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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李玉佩 王晓静 赵君 李发堂
设计了g-C_3N_4基纳米复合物的制备、表征及其光催化性能分析的科学研究型综合实验。通过简单的一步煅烧法合成了α-Fe_2O_3/g-C_3N_4纳米复合光催化剂;采用X射线衍射、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱等对其结构和性质进行了分析和表征;在模拟可见光照射下,通过测试模型污染物罗丹明B(Rhodamine-B,RhB)的降解程度来考察其光催化性能。实验设计简单易行,涵盖了材料的合成、表征及光催化性能评价等多个知识点,便于学生了解光催化领域的学术前沿,掌握纳米复合材料的制备方法,熟悉大型仪器的使用步骤,同时有助于增强学生的科研创新意识,培养学生的综合实践能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王有和 陈洁 王慧敏 丁金娜 孙洪满 阎子峰
利用多孔材料的吸附扩散性能与半导体材料的光催化性能的协同效应处理水体污染技术是当前的研究热点之一。首先，以正硅酸四乙酯为硅源，经水解、离心自组装制备的蛋白石结构SiO2胶晶为硬模板剂，单氰胺为前驱体制备了反蛋白石结构多孔g-C_3N_4材料；其次，利用XRD、SEM、TEM以及氮气吸-脱附等手段对产物进行了表征；最后，以罗丹明B(RhB)为模拟污染物对样品进行光催化降解性能测试，并提出了其光催化作用机理。结果表明：所制备的三维有序大孔g-C_3N_4样品具有典型的反蛋白石结构形貌；与块状g-C_3N_4相比，最优原料配比条件下所得反蛋白石结构多孔g-C_3N_4样品（IOCN-1.0）的比表面积和催化降解RhB的效率均明显提升。该综合实验操作简单且安全高效，不但能锻炼学生的综合实践动手能力，还能培养学生的科研意识和创新思维。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
苏佩东 乔雅君 李艳鑫 侯嫔 郭鑫蕾 牟勇霖 张春晖
该研究通过球磨法将树脂颗粒嵌到石墨相氮化碳（g-C_3N_4）层状结构内，制备具有高效、稳定光催化性能的球磨改性间苯二酚-甲醛树脂-g-C_3N_4复合催化剂。具体研究了水热反应条件、球磨速度、球磨时间等对催化剂在纯水体系中、可见光条件下产过氧化氢（H_2O_2）的性能的影响。通过扫描电镜、X射线衍射、BET孔径测试分析等表征手段，分别探究了球磨过程中树脂和g-C_3N_4的微观结构、晶体组成和孔隙结构变化。结合电化学阻抗谱测试，揭示了间苯二酚-甲醛树脂-g-C_3N_4复合光催化剂在纯水体系、氧气饱和条件下制备H_2O_2的机理。实验有助于培养本科生及研究生的实验设计思维和操作能力，激发学生的科研兴趣，提升其解决实际环境问题的能力。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
董悦 袁炳楠 姬晓迪 郭明辉
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
苏佩东 乔雅君 李艳鑫 侯嫔 郭鑫蕾 牟勇霖 张春晖
该研究通过球磨法将树脂颗粒嵌到石墨相氮化碳（g-C_(3)N_(4)）层状结构内，制备具有高效、稳定光催化性能的球磨改性间苯二酚-甲醛（RF）树脂-g-C_(3)N_(4)复合催化剂。具体研究了水热反应条件、球磨速度、球磨时间等对催化剂在纯水体系中、可见光条件下产过氧化氢（H_(2)O_(2)）的性能的影响。通过扫描电镜、X射线衍射、BET孔径测试分析等表征手段，分别探究了球磨过程中树脂和g-C_(3)N_(4)的微观结构、晶体组成和孔隙结构变化。结合电化学阻抗谱测试，揭示了RF树脂-g-C_(3)N_(4)复合光催化剂在纯水体系、氧气饱和条件下制备H_(2)O_(2)的机理。实验有助于培养本科生及研究生的实验设计思维和操作能力，激发学生的科研兴趣，提升其解决实际环境问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗海健 苏闯建 魏熙宇 柯丁宁 孙飞云
压电催化是由压电晶体的应力诱导电效应驱动的催化过程。为进一步提高压电材料的压电催化性能，对制备铁酸铋压电材料Bi2Fe4O9的传统水热法进行了优化改进，并探索了其压电催化降解性能及相关机理。利用XRD、SEM、XPS等表征手段分析了Bi2Fe4O9样品的形貌尺寸和元素分布，利用FPM、压电瞬间电流等测试了其压电性能，以罗丹明B模拟废水考察了基于Bi2Fe4O9压电催化的高级氧化体系。结果表明，通过改进水热法制备的Bi2Fe4O9样品是具有光滑表面、单分散性、平均尺寸为910 nm×82 nm的薄片状形态纳米片结构。XRD及XPS结果表明，Bi2Fe4O9样品纯度高，且Bi、Fe、O元素均匀分布。PFM及压电电流测试发现，Bi2Fe4O9纳米片具有很好的压电催化性能。超声波空化诱导Bi2Fe4O9纳米片压电催化S2O82–体系(US/Bi2Fe4O9/S2O82–)的罗丹明B（Rh B）去除率达97.8%，表明超声活化压电和压电催化多场耦合系统具有显著的协同促进作用。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李俊叶 刘爽 季志文
分别利用四异丙醇钛、三乙胺和三聚氰胺制备TiO_2和g-C_3N_4,结合两者制备不同复合比与焙烧温度条件下的g-C_3N_4/TiO_2粉体样品,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等研究样品表征。以靛蓝类染料模拟废水、偶氮染料4BS、三苯甲烷类染料模拟废水和某印刷厂排放的印染废水为光催化降解对象,研究样品复合比与焙烧温度、光照时间与强度、印染废水初始化学需氧量(COD)值等因素对印染废水降解、COD去除率以及色度脱色率的影响。研究结果显示:光催化复合材料样品为锐钛矿相和金红石相组成的混合晶型;当样品复合比与焙烧温度分别为1.0和350℃时,光催化降解印染废水效果最好,不仅能够确保COD去除率较为稳定,且具有较高重复利用率和稳定性;光照时间越长、光照强度越高,样品COD去除率与色度脱色率越高,且印染废水初始COD值越高,样品COD去除率越低。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
苏然 王晓静 赵君 李发堂
将高分散纳米材料制备技术引入研究型实验教学中,设计了基于简单水热法制备高分散纳米BaTiO3的综合实验,利用X射线衍射、透射电子显微镜等对材料进行组成与结构的表征;并以模拟太阳光下罗丹明B的降解评价其催化活性。该实验包含了纳米材料的制备、光催化、及材料测试表征等知识点,有利于提高学生的综合实践能力,开发学生的创新潜力。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
陈冉 王小凤 谭乐乐 肖妮 陈金毅
采用液相还原法在制备Cu_(2)O的前驱体中加入LDH/Fe_(3)O_(4)制备出LDH/Fe_(3)O_(4)@Cu_(2)O复合材料，将其对盐酸四环素废水进行光催化降解，研究了催化剂的投加量、光照强度、pH值和共存离子对LDH/Fe_(3)O_(4)@Cu_(2)O复合材料光催化性能的影响，分析了光催化过程中起主要作用的活性基团。结果表明，制备出的LDH/Fe_(3)O_(4)@Cu_(2)O复合材料具有较好的光催化性能，与单纯Cu_(2)O相比，复合材料能够提高光催化降解的速率和效果。光催化降解盐酸四环素的最佳条件：催化剂的投加量为0.1g/L、光照强度为500W、pH值为10，对50mg/L盐酸四环素的降解效率达到95.2%。溶液中存在阴离子Cl~(-)和HCO_(3)~(-)时会降低光催化效率，自由基抑制实验证实光催化过程中·O_(2)~(-)起主要作用。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
石炜 刘辉 戴珂 杨子欣 陈浩
制备了不同复合比例的ｇ－Ｃ３Ｎ４／ＣｄＭｏｏ４纳米片状复合光催化材料（ＣＮ－ＣＭｏ）。通过ＳＥＭ、ＴＥＭＥｄＳ、ＸＲｄ、ＦＴ－ＩＲ、ｄＲＳ等方法对复合材料ＣＮ－ＣＭｏ的晶体结构、形貌特点、光吸收能力、化学键合情况等进行表征。ＣＮ－ＣＭｏ在可见光下对磺胺噻唑光降解性能的研究结果表明，磺胺噻唑的光降解反应具备表观一级动力学的特点，且降解反应速率常数分别为ｇ－Ｃ３Ｎ４及ＣｄＭｏｏ４材料的３倍和１０倍。光催化降解机制的研究表明，ＣＮ－ＣＭｏ光催化活性提高的原因在于ｇ－Ｃ３Ｎ４和ＣｄＭｏｏ４复合后材料中电子与空穴更容易分离；同时，考察光催化过程中催化剂的投加量对光催化活性的影响，发现ＣＮ－ＣＭｏ在质量浓．．．
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
石炜 刘辉 戴珂 杨子欣 陈浩
制备了不同复合比例的g-C3N4/CdMoO4纳米片状复合光催化材料(CN-CMO)。通过SEM、TEMEDS、XRD、FT-IR、DRS等方法对复合材料CN-CMO的晶体结构、形貌特点、光吸收能力、化学键合情况等进行表征。CN-CMO在可见光下对磺胺噻唑光降解性能的研究结果表明,磺胺噻唑的光降解反应具备表观一级动力学的特点,且降解反应速率常数分别为g-C3N4及CdMoO4材料的3倍和10倍。光催化降解机制的研究表明,CN-CMO光催化活性提高的原因在于g-C3N4和CdMoO4复合后材料中电子与空穴更容易分离;同时,考察光催化过程中催化剂的投加量对光催化活性的影响,发现CN-CMO在质量浓...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
郑丹丹 李仪鑫 毕进红 方元行
基于前沿课题和研究基础，设计了探究微观形貌调控对氮化碳（g-CN）光催化性能影响的化学综合创新实验。该实验涉及纳米片、纳米棒和纳米球形貌的g-CN材料制备，光催化降解甲基蓝染料性能测试的基本实验操作，以及利用XRD、FT-IR、SEM和紫外-可见分光光度计等仪器表征材料的结构和形貌，并使用Origin软件对数据进行处理和分析等。涵盖了半导体理论、光化学与催化反应以及材料的分子结构、晶体结构和微观结构分析等学科知识点。实验结果表明，g-CN纳米球的光降解性能最优，其对甲基蓝的降解率可达94.5%。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李青 汤林 文瑞之
应用超临界流体干燥技术,采用溶胶-凝胶法制备了掺铁的纳米TiO2粉体材料,使用TG-TDA、XRD、激光粒度分析仪、扫描电镜对粉体进行表征.通过甲基橙溶液光催化降解实验,发现掺入质量分数为0.05%Fe的TiO2比纯TiO2催化效率提高了1.58倍.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
柳娜 许杰 王非 薛冰
以La_2O_3/MCM-22催化甲苯烷基化合成对二甲苯(PX)的研究过程为基础,设计了化工类专业综合实验。实验内容包括:通过浸渍法制备La_2O_3/MCM-22催化剂;通过N_2吸附脱附、XRD、吡啶吸附FT-IR和NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)等手段表征催化剂性能;通过固定床反应器上甲苯烷基化合成PX反应评价催化剂。该实验原料易得,操作简单,结果规律性明显,涵盖知识点丰富。通过该实验的训练,学生可以将化学、化工热力学、反应工程、化工工艺等课程知识连点成线,融会贯通,显著提升解决复杂化学工程问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
栾吉梅 刘馨 姜鹏 孙德帅 方龙 张晓东
该文设计了包含纳米二氧化钛制备方法、应用评价、结构表征及小试应用的光催化综合实验。该实验采用溶胶-凝胶法和沉淀-浸渍法制备了纳米二氧化钛，通过降解模拟染料废水评价了其光催化活性，利用扫描电子显微镜、比表面分析仪、X射线衍射仪对其进行了表征，通过对比小试实验体会了“放大效应”及相关工程参数带来的影响。该实验融合了多门学科知识，使学生知识体系更加完整、创新能力得到增强、科学素养得到提升。
关键词：
综合实验 实验设计 纳米二氧化钛 光催化
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