【摘 要】
：
工业化导致的能源短缺和环境污染问题已经引起了全球的关注。作为全球能源消耗量第一的中国,解决以上两大问题更是迫在眉睫。半导体光催化技术自上世纪70年代开创以来,经过了世界各国科研工作者的不懈努力,对能源短缺与环境污染问题的改善及治理初见成效。但由于TiO2、ZnO为首的传统光催化剂具有较宽的带隙,对太阳光中可见与红外光波段的利用效率较低,大大制约了其发展应用。于是,对于新型半导体催化剂的探索在所难免
论文部分内容阅读
工业化导致的能源短缺和环境污染问题已经引起了全球的关注。作为全球能源消耗量第一的中国,解决以上两大问题更是迫在眉睫。半导体光催化技术自上世纪70年代开创以来,经过了世界各国科研工作者的不懈努力,对能源短缺与环境污染问题的改善及治理初见成效。但由于TiO2、ZnO为首的传统光催化剂具有较宽的带隙,对太阳光中可见与红外光波段的利用效率较低,大大制约了其发展应用。于是,对于新型半导体催化剂的探索在所难免。近年来,铋系半导体因为其较窄的带隙与更强的降解污染物的能力逐渐进入人们的视野。硅酸铋,作为一种非常重要的功能材料,凭借其优良的光电、声光、介电性能被广泛应用于化工、材料和国防等领域。但该材料在光催化方面研究较少,值得人们深入探究。本文通过油浴法制备了立方相硅酸铋(Bi12SiO20)花状微粒,利用两步光照法使Bi和Bi2O2CO3原位生长在Bi12SiO20表面,最终合成了Bi/Bi2O2CO3/Bi12SiO20（Bi/BOC/BSO）三元复合材料。与纯相Bi12SiO20样品相比,Bi/BOC/BSO复合材料的异质结结构表现出更为良好的光催化活性。在模拟阳光下,复合物对罗丹明B（Rh B）和盐酸四环素（TC）的光催化降解速率分别提升了12倍和3.3倍。同时,复合样品在光催化反应中表现出良好的重复稳定性。捕获剂实验表明·O2-与h+在有机污染物的降解中起主要作用。结合相关实验结论,Bi/BOC/BSO催化活性的增强归因于异质结结构形成与表面等离子体共振（SPR）效应。此外,两步光照法可能为改善Bi基光催化剂的光催化性能提供了一条新的途径。为了探究对不同催化剂的多种改性手段,本文用水热法制备了正交相纳米片状硅酸铋（Bi2SiO5）,并利用原位沉积和光还原的方法成功合成Ag/AgBr/Bi2SiO5三元复合材料。通过SEM观察出Bi2SiO5的存在有效防止了AgBr的团聚。复合物在模拟太阳光下降解污染物中表现出更优异的光催化活性。其中最优比例的样品在降解Rh B与TC的降解速率分别为纯相Bi2SiO5样品的5.4倍和4.6倍,并且其对应的矿化率也相应提升了2.4倍与2.1倍。此外,异质结间电荷的转移增强了复合物的光催化稳定性。最终,我们确定了一个可能的光催化增强机制,并将光催化活性的提升归因于异质结结构和SPR效应的协同效应。
其他文献
自由基分子是具有不成对电子的原子、分子或离子,也被称为开壳化合物,其与合成化学、结构化学和功能材料化学密切相关。开壳自由基化学性质十分活泼,具有反应活性高、不稳定和寿命短的特点。因此,设计合成新的化学性质稳定的发光自由基成为一个非常具有挑战性的课题。此外,超分子自由基化学作为传统的超分子化学和自由基化学的前沿交叉学科领域而兴起,且该领域在近年来蓬勃发展,成为传统的超分子化学与自由基化学领域的前沿研
集体运动在自然界和人类社会中广泛存在,从宏观上鱼群,鸟群,各种哺乳动物的大规模迁徙,人群中都有相应的群体运动行为,到微观上细菌的繁衍以及细胞的定向运动。不同于生物学家对具体物种的案例研究分析,物理学家更倾向于通过建立简化的模型来捕捉不同群体背后所存在的一般图像,得到普适的物理规律。描述集体运动的经典Vicsek模型,在很大程度上促进了我们对集体运动的认识。这个模型用简单明了的规则定义了个体间的相互
可拉伸的超分子凝胶材料已广泛应用于生命科学、材料科学、信息科学等领域。对于凝胶材料来说,其力学性能通常会在模量和伸长率之间存在平衡,一般来说,刚性结构会带来较高的拉伸强度,柔性结构能够赋予材料较大的伸长率和快速自愈功能。其中,超分子凝胶由于其良好力学性能和自愈合性能成为了近年来研究的热点,柱芳烃作为第五代大环分子具有高度对称的刚性柱状结构以及富电子空腔日益受到人们的广泛关注。然而,由于柱芳烃的位阻
细胞衰老与癌症及特发性肺纤维化（IPF）等多种年龄相关的疾病有关。清除异常积累的衰老细胞对这些疾病的治疗具有积极意义。抗衰老药物由于靶向性差在临床治疗中受到限制。基于衰老细胞β-gal活性升高的特点设计靶向β-gal的抗衰老给药系统,有望实现对衰老细胞的选择性清除,提高药物的安全性。本文以构建β-gal活化的抗衰老前药为目的,先从衰老检测探针的角度进行理论上的验证,再通过抗衰老前药探索初步建立抗衰
上转换发光,即短于激发波长的光发射,由于发射带清晰、自发荧光干扰小、化学稳定性高、光稳定性高、信噪比高、响应时间短等优势,在过去的几十年中,已经广泛应用于多种领域,在化学传感和载药治疗领域发挥尤为重要的作用。其中,上转换过程常见于双光子荧光探针和上转换纳米材料。双光子荧光使用近红外光（NIR）激发,穿透深度要高于单光子荧光,同时有效激发体积小于单光子激发,分辨率更高。而镧系元素掺杂的上转换纳米粒子
高价硫结构广泛存在于天然产物、药物以及材料分子中,其作为一种重要的药物骨架,同时也是有机合成中非常重要的中间体。因此寻求一些简便高效、绿色环保的策略构建高价硫化物将具有非常重要的意义。秉承从无机硫向有机硫转化的理念,本文从不同性质的无机亚硫酸盐出发,基于“平行氧合态引入”的策略（即反应中与硫原子连接的氧原子数保持不变）,发展了几种构建砜和磺酰胺化合物的新方法,并将其运用到重要功能分子的链接上。本论
砜是一类非常重要的药物结构,它可以调节药物分子的稳定性、脂溶性和代谢性,是药物设计开发中的重要官能团。氟原子具有较小的原子半径和较大的电负性,因此氟原子或者含氟基团的引入往往会引起伪拟效应、阻断效应、脂溶性改变等现象,从而进一步影响药物在人体内的代谢稳定性、亲脂性以及生物利用度等。近年来,科学家们发现把甲基砜的氢进行氟代会显著改善靶药物分子的亲脂性、代谢稳定性和生物效价。但是目前对于这类化合物的合
针对未来仪器分析便携化、微型化、集成化的发展趋势,应用微加工技术创建了微型全化学分析系统,其中重心领域是微芯片电泳技术（MCE）。该技术以芯片为核心,将化学、生物等领域的样品的制备、富集、衍生、分离以及检测等高效集成在微米量级的芯片操作单元平台上,是一种强大的核酸分析技术,广泛应用于化学、生物学及分子学等领域。但是,由于微流控芯片电泳光程较短、进样量比较少,导致检测灵敏度不够高。核酸放大策略可以利
中国作为重要的茶叶出产大国在世界范围内享有盛名,值得注意的是,茶树是一种含氟量很高的植物,而茶叶是积聚氟的主要部位。茶叶中的水溶性氟能经过浸泡的方式溶解于茶汤,并随着饮用进入人体,然而人体若摄入氟的量过多就会导致氟中毒,因此准确测定茶叶中氟的含量对人体健康至关重要。而荧光探针检测法因具有检测灵敏度高、选择性强以及操作便捷的优点,已经被广泛应用于氟离子的检测中。本文首先通过Heck偶联反应以及Son
化石能源在几个世纪以来都是世界上最重要的能源载体,在全球工业和科技的发展中发挥着举足轻重的作用,但化石能源过渡开采,不充分燃烧等问题促使人们需寻求更清洁,可再生的替代能源。与其它能源相比,氢能有着很高的能量密度,消耗产物仅为无污染的水,电解水产氢在大规模工业化应用中具有巨大潜力。目前电解水产氢存在着反应过电位较大的问题,需要额外的电压支持反应,这导致氢气制备效率低,能耗过高。寻找高效的电催化剂来促