最好,对CO_2摩尔吸收量达到1.22 mol,同时温度的升高不利于四乙烯五胺甲酸盐离子液体对CO_2的吸收。合成多胺类离子液体水溶液对CO、N_2无吸收作用。在对模拟的CO-CO_2混合气体吸收实验中,多胺类离子液体对CO_2具有选择吸收作用。其中四乙烯五胺甲酸盐离子液体对CO_2摩尔吸收量最高,能够达到0.51 mol。     

碱液面上CO_2平衡分压的研究

当用Na_2cCO_3溶液吸收CO_2以制取NaHCO_3时,或用天然碱液(含有Na_2CO_3,NaHCO_3,NaC1,Na_2SO_4等盐的溶液)来吸收CO_2以便使Na_2CO_3与其它盐类分离时,碱液面上的CO_2平衡分压是一个关键性的数据;因为它决定着在—定的条件下(气体中CO_2的分压,温度,液相组成等。)Na_2CO_3转变成NaHCO_3的最大可能程度,以及用碱液吸收CO_2的速度,因此,研究在各种不同条件下碱液面上的CO_2平衡分压便具有很大的实际意义。当用Na_2CO_3溶液吸收CO_2时,发生如下的反应     

黑麦秸秆对土壤中无机氮转化和N_2O、CO_2释放的影响

在欧美国家,黑麦秸秆经常作为有机肥或农业废弃物而归还到农田中。本研究通过培养试验探讨了添加黑麦秸秆对土壤中无机氮的形态转化和N_2O、CO_2释放的影响。研究结果表明,黑麦秸秆的添加量及培养时间对土壤中N_2O、和CO_2释放量、N_2O/CO_2比值和无机氮形态转化均有明显影响。添加的黑麦秸秆越多,培养2周后土壤中的NH_4-N越多,释放的N_2O则越少。N_2O/CO_2比值与黑麦秸秆添加量呈极显著的负相关,与培养时间(T)的函数关系(达到极显著的负相关)则呈对数形式:(N_2O/CO_2)=a b·lnT。     

用化学共沉淀法制备Ag-W复合粉

用氢还原Ag_2WO_4制得的Ag-W复合粉烧结的Ag-W电接触合金由于晶粒细和成分均匀,能提高合金的抗熔焊性和电腐蚀性能。本文研究了Ag_2WO_4-Ag_2CO_3共沉淀的生成条件及还原工艺对所得Ag-W复合粉性能的影响,证明:AgNO_3溶液的pH值和共沉淀时Na_2CO_3的加入量影响共沉淀料的Ag含量;反应温度,特别是二阶段还原的温度和时间决定了复合粉的费氏平均粒度。     

基于Ag_2WO_4光催化材料的第一性原理计算

通过第一性原理密度泛函理论计算Ag_2WO_4光催化剂的能带结构、态密度和光生载流子的有效质量.结果表明,Ag_2WO_4为带隙1.84eV的直接带隙半导体,对光吸收过程很有利;Ag_2WO_4的光生载流子具有较小的有效质量,且光生电子与空穴的有效质量具有较大的差异性,极大地促进了光生电子和空穴的有效分离、转移,使Ag_2WO_4具有较高的光催化活性.     

C@ZnFe2O4/Ag3PO4复合材料的可见光催化性能研究

以具有碳纤维原始结构的C@ZnFe_2O_4为前驱体材料,利用沉淀法将其与Ag_3PO_4进行不同比例复合制得C@ZnFe_2O_4/Ag_3PO_4三元复合物.利用XRD、FESEM、XPS、UV-Vis DRS、PL等测试手段对合成样品进行表征,并测试了其可见光催化性能.结果表明,C@ZnFe_2O_4的引入能够显著提高Ag_3PO_4的光催化性能及稳定性,其中CZ-AP1样品对亚甲基蓝(MB)具有最佳的去除能力,经过4次循环测试后仍能保持85%的去除效率,这主要是由于碳纤维、ZnFe_2O_4和Ag_3PO_4三者之间的协同作用,有效增强了Ag_3PO_4对可见光的吸收及实现了光生电子-空穴对的有效分离.     

催化热钾碱液吸收CO_2的机理研究

采用搅拌反应器研究了V_2O_5在热钾碱液中的催化机理。实验结果表明:当V_2O_5浓度≤0.15M时,CO_2在热钾碱液中的吸收机理为拟一级反应;V_2O_5为均相催化剂。对几种催化剂与CO_2发生拟一级平行反应的情况提出了计算吸收速率的简便近似方法。在50℃、0.1013 MPa时,采用滞流射流装置求出了催化热钾碱液吸收CO_2的拟一级反应速率常数k_1、CO_2的物理溶解度C及CO_2的液相扩散系数D_A。     

原位阳离子交换法合成2D/0D SnS_2/Ag_2S异质结光催化剂及其还原Cr(Ⅵ)性能

将SnCl_4·5H_2O和硫脲反应,运用一步水热法合成了六边形结构的SnS_2纳米片.以SnS_2为前躯体,将不同浓度的AgNO_3水溶液加入到SnS_2分散溶液中,通过阳离子交换法成功合成了2D/0D SnS_2/Ag_2S异质结光催化剂.采用XRD,XPS,SEM,TEM等对催化剂进行了表征,通过可见光下还原Cr(Ⅵ)来评价SnS_2/Ag_2S异质结催化剂的催化活性.结果表明:在可见光照射2 h后,与纯相SnS_2相比,SnS_2/Ag_2S表现出明显增强的光催化活性,当AgNO_3浓度为0.8 mmol·L~(-1)时,样品表现出最佳的Cr(Ⅵ)还原性能.     

溴代N-丁基吡啶离子液体的合成及吸收CO_2性能研究

以吡啶、溴代正丁烷为原料合成了溴代N-丁基吡啶离子液体([bpy]Br),使用红外光谱、核磁共振氢谱分析方法对产物结构进行了表征。运用热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)对离子液体的热稳定性进行测定,结果表明离子液体[bpy]Br的液态温度为99.3~238.0℃。实验研究了离子液体[bpy]Br对CO_2的吸收性能和离子液体再生后对CO_2的吸收负荷。结果表明:随着离子液体[bpy]Br质量分数的增加,离子液体吸收CO_2的负荷增加;随着吸收温度的升高,离子液体吸收CO_2的负荷减少;随着通入CO_2流量的增加,离子液体吸收CO_2达到饱和的时间缩短。离子液体再生后对CO_2的吸收性能基本不变。