摘要：为了加强科研成果向实验教学转化和培养学生科研创新能力,设计基于金属有机框架(MOF)材料的光催化制过氧化氢(H_(2)O_(2))综合化学实验。以双氨基功能化联苯二甲酸为配体,四氯化锆为金属盐,苯甲酸为调节剂,通过溶剂热法合成锆基MOF催化剂UiO-67-(NH_(2))_(2)。利用PXRD和UV-DRS对样品结构和可见光吸收性能进行表征。以蓝光LED为光源,探究光源功率、催化剂浓度和反应时间对光催化制H_(2)O_(2)效率的影响。采用罗丹明B为模拟污染物,验证所制H_(2)O_(2)溶液的降解污染物性能。该综合实验涉及MOF合成及表征、仪器测试、数据分析等多个环节,不仅加深学生对化学、材料和环境等多学科基础知识的综合理解,还能激发学生的学习积极性和培养学生的创新能力。

摘要：纳米氧化锌的制备是一项特色鲜明的经典无机化学实验,制备途径多样。本文针对综合化学实验“纳米氧化锌粉的制备”的现有实验流程所存在的问题进行了创新性的改进。设计了基于微乳液法的氧化锌纳米粒子的制备实验、微乳液形成影响因素的探究性实验与光催化性能的动力学实验。本实验方案反应温和易控,操作安全,现象明显,绿色环保。相对于传统的纳米氧化锌制备实验,本方案内容充实,时间利用率更高,实验内容安排更科学合理;现象明显,趣味性更强;综合性、探究性更强,在巩固学生的基本实验技能的基础上,可进一步培养学生的科研思维,提升科研技能。

摘要：设计光催化脱氮实验,利用水热横向热剥离法制备Cl/S共掺杂的无金属氮化碳纳米管作为光催化剂(Cl/S-TCN),对催化剂进行表征分析。使用Materialstudio模拟软件,探究了催化材料的电子结构变化和光催化脱氮反应。与三聚氰胺直接煅烧获得氮化碳对比发现,Cl/S-TCN具有更大的比表面积和更强的光响应强度,提高了光催化脱氮性能。DFT计算表明,表面Cl和S掺杂剂优先吸附NO3-中的O原子,并通过O原子将光诱导e-传递给N原子,最终破坏N-O键。该实验旨在培养学生从分子角度分析无金属催化剂在可见光下驱动脱氮反应,加深学生对化学知识的理解,提高学生解决复杂工程问题的能力。

摘要：光催化技术由于环境友好和可持续利用太阳能等优点在清洁能源和环境净化领域有着重要的应用价值。在众多光催化剂中,黑色TiO_(2)由于对太阳能的高效吸收和增强的光催化活性而受到了科研人员的广泛关注。综述了改性黑色TiO_(2)材料的方法,并探讨了其光催化性能提升的原因,为以黑色TiO_(2)为基础的复合材料的设计与应用提供了一定的帮助与指导作用。

摘要：光催化技术在改善环境和生产能源等方面展示出优异的性能,已成为人们关注的热点之一。ZnO是一种性能优良的半导体材料,在半导体催化材料领域备受青睐。较宽的带系导致光生载流子的分离效率低,光吸收范围在紫外光区是对可见光的利用率低。因此,在新型氧化锌复合材料光催化性质研究中,主要概述了制备ZnO复合材料的方法及光催化机理,为半导体复合光催化剂的设计提供理论基础。

摘要：光催化剂能够利用太阳能转化为化学能,在污染物降解、光解水产氢、二氧化碳还原等方面显示出巨大的应用潜力。作为一种新型光催化剂,石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))具有诸多优异的特性,低廉的制备成本、可调节的光学带隙、出色的化学与物理稳定性等,引起了研究人员的广泛关注。但未修饰的g-C_(3)N_(4)存在比表面积小,反应的活性位点不足,量子效率低和光生电荷载流子复合率较高等缺点,限制了g-C_(3)N_(4)在光催化领域中的应用,故而对现有的g-C_(3)N_(4)光催化剂进行改性,以改善其光催化性能。结合氮化碳改性处理迄今已取得显著成果,作者综述了石墨相氮化碳复合材料的主要改性方法,包括:元素掺杂、缺陷工程、设计各类纳米结构和构建异质结等,并对g-C_(3)N_(4)在光催化领域的发展趋势进行了展望,以供研究者参考。

摘要：本文围绕环境问题设计了一个综合化学实验。制备了C/Bi/Bi_(2)MoO_(6)复合材料,并对其施加直流电压进行电极化处理,通过扫描电镜和X射线粉末衍射等表征得出电极化法不影响材料的形貌和组成结构,并且能有效增强复合材料的光催化降解活性。本实验实现了化学、环境、能源与材料等多学科交叉融合,实验可操作性强且绿色环保。通过实验改进和仪器表征,激发学生的科研热情,培养创新思维和动手能力。

摘要：以C_(4)H_(10)O_(6)Zn为主要原料,采用共沉淀法和煅烧相结合的方法合成ZnO/SnO_(2)复合光催化剂。探究催化剂在紫外线下对亚甲基蓝的去除率,探讨了包括SnO_(2)与ZnO摩尔比、煅烧条件等制备条件对复合催化剂性能的影响。研究发现,当复合物中SnO_(2)与ZnO摩尔比为9%、水与乙醇体积比为3:2、超声60 min、煅烧温度为700℃、热处理5 h时,制备的复合材料光催化性能最好。利用XRD、UV-Vis-DRS、SEM、PL等检测手段对复合材料进行表征,证明该复合材料保留了稳定的ZnO和SnO_(2)的主体结构,并在界面形成了异质结,降低了电子-空穴对的复合率,其光催化效果明显优于纯ZnO和纯SnO_(2)两种材料。

摘要：文章设计合成出一种新型复合光催化剂ZnFe_(2)O_(4)@Cu-MOF,用FT-IR、XRD、SEM和TG对催化剂的结构、形貌和热稳定性进行了表征;研究了复合材料ZnFe_(2)O_(4)@Cu-MOF对有机染料甲基橙的光催化降解性能;依据光电表征结果和自由基猝灭实验,探究了光催化反应可能的机理。研究结果显示:经模拟太阳光照射120min后,复合光催化剂ZnFe_(2)O_(4)@Cu-MOF对10mg/L的甲基橙水溶液的降解率达到78.68%,分别是单一ZnFe_(2)O_(4)和Cu-MOF的2.59倍和1.34倍,经过4次循环实验后,ZnFe_(2)O_(4)@Cu-MOF对甲基橙降的光催化降解率仅下降了3.70%.ZnFe_(2)O_(4)和Cu-MOF的结合增加了催化活性位点,提高了可见光的利用效率,这有利于载流子在异质界面的聚集和快速分离,使复合光催化剂具有优异的光催化活性和稳定性。

摘要：当前医科院校有机化学实验普遍缺乏绿色合成理念的介绍,而且通常需要用到强酸、高温等苛刻反应条件。将绿色合成融入实验教学是一种必然趋势。可见光是一种绿色无污染能源。我们为药学类专业有机化学实验课程设计了一个光催化自由基串联反应的教学实验,以(1-氟乙烯基)苯与2-溴苯乙酮作为原料,在可见光照射下合成呋喃衍生物。本实验具有步骤经济性、条件温和、环境友好等优点,非常适合本科生实验教学和创新型人才的培养。