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铜在臭氧中腐蚀初期的行为与机理

闫莹 , 张婷 , 周浩 , 吴来明 , 鲁丹丹 , 邓丽娟 , 蔡兰坤

腐蚀与防护

采用石英晶体微天平(QCM)反应性监测方法研究了铜在臭氧环境中的腐蚀初期行为及机理。通过监测不同臭氧浓度、不同温度下表面镀铜石英晶振片的频率变化,得到铜在臭氧环境中的腐蚀动力学曲线,并据此计算了腐蚀速度等参数,进一步推测铜在臭氧中的腐蚀机理。结果表明,在特定腐蚀条件下,镀铜石英晶振片的频率随时间变化呈下降趋势,说明晶振片表面的铜与腐蚀介质发生反应生成腐蚀产物,导致镀铜石英晶振片表面质量增加,引起频率下降。臭氧浓度和温度对铜的腐蚀行为有着不同程度的影响,随着臭氧浓度的增大和反应温度的升高,铜的腐蚀速率不断增大。

关键词: 臭氧 , 大气腐蚀 , , 石英晶体微天平(QCM)

PCs/GO复合物对水泥基材料微观结构和力学性能的影响

吕生华 , 朱琳琳 , 贾春茂 , 李莹 , 贺亚亚 , 赵浩然 , 邓丽娟

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.06.025

用氧化石墨烯(GO)纳米片层分散液与甲基丙烯酸聚氧乙烯单甲醚(MPE)、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯磺酸盐(AA)进行插层聚合反应制备了聚羧酸减水剂(PCs)与GO的插层复合物(PCs/GO),将其应用于水泥基复合材料.结果表明,PCs/GO能够调控水泥基体成为由多面体状产物构成的规整的微观结构,具有显著的增强增韧效果,同时也发现PCs/GO能够在水泥基体的裂缝和孔洞处产生花状和多面体状晶体,具有修复裂缝、孔洞的功效.研究结果对于制备无裂缝及高强度、高韧性和高耐久性水泥基复合材料具有积极的意义.

关键词: 氧化石墨烯 , 水泥微观结构 , 自修复作用 , 增强作用

C–Cl共掺杂TiO2/凹凸棒复合催化剂的制备及其可见光催化性能

邓丽娟 , 谢毅 , 张高科

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(17)62774-8

TiO2光催化剂具有无毒、物理化学性质稳定及光催化活性较高等优点,因而在能源及环境净化等领域备受关注.但是,TiO2纳米颗粒作为催化剂仍存在以下不足:(1)TiO2带隙较宽,只能吸收利用太阳光能的紫外光部分,而照射到地球表面的太阳光大部分为可见光;(2)光生载流子(电子/空穴)的复合使得光催化活性不高;(3)纳米催化剂的回收利用困难;(4)单独使用TiO2,成本较高;(5)针对低浓度有机污染,常见TiO2催化剂比表面积较小,吸附富集能力较差,导致光催化降解效率较低.TiO2自身这些缺陷大大限制了其进一步的实际应用.针对上述这些问题,我们在本研究中设计了一种简便易行的溶胶凝胶法,在较低的温度(70℃)下合成了非金属C–Cl共掺杂的TiO2/凹凸棒(TiO2/ATT)复合催化剂.XRD及HRTEM分析证明,通过调节反应溶液的pH可以分别合成含锐钛矿/金红石、锐钛矿/金红石/板钛矿的两相和三相的混合相TiO2,且锐钛矿/金红石比例可以通过改变pH而进行调节.XPS分析证明,C和Cl同时成功掺进TiO2/ATT复合催化剂.UV-Vis漫反射结果显示,非金属C和Cl的掺杂使得所合成复合催化剂的光吸收性能明显拓展到可见光区,因而可以充分利用可见光能进行有机污染物催化降解,而ATT作为TiO2的载体,减少了TiO2使用量,改善了TiO2的表面特性和孔结构,且有利于光催化剂的回收利用.以酸性红G为目标有机污染物,在可见光照射下对复合催化剂的可见光催化活性进行了测试.结果表明,当合成反应体系的pH值为3.0时,所获得的锐钛矿/金红石/板钛矿三相TiO2/ATT复合催化剂具有良好的可见光吸收特性,其可见光催化活性远远高于市售P25型TiO2,对难降解的酸性红溶液G具有优异的脱色效果和良好的TOC去除性能.循环光催化实验和FTIR表征结果表明,在5次循环利用后,TiO2/ATT复合催化剂仍表现出很高的催化活性,表明其稳定性优异.荧光分析和自由基捕获实验表明,光催化降解反应中的主要活性物种是羟基自由基、空穴和超氧自由基.TiO2/ATT复合催化剂高效稳定的可见光催化性能主要归因于:(1)非金属C和Cl的共掺杂改善了其可见光吸收性能;(2)催化剂中的TiO2由金红石、锐钛矿和板钛矿混合相组成,有利于抑制光生载流子的复合;(3)多孔结构的ATT作为载体提高了TiO2的比表面积,增加了反应活性位,同时改善了孔结构,从而有利于模拟有机污染物(酸性红G)分子的吸附和降解,有利于反应产物扩散,从而提高了催化剂的可见光催化效率.

关键词: 锐钛矿 , 金红石 , 板钛矿 , 凹凸棒 , 碳–氯共掺杂二氧化钛 , 可见光

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