低温合成Ag/TiO_2纳米复合材料及光催化性能的研究

丹宁酸为保护剂,氧化还原法制得纳米银溶胶,以钛酸四丁酯、自制纳米银溶胶为原料,采用溶胶-凝胶法,在70℃下制备了Ag/TiO2纳米复合材料,经过XRD和TEM确证了材料中含有锐钛矿TiO2,经XPS确证有单质银粒子的存在。以甲基橙溶液为模拟污染物,研究了银掺入量、Ag/TiO2的用量、甲基橙的初始浓度对Ag/TiO2纳米复合材料光催化活性的影响。结果表明:随着银掺入量的增加,Ag/TiO2纳米复合材料光催化活性先增加后减小。当纳米银质量分数为18%时,Ag/TiO2复合材料具有较好的光催化活性;Ag/TiO2复合材料光催化活性随着Ag/TiO2复合材料的用量的增加先增加后减少。当Ag/TiO2用量体积分数为10%时,Ag/TiO2具有较好的光催化活性;在紫外-可见分光光度计能测量的浓度范围内随着甲基橙初始浓度的增加,Ag/TiO2复合材料光催化活性一直呈增加趋势。     

气泡推进型中空Janus微球运动特性的实验研究

本文通过Pt-SiO₂型（铂-二氧化硅型）中空Janus微球在低浓度2%~4% H₂O₂溶液中的气泡驱动实验，观察到在每个气泡生长-溃灭周期内，Janus微球的运动呈现3个特征阶段，分别为自扩散泳、气泡生长和气泡溃灭。其中气泡溃灭阶段微球在射流驱动下的推进速度可达每秒几十毫米，比前2个阶段的平均速度大2~3个数量级。实验观察到气泡生长阶段其半径与时间存在R_b~t1/3和R_b~t1/2两种标度率。由于气泡在Janus微球催化剂表面（Pt侧）的生长点偏离对称轴位置，Janus微球的运动轨迹呈圆周形。随H₂O₂溶液浓度的增加，还可以进一步提高Janus微球的运动速度。此研究不仅定量分析了Janus微球的运动特性，而且为实际应用中提高Janus双面微马达的运动速度和能量利用率提供了参考依据。     

非水体系合成多种形貌氮化硅基纳米孔材料

分别以乙腈、氯仿和甲酰胺为溶剂,十八胺为模板剂,通过非氧化物溶胶-凝胶过程合成了多种形貌的氮化硅基纳米孔材料。利用X射线衍射(X-ray d iffraction,XRD)、透射电子显微镜(T ransm iss ion e lectronm icroscope,TEM)、N2吸附-脱附和电子能谱(Energy d ispers ive spectroscope,EDS)对样品进行了表征。XRD结果显示产物是层间距为4.7 nm和3.6 nm的层状相材料。TEM照片表明,在乙腈、氯仿和甲酰胺溶剂中分别得到花状、片状和核-环状形貌的氮化硅基材料。N2吸附-脱附分析表明,产物具有较高的比表面积和窄的孔径分布。EDS分析证明,产物含有S i,N,C,C l元素而不含有O元素。非水体系中表面活性剂自组装形成的介观相可以作为模板来指导具有特殊介观结构和形貌的纳米材料的合成。     

一种磁载光催化剂的制备及光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法,在磁性颗粒表面包覆T iO2,制备了易于固液分离的纳米级磁载光催化剂T iO2/S iO2/F e3O4,并通过TEM,IR,XRD等对样品进行表征。以有机污水为降解对象,研究了磁载光催化剂的光催化活性。研究结果表明,包覆S iO2有利于提高磁载光催化剂的光催化活性,光催化剂能使有机污水快速降解,5次循环使用后降解率达90%以上,且光催化剂能快速地从液相中分离回收。同时磁载光催化剂具有较高的光催化活性,对高盐污水、含酚污水的降解率分别可达到99%,86.8%,对染料污水也有良好的降解效果,并具有磁性回收的特点,应用前景广泛。     

光催化氧化技术在环境保护中的应用

光催化氧化技术在环境污染防治领域的应用研究已显现出良好的应用前景，尤其是利用太阳为驱动力的光催化降解技术具有充分利用清洁的可再生能源的特点，可用于空气中有害物质、废水中有机污染物、重金属污染物的降解以及微污染饮用水的深度处理。文中还对目前存在的一些问题以及要解决的关键技术进行了简要分析。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测量铝锂合金中的Ag含量

通过采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测量铝锂合金中Ag的含量,探讨了铝锂合金的溶解方法,优化了测量参数。结果表明,使用纯净水、分析纯硝酸和分析纯硫酸时,当采用v(H2O)∶v(HNO3)∶v(H2SO4)=1∶1∶0.3,加热温度为250~300℃,可在30 min内快速溶解铝锂合金;采用Ag 328.068 nm分析谱线作为溶液中Ag含量的分析谱线;获得Ag含量测量的最佳工作参数为:射频功率:1.0 kW,雾化气流量:0.75 L/min,观察高度:10 mm;采用基体匹配法,消除基体的干扰。该方法的检出限为1.4888 mg/L;样品的回收率为99.87%~100.57%,相对标准偏差RSD(n=10)为0.226%。该方法准确、快速,具有良好的精密度和准确度,能够满足日常生产检查需要。     

磁响应Fe3O4/HCS复合微球的制备及特性

由壳聚糖与环氧丙烷制备了羟丙基壳聚糖(HCS)。将其配制成水溶液,利用离子凝胶法,与多聚磷酸钠(TPP)反应,制备了粒径在0.6μm羟丙基壳聚糖微球。再用滴定水解法制备了四氧化三铁微粒,激光粒度分析显示滴定水解法制备的Fe3O4粒径分布较窄,粒径小。在此基础上采用交联聚合法制备了Fe3O4/HCS复合微球,微球为实心,四氧化三铁微粒被包裹于微球内部,形状规则,粒径约为0.8μm,经过磁响应分析表明Fe3O4/HCS复合微球具有磁响应性。     

日光/H202/草酸铁催化氧化降解活性艳红的研究

研究了日光/H202/草酸铁体系以日光为驱动力对可溶性染料活性艳红进行降解反应,探讨了溶液的pH、H2O2、光强和活性艳红的起始浓度对催化反应的影响。结果表明,对活性艳红的降解速率受pH、H2O2、草酸铁的浓度、入射光强的影响很大。在研究范围内,pH=3.0和在日光照射下其降解效果最好,同时,表明在同一光强光源条件下色度、TOC的去除率均比在UV/TiO2的效果好。     

UV/H_2O_2高级氧化技术降解布洛芬的研究

通过建立一种基于稳态假设的伪一级反应动力学模型,研究UV/H_2O_2协同降解布洛芬的反应机理和作用机制。结果表明:UV/H_2O_2协同降解布洛芬相比于单独UV和单独H_2O_2具有更高的降解效率。UV/H_2O_2体系中起主要降解作用的是·OH,在p H=7,[IBU]0=10μmol/L,[H_2O_2]0=600μmol/L的初始条件下,系统中·OH的稳态浓度为1.54×10-12mol/L,IBU和·OH的二级反应速率常数为5.51×109L·mol~(-1)·s~(-1)。     

油茶籽壳水热碳微球在不同溶液中的分散性研究

以废弃油茶籽壳为原料,在间苯三酚助剂存在下,通过低温水热碳化法制备出碳微球颗粒。并将等量的碳微球颗粒置于不同pH值的水溶液及乙醇和环己烷2种不同极性有机溶液中,对其分散性进行了研究,并结合碳微球的FT-IR、XPS性能,对影响其分散性的原因进行了探讨。通过实验结果分析可知,不同pH、极性介质的溶液分别是通过使碳微球表面呈现出不同的阴阳离子特性或与碳微球之间形成分子间氢键,从而影响其在不同溶液中的分散性。由此解释了碳微球的分散性在碱性溶液中强于酸性溶液,在极性有机溶液中分散性最好,而在非极性有机溶液中几乎无法分散开来的原因。实验结果将为油茶籽壳水热碳微球在不同pH及不同极性介质中的实际应用提供了一定的基础参考数据。     

Fe3+/SO2-4/TiO2光催化氧化苯酚研究

采用溶胶-凝胶法制备Fe3+/SO2-4/TiO2光催化剂,以紫外光为光源,研究不同实验条件下对苯酚的光催化氧化.结果表明催化剂投加量以2～3 g/L为最佳范围;pH=6.7～9.0时苯酚去除率较高;溶液初始浓度越高,CODcr去除率越低;H2O2质量浓度为90 mg/L时,光催化效果达到最佳;Cr6+浓度为8 μg/mL时CODcr去除率达到最大,Cr6+的还原率达90%以上;Hg2+对CODcr去除率没有较大的影响,Hg2+的还原率99.5%.     

阳极氧化TiO2膜对甲基橙溶液的光催化性能研究

本试验利用阳极氧化的方法在纯钛基体上直接获得锐钛相T iO2多孔膜,解决T iO2光催化剂的涂敷固定问题。用场发射扫描电镜(F ie ld em iss ion scann ing e lectron m icroscope,FESEM)和X射线衍射仪(X-ray d iffractionm eter,XRD)对纯钛表面生成的T iO2多孔膜的形貌和晶体结构进行分析。以10m g/L甲基橙溶液为降解物进行光催化试验,分别研究了阳极氧化电压、溶液的初始pH值、T iO2膜的面积、T iO2膜的使用次数对降解率的影响。试验结果表明,当溶液初始pH值为1时,140V阳极氧化所得T iO2膜的光催化性能最好,同时随着T iO2膜使用次数的增加,但其光催化效果有所下降。     

铝-铝超高速撞击气化产物运动特性测量与分析

根据超高速撞击条件下气化产物的产生机理和辐射特性,设计了获取气化产物冲击波运动速度的序列成像测量方法,并在超高速碰撞靶上开展了直径4.5 mm铝球以6 km/s左右速度撞击2A12中厚铝板的试验,测量得到了撞击气化产物冲击波的运动序列图像,对撞击气化产物冲击波运动半径、速度、气化产物总能和波后流场参量分布等进行了定量分析,获得了铝-铝超高速撞击气化产物的运动特性。研究表明:设计的测量方法能很好地获得撞击气化产物冲击波不同时刻的位置信息,可为分析气化产物运动特性提供数据支持;测量所得气化产物冲击波运动半径随时间变化关系与Taylor点爆炸模型拟合结果相符,证明了该模型理论可用于超高速撞击气化产物运动特性相关研究。     

不同电流密度对304不锈钢表面多孔铜层影响

在304不锈钢表面采用电沉积方法制备了多孔结构铜层,研究了不同电流密度对镀层微观形貌、厚度、孔隙率以及比表面积的影响。结果表明通过控制沉积电流密度能在304不锈钢表面获得颗粒状、树枝状和针状形貌的不同镀层;随着电流密度的提高而镀层厚度增大,但彼此不是线性关系,随着电流增加,镀层厚度增速变缓;镀层孔隙率随电流密度增加而增加,当电流密度达到6 A/dm~2后,镀层孔隙率维持在93%～96%之间;镀层比表面积随着电流密度的增加呈现先快速增加,然后缓慢增加趋势,10 A/dm~2条件下的镀层比表面积是4 A/dm~2的10倍。     

过氧化氢/紫外线/臭氧氧化技术处理肼类污水的应用

采用放大试验规模（处理量1 m³/h）的H₂O₂（过氧化氢）/UV（紫外线）/O₃（臭氧）氧化技术处理肼类推进剂污水,在30.0±1.6 ℃,pH=9.0±0.2的条件下,研究肼类的过氧化氢增强光解臭氧化降解。对比不同氧化技术的协同效应以及对污水降解的影响,重点考察过氧化氢、紫外线、臭氧和初始浓度等工艺参数对降解效果的影响,对氧化技术的应用进行了优化。研究结果表明：该技术可使COD去除率提高27.66%,肼类的降解速率随着过氧化氢投加量、紫外线辐射强度、O₃投加速率和水质地提高而升高,随着初始质量浓度的提高而下降。在最佳工艺下,处理5 000 mg/L质量浓度的废水,处理60 min时,COD去除率分别为98.62%（偏二甲肼）、99.17%（甲基肼）、99.94%（肼）和93.25%（单推-3）。     

体育场内风环境特性实验

本文介绍1∶200体育场缩尺模型风环境特性低速风洞实验研究。文中给出了自由来流在不同速度和各种风向条件下运动场上离地6毫米高(模拟全尺寸体育场风速测量装置距运动场地面1.22米高度)的风速和风向分布,测量结果表明,运动场上风向一般与来流风向不一致。风速测量表明,运动场上风速通常是在自由来流速度的1/3以内。研究结果说明,体育场内气流湍流度对风环境特性有很大影响。     

金属离子掺杂与贵金属沉积对TiO2光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了掺杂La^3＋并沉积Pt的TiO2粉体光催化剂，考察了它对直接耐晒蓝的降解效果。结果表明，以TiO2干凝胶为母体，依次浸渍La^3＋、Pt^4＋所制备的粉体光催化剂La^3＋／Pt／TiO2降解效果比纯TiO2高80％，比相应的La^3＋/TiO2高36％，比Pt／TiO2高10．9％。X射线衍射分析表明，该法制备的TiO2粉体中锐钛矿相占95％以上，没有镧的氧化物形式，Pt以纳米级原子簇的形式沉积在La^3＋／TiO2表面，平均晶粒粒径为7nm，小于TiO2的平均粒径10nm；红外吸收光谱分析表明，无论是纯TiO2还是经过掺杂金属离子、掺杂与沉积贵金属共用后的TiO2，红外吸收光谱图相似，说明掺杂和沉积贵金属并没有极大地改变TiO2的化学结构，光催化性能的提高取决于杂质能级的电子捕获陷阱作用和光生载流子的重新分布。沉积贵金属有利于分离电子-空穴对，但沉积量不宜过大。     

N-GQDs/g-C_3N_4的合成及光催化分解水产氢性能研究

本文系统地研究了由不同前驱体(尿素,双氰胺,三聚氰胺)制备的类石墨烯相氮化碳(g-C_3N_4)催化剂的催化效果与其结构和形貌的关系,实验结果表明,g-C_3N_4的聚合方式、聚合程度、质子化程度以及不同前躯体的堆积方式都会对光催化产氢效果产生影响。另外,为了深入探索g-C_3N_4基复合材料的光催化性能,文中将g-C_3N_4与氮掺杂石墨烯量子点(NGQDs)复合,制备了一种新型的非金属催化剂N-GQDs/g-C_3N_4。相比g-C_3N_4,N-GQDs/g-C_3N_4异质结在光催化产氢中表现出了更加优异的效果。最后从机理上解释了N-GQDs/CN-U异质结光催化产氢的原理及N-GQDs在光催化反应中所起的重要作用。     

微机电系统磁场传感器信号处理电路研究

介绍了一种微机电系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)磁场传感器微弱信号处理电路的设计,该处理电路是MEMS磁场传感器的重要组成部分,该电路由放大电路和滤波电路构成。对设计的处理电路进行模拟分析和实验测试,处理电路性能良好。外接MEMS磁场传感器后对传感器性能进行测试,传感器的电流-电压特性以及磁场-电压特性符合最初的设计要求,灵敏度可以达到14mV/mT。实验表明该电路对输出信号进行了放大,并有效地抑制了噪声,且有良好的灵敏度。     

三维非计量Cu_(2-x)Se光催化剂的制备及其对甲醛降解研究

为了制备能够吸收更长波段光源,可以用时利用太阳光的可见光区域和红外光区域的光催化剂,以商业Cu网为模板,通过牺牲模板法制备三维非化学计量Cu_(2-x)Se/Cu光催化剂。将Cu网浸没在含有硒粉、NaOH和NaBH4的Se2-溶液中。比较不同反应时间的催化剂,2 h得到的光催化剂性能最好。Cu_(2-x)Se/Cu网在可见光和红外光区均能达到良好的响应。在红外光照射下Cu_(2-x)Se/Cu网50 min可以完全降解10 ppm甲醛。在可见光和红外光照射下Cu_(2-x)Se/Cu网40 min就能完全去除10 ppm甲醛,且10次循环实验光催化剂仍能保持高效的催化降解性能。三维的Cu_(2-x)Se/Cu网体现了优异的降解甲醛性能,并且在红外光区域的性能也十分显著。