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[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] 实验技术与管理
[作者]
罗金 周训富 宁小媚 占亮 吴志军 周小松
基于前沿科研成果设计实施了一个综合探究实验——制备Z-型Fe OOH/ZnIn_2S_4复合光催化材料，研究其在可见光下去除废水中四环素污染物的效率。通过该实验，学生既能了解太阳能驱动的半导体光催化净水技术领域的前沿知识、拓宽视野、激发科研热情，也能掌握纳米材料的制备、表征等基本实验技能，增强解决实际问题能力，提升科研探究兴趣。
关键词：
硫铟锌 羟基氧化铁 复合材料 光降解
[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]
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] 南京农业大学学报
[作者]
王若莹 朱鹏伟 刘嘉迪 任竹娟 王帅帅 娄子阳 吴华
[目的]本文旨在利用从饮水机中回收的椰壳炭，将其进行处理后合成椰壳炭负载的铁钴双金属复合材料，并应用于催化过一硫酸盐（PMS）降解四环素的研究。[方法]利用扫描电镜、X-射线电子能谱、红外光谱、和X-射线粉末衍射等对所制备材料的微观结构进行表征。通过对比不同条件下降解盐酸四环素的性能，寻找最佳条件。结合自由基淬灭实验及EPR分析推断降解机理。[结果]表征结果证实了基于椰壳炭负载双金属复合材料的成功合成。实验条件在初始pH5、PMS浓度为0.75 mmol·L~(-1)、催化剂加入量为0.2 g·L~(-1)时，降解效果最佳。反应40 min后，盐酸四环素去除率大于92.5%。[结论]本研究成功合成了椰壳炭负载的铁钴双金属MOFs材料，用于催化PMS降解盐酸四环素时活性强、速度快、受腐殖酸影响小，具有优异的催化性能，在环境修复领域中具有广阔的应用前景。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
程秋实 李永前 陈学敏 李发堂
该文设计了基于低温水浴法制备NiFe_2O_4/BiOCl复合光催化剂的综合实验,通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜等对样品进行了物相及形貌分析,并以可见光下甲基橙(MO)的降解程度评价其光催化活性。结果表明,当NiFe_2O_4质量百分数为2%时,所得复合纳米材料的光催化活性最优,甲基橙在105 min时降解率达到了80.62%。该实验设计简单,涵盖了复合材料的合成、测试表征及光催化性能评价等知识点,便于学生理解材料结构与性能的关系,同时能够提升学生的科研创新意识和综合实践能力。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
吕志强 马燚 贾闪闪 卿彦 李蕾 陈洋羊 吴义强
【目的】光催化氧化法被认为是去除室内空气中甲醛最有效的方法之一。二氧化钛（TiO_2）作为经典光催化半导体，因具有物理化学性质稳定、无毒无害的优点被广泛关注，但由于TiO_2的吸附能力低、聚集倾向强，限制了其应用。本研究旨在解决TiO_2吸附能力弱、易团聚使其比表面积减小的问题。【方法】以杨木为基底，采用水热法在其表面负载二氧化钛制备得到TiO_2/木材复合材料，探讨不同TiO_2溶液浓度对TiO_2/木材复合材料光催化降解甲醛性能的影响。【结果】与不同基底对比，木材的多孔结构及丰富的官能团能使TiO_2与木材间具有更好的结合力，使其具有优越的机械稳定性。锚定在木材上的TiO_2以锐钛矿型为主并带有少量的金红石型。随着TiO_2溶液浓度的增大，TiO_2/木材复合材料的光催化降解甲醛性能呈现先增大后减小的趋势。当配置制备的TiO_2溶液浓度为0.1 mol/L时，尺寸大小为500 nm～1μm的球状纳米颗粒在木材表面均匀分散且不团聚，此时在2 h紫外-可见光照射下，TiO_2/木材复合材料光催化降解甲醛效率是38.47%,50 min内的光催化反应速率常数为0.009 3 min-1，在反复5次循环使用后，仍有30.12%的降解率。【结论】将光催化剂与木材复合，具有以下优势：光催化剂稳定性高，利用木材表面丰富的羟基官能团，让光催化剂在木材表面均匀生长，不易脱落；光催化剂活性提高，利用木材的三维多孔结构，赋予光催化剂较高的比表面积，使光与反应物充分接触，促进溢出气体的扩散。这将对降低室内甲醛污染、营造健康安全人居环境具有重要意义。
[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] 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]
孙志明 胡小龙
根据矿物材料学的学科交叉特点,设计了以天然海泡石为载体制备纳米Ti O2/海泡石光催化复合材料及其甲醛降解性能的研究型综合教学实验。结合XRD、BET、SEM和TEM等手段对样品的物相组成、孔结构特性及微观形貌进行检测分析,并基于光声光谱技术对复合材料甲醛吸附-降解性能进行评价,启发学生对材料制备-结构-性能三者关系的思考。实践结果表明:该实验有助于学生了解矿物材料加工技术研究前沿,既能提高学生的科研热情与兴趣,又可以促进学生综合实践、创新应用和独立思考的能力,进而有利于提升教学质量。
关键词：
海泡石 光催化 甲醛降解 教学实验
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
王晓雯 左雅敏 王燕
基于密度泛函理论的超软赝势第一性原理计算方法,该文提出了一种新型P-3m1相二维As_2O_3,并研究其结构稳定性,电子结构和光催化性质.计算结果显示,二维As_2O_3具备较好的稳定性,并具有1.04 eV的间接能隙.基于形变势理论进一步计算了As_2O_3的载流子迁移率,发现其电子和空穴的迁移率表现出明显的各向异性,沿armchair和zigzag方向的电子/空穴迁移率分别为1259.91/115.41 cm~2·V~(-1)·s~(-1)和1254.21/36.12 cm~2·V~(-1)·s~(-1),这说明As_2O_3具备很低的电子-空穴复合率,拥有较高的光催化活性.对比标准氢电极的氧化还原势发现,二维As_2O_3具备2.57 eV的氧化势能,能够光催化水裂解出O_3, O_2和H_2O_2等.此外,二维As_2O_3对可见光和紫外光表现出强烈的吸收效果,吸收系数高达10~5 cm~(-1).这表明二维As_2O_3在纳米电子器件和光催化领域有着潜在的应用前景.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
顾修全 何容
采用简单沉淀法制备Ag_3PO_4、Ag_3PO_4/Co_3O_4异质结光催化剂,并研究两者的比例对异质结型光催化剂性能的影响。研究发现:加入Co_3O_4不会显著增强Ag_3PO_4的光催化活性;只有当Co_3O_4与Ag_3PO_4的摩尔比为1∶5时,其光催化性能最佳。此外,活性基团实验也表明:空穴在罗丹明B的光降解过程中发挥主要作用。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王洪艳 杜官本 郑荣波
采用空气介质阻挡放电(DBD)冷离子体处理云南松木材表面,然后浸泡在带有负电荷的Fe3O4纳米材料溶液中,研究了不同沉积次数对松木表面Fe3O4纳米材料沉积量的影响。采用扫描电镜和红外光谱测试了沉积5次的松木表面的形貌和化学成分变化,并测试其电磁屏蔽效果。结果表明:经空气DBD冷等离子体处理后的松木表面可以沉积Fe3O4纳米材料,松木表面Fe3O4纳米材料的沉积量与沉积次数有关,本研究中沉积5次,每次20 min,效果较好,沉积了Fe3O4纳米材料的松木具有明显的电磁屏蔽效果。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
肖罗喜 袁光明 何霄
通过偶联剂ＫＨ５５０改性纳米Ａｌ＿２Ｏ＿３后加入到木纤维中，再与ＰＰ进行混炼，热压成型，制得复合材料。测试其力学性能并利用红外、扫描电镜进行表征。分析表明ＫＨ５５０能够很好地改性纳米Ａｌ＿２Ｏ＿３，添加纳米Ａｌ＿２Ｏ＿３改善了ＰＰ和木纤维之间的界面相容性，宏观上表现为力学性能提高。当纳米Ａｌ＿２Ｏ＿３添加质量分数为５％时，复合材料的力学性能提升最大，其弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别是４３．７９ ＭＰＡ，３８１７ ＭＰＡ，７．５１５ ＫＪ·Ｍ２，对比未添加纳米粒子的复合材料分别提升５５％、３４％、２１％。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
谭海燕 孟泽 冯翰林 胡卫兵 吴得勇 谭学才
采用溶剂热法合成了MIL-53(Al),以此为载体负载TiO_2制备得到TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂用于污水中次甲基蓝的催化降解研究,并与传统载体材料Al_2O_3负载的TiO_2催化剂的光催化效果进行比较。样品通过热重-差热扫描量热(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附等方法进行表征。采用光度吸收法分析污水中次甲基蓝的降解率,结果显示,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对次甲基蓝的光催化降解率达到98.6%,而TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解率只有70.3%,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对污水中次甲基蓝的降解去除能力明显优于TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解去除能力。
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