陈港泉
,
胡红岩
,
李燕飞
,
李振
,
靳治良
,
钱玲
,
水碧纹
,
吕功煊
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.10.025
目的 研究壁画疱疹盐分或元素的分布规律,为病害治理提供依据.方法 使用扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)对疱疹表面的微观形貌、结构及成分进行分析.结果 SEM研究结果表明,疱疹表面被粘土质包裹,其核心部分为无机结晶盐,从部分疱疹剖面可观测到立方体或者近立方体形态的无机盐晶体.FESEM及EDS分析结果显示,大部分疱疹盐结晶的主要成分以Na、C1元素为主,少部分疱疹中含有Mg、Ca、S等元素.另外,疱疹中Na和Cl以及S和Ca元素具有良好的比例对应关系.结论 莫高窟壁画疱疹中的无机盐主要由易溶盐NaCl构成,少量疱疹还含有CaCl2、MgSO4、CaSO4等可溶盐或中溶盐.
关键词:
疱疹病害
,
盐
,
莫高窟
,
壁画
,
扫描电子显微镜
于红超
,
康海笑
,
焦正波
,
吕功煊
,
毕迎普
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60938-X
半导体光催化材料既可以利用太阳能催化分解水制氢和降解各种有机污染物，同时还可以将温室气体CO2还原成有机低碳烷烃燃料，因此光催化是解决当今能源和环境问题最理想的途径之一.然而，目前所报道的可见光光催化材料大多具有较高的光生载流子复合率和较差的可见光吸收，导致其量子效率较低.因此，开发新型高效可见光光催化材料，拓展半导体材料光谱响应范围以及促进光生电子和空穴有效分离，成为目前光催化材料研究领域急需解决的科学问题.2010年Ye等首次报道了Ag3PO4在光催化中的应用，该材料表现出优异的光催化分解水制氧及降解有机污染物性能，在光吸收波长大于420 nm时的量子效率达到90%.然而，作为一种新型光催化材料，其组成、结构和晶面等对光催化性能的影响尚不清楚.因此，我们开展了Ag3PO4半导体纳米材料的表面微观结构调控研究，创制了一系列具有特殊形貌和选择暴露晶面的Ag3PO4基可见光催化材料，其表现出独特的光催化氧化性能.例如，利用金属络合法制备了具有(100)，(110)，(111)，(221)和(332)等晶面的Ag3PO4晶体，发现通过调控其暴露晶面可进一步提高光催化性能.利用Ag纳米材料所具有的独特表面等离子体共振效应以及良好的导电性，构建了Ag/Ag3PO4核壳型纳米线、项链状Ag/Ag3PO4纳米线、项链状及均匀分布的Ag3PO4/PAN纳米复合纤维等异质光催化材料，提高了光生电子-空穴的分离效率，实现了有机污染物的高效催化氧化消除.然而，由于Ag3PO4在光催化反应过程中的稳定性较差以及成本较高，严重限制了其实际应用.因此，设计和制备具有高稳定性、低成本的Ag3PO4光催化材料成为目前急需开展的研究领域.本文以Ba3(PO4)2纳米片为模板和磷酸离子源，通过阳离子置换法一步制备了具有中空结构的Ba离子掺杂Ag3PO4光催化材料. ；光催化结果表明， Ba离子的掺杂不但可以有效提高Ag3PO4光催化活性，并且可改变降解有机污染物甲基橙(MO)和罗丹明B(RhB)的选择性，实现优先降解MO.另外，此法制备的Ag3PO4材料经重复使用多次后仍表现出较高的光催化性能.进一步研究表明， Ba离子掺杂增强了Ag3PO4的表面电负性，因而吸附具有负电性的MO能力增加，使其光催化性能提高，此外，该法还可用于制备Ba3(PO4)2/Ag3PO4复合光催化材料，当Ag3PO4含量为40%时，该复合材料具有与纯相Ag3PO4相同的光催化剂活性.由此可见，通过合理掺杂金属离子及形成复合结构可以有效提高Ag3PO4光催化材料的活性和稳定性，降低Ag3PO4用量，这对Ag3PO4光催化材料的设计与改进具有一定指导意义.
关键词:
光催化
,
磷酸银
,
中空纳米片
,
钡掺杂
潘高峰
,
李越湘
,
彭绍琴
,
吕功煊
,
李树本
功能材料
通过煅烧硫酸钛与氨水水解沉淀物制备氮掺杂TiO2(N-TiO2),用浸渍法制备了铍、氮共掺杂TiO2光催化剂(Be-N-TiO2).通过可见光光还原沉积法载铂,以可见光(λ≥420nm)光催化制氢为探针反应考察了催化剂的活性,发现当煅烧温度为300℃,Be2+的掺杂量为1.5%(原子分数)时,制备的Pt/Be-N-TiO2制H2活性最高.通过XRD、DRS、FT-IR等手段对掺杂催化剂进行了表征,N掺杂可在TiO2中形成O-Ti-N键,使其具有可见光吸收能力;掺入Be2+可以有效的分离光生电子和空穴,减少了两者的复合,同时能够消除由于氮掺杂引入的氧空位,使共掺杂催化剂相对于单一的N-TiO2具有较高的可见光制H2活性.
关键词:
光催化
,
铍、氮共掺杂
,
TiO2
,
可见光
,
制氢
唐利锋
,
李越湘
,
彭绍琴
,
吕功煊
,
李树本
功能材料
以硫酸镉(CdSO4·8/3H2O)和硫代乙酰胺(TAA)为镉源和硫源,乙二胺(EDA)为络合剂,乙醇为溶剂,通过溶剂热法制备了纳米CdS光催化剂.采用XRD、BET、SEM、UV-Vis等方法对光催化剂进行了表征.以甲酸水溶液的可见光催化制氢反应为探针,考查了乙二胺加入量、反应温度、Pt负载量对催化剂活性的影响.结果表明,当加入的乙二胺和Cd(2+)摩尔比为1.5:1.0,反应温度为150℃,Pt负载量为0.15%(质量分数)时,催化剂的活性最高.
关键词:
硫化镉
,
溶剂热
,
光催化
,
制氢
,
络合剂
杜娟
,
李越湘
,
彭绍琴
,
吕功煊
,
李树本
功能材料
以硫化钠和硫代乙酰胺为硫源,用水热和溶剂热方法制备了不同粒径的纳米硫化镉半导体光催化剂.借助X射线衍射(XRD),UV-Vis漫反射对CdS催化剂进行了表征.以甲酸水溶液的光催化制氢反应为探针,评价了不同合成方法对催化剂活性的影响;用电化学方法测定了CdS光腐蚀程度.结果表明,反应物、溶剂与温度等都可影响CdS晶型与结晶度,导致其光催化活性差异;CdS光腐蚀性与其晶型有关,并随结晶度的提高显著降低,这说明通过控制合适的条件可制备高活性低腐蚀的CdS.
关键词:
水热法
,
溶剂热法
,
CdS
,
制氢
,
光腐蚀
张伟
,
彭绍琴
,
李越湘
,
吕功煊
,
李树本
功能材料
用光还原方法制备了负载Cu的光催化剂Cu-TiO2,用染料Rose bengal敏化Cu-TiO2制备了具有可见光活性的Rose bengal-Cu-TiO2光催化剂,通过可见光(λ≥420nm)下分解水制氢考察了催化剂的活性,利用XRD、UV-vis吸收光谱对样品进行了表征.结果表明:载Cu增强了TiO2对可见光的吸收,Cu负载量对催化剂活性有一定的影响,Cu的最佳负载量为5%(质量分数).Cu的负载也增加了TiO2对染料的吸附,从而提高了TiO2对可见光的吸收和光催化活性.
关键词:
染料敏化
,
二氧化钛
,
负载Cu
,
制氢
郭苗苗
,
李越湘
,
彭绍琴
,
吕功煊
,
李树本
功能材料
通过Fe3+分别把3种吨染料(xanthene)曙红Y(Eosin Y)、藻红B(Erythrosin B)、虎红(Rose-bengal)固定在TiO2表面制备xanthene-Fe3+-TiO2敏化催化剂.在可见光(λ≥420nm)下,以三乙醇胺为电子给体,3种xanthene-Fe3+-TiO2放氢活性明显高于Fe3+偶联前xanthene-TiO2.UV-vis吸收表征表明3种xanthene-Fe3+-TiO2在可见光的吸收比xanthene-TiO2更强.吸附实验和FTIR表征显示Fe3+均增加3种吨染料在TiO2的吸附量和吸附强度.因而,Fe3+偶联的光催化剂活性大大提高.讨论了吨染料结构对敏化TiO2催化荆活性的影响.
关键词:
吨染料
,
敏化
,
二氧化钛
,
Fe3+偶联
,
光催化制氢
彭绍琴
,
李凤丽
,
李越湘
,
吕功煊
,
李树本
功能材料
采用溶胶-凝胶法和溶胶-凝胶浸渍法制备了纯的和Gd3+掺杂的纳米TiO2,并利用XRD,电化学, PL光谱和UV-vis漫反射光谱等手段对样品进行了表征.考察了焙烧温度和Gd3+掺杂量对TiO2在紫外光照射下光催化分解水制氢活性的影响.结果发现Gd3+的掺入提高了TiO2光解水制氢活性,并且用溶胶-凝胶浸渍法制备的Gd3+掺杂TiO2光催化剂的活性优于用溶胶-凝胶法制备的光催化剂活性,Gd3+的最佳掺杂量为0.5%(质量分数),催化剂的最佳煅烧温度为500℃.Gd3+的掺入阻止了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,抑制了晶粒的生长,在紫外区的光吸收能力增强,电子-空穴对的分离效率提高,从而提高了TiO2光催化分解水制氢活性.
关键词:
二氧化钛
,
光催化
,
钆
,
掺杂
,
制氢
宋爱英
,
吕功煊
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60091-7|
采用浸渍法制备了M/Al2O3-CeO2(M = Pt-Ru, Ru, Pt)催化剂,并将其用于甲胺的催化湿式氧化反应(CWAO)。结果表明, Pt-Ru/Al2O3-CeO2具有最佳活性和选择性。运用程序升温还原、X射线光电子能谱、X射线衍射、透射电子显微镜、N2吸附和CO化学吸附等技术对催化剂的物化性质进行了表征。 Pt组分的引入可有效提高双金属催化剂活性组分的分散度,从而明显提高了其催化性能。升降温过程中总有机碳(TOC)转化率与N2选择性迟滞效应表明,甲胺CWAO遵循化学吸附-脱附机理。
关键词:
分散度
,
迟滞效应
,
铂
,
钌
,
催化湿法氧化
,
甲胺
