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可见光辐射下新型可循环石墨烯-铁酸铋杂化催化剂高效光催化降解氨氮

邹丛阳 , 刘守清 , 申哲民 , 张园 , 蒋妮姗 , 纪文超

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(17)62752-9

近年来,本课题组利用简单的一步水热法,将石墨烯和铁酸锰、铁酸镍进行掺杂,先后制备出石墨烯铁酸锰和活性炭铁酸镍纳米光催化材料,并发现在可见光辐射作用下,这两种光催化剂均能利用可见光能量催化分解过氧化氢产生活性因子,从而有效地降解氨.基于此,本文采用简单的水热法成功制备出新型的高效多相石墨烯铁酸铋(rG-BiFeO3)催化剂,并尝试在不添加H2O2的条件下进行光降解氨氮实验.结果表明,该复合光催化剂仍可接受可见光辐射,在rG和BiFeO3的协同作用下高效地光分解氨氮.由X射线衍射结果计算出rG-BiFeO3的平均粒径约为18.5 nm.通过清晰的rG-BiFeO3的透射电镜图可以观察到,BiFeO3纳米颗粒物较均匀地分散在rG的二维表面上.对比BiFeO3和rG-BiFeO3的傅里叶变换红外光谱可以发现,rG和BiFeO3之间可能形成了化学键.拉曼光谱结果表明,相对于纯的GO,rG-BiFeO3拉曼谱线的D带和G带发生了蓝移,表明石墨烯铁酸铋复合材料中的GO被充分还原成石墨烯.对比BiFeO3和rG-BiFeO3的紫外-可见漫反射光谱发现,rG-BiFeO3的漫反射光谱发生了红移,表明rG-BiFeO3光催化材料对可见光的响应程度进一步提高.比表面积测定表明,BiFeO3的比表面积为21.0 m2/g,而rG-BiFeO3催化剂的比表面积则增加到48.6 m2/g,说明rG-BiFeO3的吸附性能将得到很大提高.可见光催化反应结果表明,在不添加H2O2,pH=11的条件下,0.2 g rG-BiFeO3对50 mg/L NH3-N的降解率达到91.2%.动力学研究表明,BiFeO3光催化剂氧化氨氮反应遵循一级反应动力学规律.另外,由于BiFeO3纳米材料本身具有一定的弱磁性,所以BiFeO3和rG的复合材料也具有一定的磁性,较易回收.催化剂经过7次循环使用后,仍然具有很高的光催化活性.根据已有文献报道,吸附在催化剂表面的氨氮被氧化的路径有两条:(1)氨在被氧化为NH2,NH和N2Hx+y(x+y=0,1,2)等一系列中间产物后,最终被分解为氮气;(2)氨被氧化为中间产物HONH2,最终分解为硝酸盐和亚硝酸盐.本文利用紫外-可见分光光度计对rG-BiFeO3光降解体系下的氨溶液进行了全波长扫描,在206和211 nm处未检测到任何吸光度,从而排除了氨氮最终分解产物为硝酸盐和亚硝酸盐的可能性.这意味着rG-BiFeO3可见光降解氨体系符合第一种氧化路径.进一步的机理研究表明,反应过程中石墨烯与铁酸铋之间的协同作用所产生的空穴、超氧阴离子自由基和羟自由基共同将NH3直接氧化成N2,其中羟基自由基在整个氧化分解过程中起着最主要的作用.

关键词: 石墨烯-铁酸铋 , 光催化剂 , 可见光 , 氨去除

21世纪的表面处理新技术(待续)

方景礼

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2005.05.001

表面处理技术不仅是产品的美容术,也是许多产品的制造技术,产品性能的改良技术和高科技的最新纳米材料的制造技术.面对21世纪环境保护新法规的出台以及高新技术发展的新需求,表面处理将如何适应这种新需求呢?评述了适应新环保新法规要求的印制板无铅表面终饰技术,如化学镀镍/置换镀金、置换镀银、置换镀锡、有机保焊剂(OSP)以及电镀镍/电镀金等工艺的优缺点.电镀、化学镀和复合镀是获得纳米膜层的最简便方法,介绍了许多纳米新镀层的性质、晶粒尺寸大小的控制以及纳米镀层在表面处理上的应用.还介绍了信息产业的表面处理新技术,如芯片铜线路的湿法工艺,印制板的二阶盲孔镀铜、细线芯片的单槽镀铜系统以及超细线挠性印制板的置换镀银和置换镀锡.最后还介绍了21世纪最新的超临界流体(SCF)表面处理新技术的特点及其在信息和印制板产业上的应用.

关键词: 表面处理 , 印制板 , 无铅表面终饰 , 信息产业 , 纳米表面处理 , 超临界流体表面处理

21世纪工业涂装展望

材料保护

涂装的质量提高和生产成本的降低,可为机电产品制造领域创造附加值,还可以增加市场竞争力,所以人们对21世纪新型涂料开发、涂装作业方式改变、劳动条件改善、涂装工艺技术装备改进、开发等等都抱有很大的期望.全世界对公害和地球暖化等问题更加关心,环保问题是涂装行业最大的问题.涂料、涂装设备、涂装应用三位一体共同合作,是21世纪达到无公害涂装要取得成效的重要一步.我国机械制造大型企业在加强科研开发力量的同时不要忽视涂装技术这一重要领域.

关键词: 涂料 , 涂装 , 装备 , 开发 , 展望

中原油田文23气田气井腐蚀原因分析

郑家燊 , 傅朝阳 , 刘小武 , 彭芳明 , 黄先球 , 赵景茂 , 吴灿奇 , 徐卫东 , 王选奎

中国腐蚀与防护学报

采用XRD、XPS和EPMA对中原油田文23-1、23-8气井油管腐蚀产物和管材进行分析,并试验了碳钢在CO_2介质中的腐蚀。研究结果表明,天然气中的CO_2及凝析水是气井腐蚀的主要原因。管材的非金属夹杂物(MnS、Al_2O_3)含量超标,是加速油管在CO_2环境中局部腐蚀穿孔破坏的另一原因。还探索了应用缓蚀剂防止气井CO_2腐蚀的可能性。

关键词: 气井 , Oil pipe corrosion , Failure analysis , Inhibitor

O-去甲基文拉法辛合成的新方法

史兰香 , 张宝华

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2013.20351

以文拉法辛为原料,分别以新的脱甲基试剂半胱氨酸钠盐和青霉胺钠盐制备了O-去甲基文拉法辛,收率为86％和82％.一锅中分别完成了半胱氨酸钠盐、青霉胺钠盐的制备与文拉法辛脱甲基反应,简化了操作步骤.最优反应条件为溶剂N-甲基吡咯烷酮,反应温度175℃,产物析晶pH值9.5.

关键词: O-去甲基文拉法辛 , 文拉法辛 , 脱甲基化 , 半胱氨酸钠盐 , 青霉胺钠盐

用稀土-发展21世纪钢的重要途径

戢景文

稀土 doi:10.3969/j.issn.1004-0277.2001.04.002

文章指出并讨论了钢铁正进入新发展阶段.指出20世纪大约用了30年时间认清和基本解决了实际结构材料σs (σb )低的问题,而后50多年的主要努力是提高σf;并结合阐明提高σf的途径,介绍和讨论了钢中稀土的作用.还阐述了钢中稀土的特殊性,并指出正是它决定了稀土钢的发展历程.文章指出,21世纪对钢的要求已由以往的单一性发展到综合性,21世纪钢σf问题更突出,以及由于强度增加和能态高,局域弱化更明显.还讨论了"超级钢”、超高纯材料的环境效应与污染、超细化与超低杂质浓度钢的大尺寸夹杂等问题.文章介绍并指出,超低S钢存在高比分长条夹杂和性能有明显的各向异性,指明它的普遍性及稀土在超低硫钢里有更显著的变性作用.详细讨论了钢的局域弱化,指出控制弱化源和降低局域区能态对它像洁净化一样重要;并介绍了稀土的强抑制钢局域弱化作用.还指明了结构材料里发生的种种过程,都具有体系能量降低的实质;因而高能态的微结构在其中起突出作用等等.文章提出,洁净化、变性洁净钢夹杂及控制与降低微结构的能态等,是解决21世纪钢问题的基本途径;而稀土元素则恰恰具有这些方面的突出作用.文章从21世纪对钢的要求和它具备的条件,从21世纪钢的自身需要和稀土作用得出:用稀土是发展21世纪钢的重要途径;还例举出,用了稀土La才生产出20世纪的"钢王”-350级(245kgf/mm2即2403MPa)Maraging Steel的事实.

关键词: 钢 , 稀土

丽文哈贝壳螺旋微结构研究

陈斌 , 彭向和 , 孙士涛 , 季金苟 , 陈松

稀有金属材料与工程

对丽文哈贝壳的微结构进行了扫描电镜(SEM)观察,观察显示它是由无机霰石层和有机胶原蛋白组成的一种生物陶瓷复合材料,其中无机霰石层平行于贝壳表面整齐排列.观察也显示这些霰石层是由长而薄的霰石片所组成,不同霰石层中的霰石片具有不同的方向,构成螺旋等铺层形式.更仔细的观察显示每一霰石片又是由长而细的霰石纤维所组成,最细的霰石纤维具有纳米的尺度.根据在贝壳中观察到的螺旋结构,进行了螺旋结构和平行结构最大拔出力的比较实验研究,结果显示螺旋结构的最大拔出力大于平行结构的最大拔出力,它使贝壳具有高的强韧性.研究结果对高性能仿生陶瓷复合材料设计提供了有益指导.

关键词: 丽文哈贝壳 , 生物陶瓷复合材料 , 螺旋微结构 , 最大拔出力

文丘里燃烧器结构对浓淡分离影响的数值模拟

沈思苇 , 杨茉 , 蒋燕华 , 王治云

工程热物理学报

本文通过对不同收缩比和收缩段形线结构下的文丘里管内气固两相流的数值模拟,给出了文丘里燃烧器浓淡分离效果和阻力特性与文丘里管结构的关系.结果表明,文丘里燃烧器的阻力损失主要发生在收缩段,并且随着收缩比的增大,燃烧器的浓淡分离效果将变差,阻力损失减小;当收缩段采用圆弧形形线结构时,可使文丘里燃烧器单位压降的浓淡比增加,且在弯曲弧度相同的情况下,“内凹”弧形与“外凸”弧形燃烧器相比,其单位压降浓淡比更大;收缩段形线弯曲弧度增大,单位压降浓淡比随之增大.

关键词: 文丘里管 , 浓淡燃烧器 , 气固两相流 , 数值模拟

灰关联分析法研究中原油田文一污水的腐蚀因素

屈撑囤 , 卢会霞 , 卜绍峰

腐蚀学报（英文）

根据中原油田文一污水站水质分析和腐蚀监测结果，应用灰关联分析方法对中原油田文一污水站腐蚀状况进行了分析，灰关联度的计算结果表明：影响中原油田文一污来水腐蚀性的主要因素是∑Fe含量、pH值、Fe3+浓度、SRB(硫酸盐还原菌)含量、HCO3-浓度和TGB（腐生菌）含量；影响中原油田文一污处理后水腐蚀性的主要因素是矿化度、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-和Na+浓度.对中原油田文一污来水、处理后水的水质与腐蚀速率的进行了比较结果表明：提高来水的pH值、控制污水中SRB及TGB含量、降低污水中∑Fe浓度，对于降低腐蚀速率意义重大；同时也进一步证明了灰关联分析结果符合实际情况.灰关联分析方法为中原油田文一污水的腐蚀研究提供了新的思路和方法.  

关键词: 灰关联分析 , null , null

灰关联分析法研究中原油田文一污水的腐蚀因素

屈撑囤 , 卢会霞 , 卜绍峰

腐蚀学报（英文） doi:10.3969/j.issn.1002-6495.2005.03.019

根据中原油田文一污水站水质分析和腐蚀监测结果,应用灰关联分析方法对中原油田文一污水站腐蚀状况进行了分析,灰关联度的计算结果表明:影响中原油田文一污来水腐蚀性的主要因素是∑Fe含量、pH值、Fe3+浓度、SRB(硫酸盐还原菌)含量、HCO3-浓度和TGB(腐生菌)含量;影响中原油田文一污处理后水腐蚀性的主要因素是矿化度、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-和Na+浓度.对中原油田文一污来水、处理后水的水质与腐蚀速率的进行了比较结果表明:提高来水的pH值、控制污水中SRB及TGB含量、降低污水中∑Fe浓度,对于降低腐蚀速率意义重大;同时也进一步证明了灰关联分析结果符合实际情况.灰关联分析方法为中原油田文一污水的腐蚀研究提供了新的思路和方法.

关键词: 灰关联分析 , 采油污水 , 腐蚀