摘要：以典型气态探针分子及骨架含高分散非毗邻过渡金属(Ti,Fe)的沸石分子筛材料(TS-1,HZSM-5)、半导体二氧化钛(P25)为考察对象,拟通过沸石分子筛对不同探针分子所表现的迥异光催化行为揭示催化材料本征物化结构、吸附特性、活性位类型对光催化行为的影响规律.催化材料表征及所获得的气相光催化反应结果表明:沸石分子筛(TS-1,HZSM-5)上的光催化氧化-还原反应主要通过表面金属-氧结构单元的电荷转移激发态实现;源于独特MFI拓扑孔道结构的优异吸附能力、特殊表面活性位分布环境及不同的光生电子-空穴分离机制,使得具规整分子级孔窗的TS-1及HZSM-5对三氯甲烷的光催化降解效率与活性稳定性远高于传统二氧化钛光催化剂;对单碳分子甲醇及含仲碳醇羟基异丙醇的光催化反应中,上述沸石分子筛则表现异常突出的选择性氧化特征,对终端产物甲醛及丙酮均具较高的转化效率和选择性.本文的反应设计路径及选择性氧化结果,可为高分散过渡金属修饰沸石分子筛在有机小分子的光催化转化上提供思路借鉴.

摘要：在可见/红外频段,纳米光学天线一般是指金属(金、银、铜等)纳米颗粒及其相同结构的不同组合构成,这些金属纳米结构在特定波长光激发下产生局域表面等离子体共振(LSPR),因此在纳米尺寸上能对可见/红外场约束、场增强或重定向等功能。对纳米光学天线的调控分为通过改变天线设计的被动控制和通过改变介质的介电常数主动控制模式。纳米光学天线是近年来纳米光学方向新兴的前沿课题,有望广泛应用于纳米光学、化学、生物医学等领域。主要介绍纳米光学天线的主要功能、调控模式及其在生物医学中的应用。

摘要：NH_(3)不仅是关键的工业化学原料,而且是未来可再生能源的无碳燃料和可运输的载体.目前,工业合成NH_(3)仍然以传统的Haber-Bosch反应为主,需要300-500°C的高温和20-30 MPa的压力.为克服这些缺点,研究者设计了NO-CO-H_(2)O反应体系.在该反应中,通过有毒气体CO在H_(2)O存在的条件下将NO还原成NH_(3),这是一种近乎理想的生产NH_(3)的方法.目前,已经报道了Pt/Al2O_(3)在NO-CO-H_(2)O反应中具有较高的NH_(3)选择性,但反应温度(400°C)仍然较高,不利于实际应用.因此,在低温条件下引入光照,通过光辅助热催化NO-CO-H_(2)O反应来获得NH_(3)产品,是一种极具发展潜力的方法.研究人员通过密度泛函理论(DFT)研究发现,Cu在NO还原反应中具有很高的活性和NH_(3)选择性,且Cu在水煤气(CO+H_(2)O)变换反应中具有较高的活性.CeO_(2)具有丰富氧空位同时能充当碳酸盐的储存位点,还可以起到稳定分散铜的作用.因此,本文将具有局域表面等离子体共振(LSPR)效应的金属Cu负载在具有氧空位的棒状CeO_(2)上形成Cu/CeO_(2)纳米复合材料,并研究了其催化NO-CO-H_(2)O反应性能.结果表明,Cu/CeO_(2)不仅在100-270°C下表现出较好的CO和NO去除效率,且可以选择性地催化还原NO为NH_(3).其中,5%Cu/CeO_(2)表现出最优催化活性,210°C时NO转化率为94.4%和NH_(3)选择性为66.5%.在相同温度下,可见光可以进一步提高NO转化率(97.7%)和NH_(3)选择性(69.1%).通过对NO-CO-H_(2)O反应进行分步活性测试,发现该反应的主要过程由水煤气变化反应生成活性H^(*)及其进一步与NO发生选择性催化还原反应两部分组成.准原位电子顺磁共振、原位漫反射傅立叶变换红外光谱和密度泛函理论计算表明,在Cu/CeO_(2)上NO-CO-H_(2)O的反应机理是CO首先与H_(2)O反应形成HCO_(3)^(*)中间物,然后分解成CO_(2)和活性H^(*),最后NO与活性H^(*)反应产生NH_(3).而可见光诱导Cu的LSPR效应能有效地将催化剂的光吸收范围拓宽至可见光,同时其产生的热电子能有效提高催化剂表面电子密度,从而促进了HCO_(3)^(*)分解为CO_(2)和活性H^(*);另外,在CeO_(2)上再生了氧空位(H_(2)O的活化点),进而增加了NH_(3)产量.综上,本文提供了一种在温和条件下合成NH_(3)的可行性方法,能为合成NH_(3)工艺提供一种新途径.

摘要：Environmental pollution and energy deficiency represent major problems for the sustainability of the modern world. Photocatalysis has recently emerged as an effective and environmentally friendly technique to address some of these sustainability issues,although the key to the success of this approach is dependent on the photocatalysts themselves. Based on their attractive physic chemical properties,including their ultrahigh surface areas,homogeneous active sites and tunable functionality,metal-organic frameworks（MOFs） have become interesting platforms for the development of solar energy conversion devices. Furthermore,MOFs have recently been used in a wide variety of applications,including heterogeneous photocatalysis for pollutant degradation,organic transformations,hydrogen production and CO2 reduction. In this review,we have highlighted recent progress towards the application of MOFs in all of these areas. We have collected numerous reported examples of the use of MOFs in these areas,as well as providing some analysis of the key factors influencing the efficiency of these systems. Moreover,we have provided a detailed discussion of new strategies that have been developed for enhancing the photocatalytic activity of MOFs. Finally,we have provided an outlook for this area in terms of the future challenges and potential prospects for MOFs in photocatalysis.

摘要：在制备载银型可溶性硼硅酸盐玻璃抗菌材料的基础上,通过XRD,SEM研究了热处理条件(即热处理温度、保温时间)对抗菌玻璃的析晶状况、微观结构及其抗菌性能的影响,以确定热处理的最佳工艺参数.结果表明:(1)在530℃下进行热处理时,抗菌玻璃不会发生析晶,且随着保温时间的延长,其耐水性增强,抗菌性能减弱.(2)热处理温度升高至580℃时,在较短时间(20min)内抗菌玻璃已析出硼砂晶相.随着保温时间延长,析出硼砂晶相含量增加,抗菌性能提高.(3)在630℃下保温50min时,抗菌玻璃发生硼砂晶相向偏硼酸钠晶相的晶型转变,使得其耐水性最差、抗菌性能最强.同时,抗菌玻璃中偏硼酸钠晶相的析出不利于其抗菌性能的提高,其含量增加将使抗菌玻璃的抗菌性能下降.(4)抗菌玻璃热处理的最佳工艺参数为:热处理温度630℃,保温时间50min.

摘要：面对全球能源短缺和环境污染等问题,发展绿色、可持续的能源来替代传统的化石能源成为迫切需求.太阳能作为一种清洁可再生能源,其有效转化与利用受到了广泛关注.光催化将太阳能转化为化学能,其核心是新型高效的光催化材料.金属有机框架材料(MOFs),是一类由金属或金属节点与多齿有机配体相互连接而成的微介孔材料,具有独特的组成结构和特性,有望成为有应用前景的光催化材料.目前已有一些关于MOFs基光催化的综述,但考虑到该领域在过去几年迅速发展,为了研发高效的MOFs基光催化材料,非常有必要对已经报道的用于提高MOFs基光催化剂性能的策略进行总结.本综述重点总结了已报道的通过调控MOFs基材料的组成和结构的策略来提升其光催化性能的最新研究进展.首先,简要介绍了MOFs基材料的结构特点及其在光催化领域应用的优势,阐述了MOFs基材料光催化的基本原理,提出了影响其光催化性能的关键因素,包括光吸收能力、光生载流子的分离和迁移以及催化活性位点.其次,阐明不同结构调控策略通过优化关键因素进而提高光催化性能的原理,具体包括MOFs基材料中金属掺杂、配体功能化、超薄二维材料构筑以及缺陷工程策略.然后,通过总结典型案例,详细讨论了上述策略如何通过调控MOFs基材料的组成和结构来优化关键因素,从而提高MOFs基材料的光催化性能.最后,针对MOFs基材料光催化所面临的机遇、挑战及其发展趋势提出展望:(1)影响MOFs基光催化剂效率的因素是多方面的,因此将不同策略相结合有利于更好地提高MOFs基光催化剂的性能.除了本文总结的四种构筑策略,最近其它一些关于提升MOFs基材料光催化性能的结构调控策略也有零星报道,如微环境调控、晶面工程等,也值得进一步关注.(2)与无机半导体光催化剂相比,MOFs基材料的结构稳定性较差,因此应特别注意其在光催化条件下的稳定性,特别是MOFs基材料在水中的反应体系.(3)先进原位表征技术的发展和理论研究的深化对于高效MOF基光催化系统的设计及机理研究至关重要.(4)MOFs基材料的多功能性可以使其作为光诱导一锅多步反应的多功能催化材料,应大力开展研究.综上,本文系统地总结了通过调控MOFs基材料的组成和结构从而达到提升其光催化性能的不同策略,并就MOFs基材料光催化所面临的机遇、挑战及其发展趋势提出展望.希望本文能够为深入了解MOFs基光催化体系中组成-结构-性能关系以及从原子水平来设计研发高效的MOFs基光催化剂提供参考.

摘要：本文设计并搭建了一套过冷水动态制冰系统,开发了一种可视化平板过冷却器,通过实验研究流动和换热对过冷却器内结冰行为的影响,并基于经典成核理论与边界层理论对其作用机理进行解释。实验结果表明:平板过冷却器内存在两种典型结冰行为,结冰行为一表现为过冷却器内不结冰,系统可连续制取冰浆;结冰行为二表现为过冷却器内发生结冰,系统不能制取冰浆。载冷剂进口温度过低、制冰溶液流量过大或过小均会促进结冰行为二的出现,不利于系统制冰稳定性。发生结冰行为二时,相对距离d为0.15的壁面优先发生结冰,且该处壁面的温度总低于其余区域,因此优先发生结冰的局部条件是具有更低的壁面温度。

摘要：采用硼硅酸盐玻璃作为载体,以银离子为有效抗菌成分,制备了载银型可溶性抗菌玻璃材料;着重研究玻璃氧化物组成、热历史、侵蚀液pH值和侵蚀时间对抗菌玻璃化学稳定性的影响。

摘要：作为非金属催化材料的典型代表,碳材料已经成为催化领域的研究热点之一。本文采用石墨化氮化碳(g-C_(3)N_(4))为硬模板,通过先包覆树脂后碳化的简便方法合成中空碳材料(h-NCNW)。采用X射线衍射(XRD)、高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)、N_(2)吸附-脱附、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、热重(TG)、拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)对h-NCNWs碳材料进行表征,并且研究了h-NCNWs催化剂对O_(2)选择性氧化苯甲醇的催化活性。结果表明,通过在g-C_(3)N_(4)纳米片外围包覆由间苯二酚和甲醛前驱体缩合形成的薄层树脂,并在惰性气氛下进行高温热处理,去除g-C_(3)N_(4)硬模板,最终得到富氮(9.83%)空心蠕虫状碳材料,并且可通过改变制备过程中间苯二酚与g-C_(3)N_(4)的相对比例来调整氮含量和壳厚度。在h-NCNW中,杂原子N主要以石墨型和吡啶型的形式化学地结合到碳骨架中,其中石墨型N占主导地位,使得该材料在苯甲醇氧化反应中表现优异的催化活性。在120℃时,采用间苯二酚与g-C_(3)N_(4)质量比为0.5制备的h-NCNWs催化剂,苯甲醇转化率为24.9%,苯甲醛选择性>99%。但是N掺杂量会显著影响h-NCNWs催化剂的催化活性,采用间苯二酚与g-C_(3)N_(4)质量比为1.5制备的h-NCNWs催化剂,苯甲醇转化率降低至13.1%。另一方面,h-NCNWs催化剂在反应过程中显示出优异的稳定性,在五次循环使用过程中催化剂的活性保持不变。综上所述,理性设计和合成的碳材料作为多相氧化反应的催化剂具有巨大的潜力。

摘要：针对一大类缓释型无机抗菌材料,依据其抗菌机制和抑菌圈测定法的基本原理,着重探讨其抗菌性能粉末抑菌圈法测定影响因素,并进行试验研究。研究结果表明,该测定方法的影响因素有粉末试样质量m、玻璃环直径do、粉末试样颗粒度、粉末试样在玻璃环中堆积的密实程度和营养琼脂培养基中水分含量等。适当增大玻璃环直径、提高粉末试样颗粒度和营养琼脂培养基中的水分,有利于增大抗菌材料试样的抑菌圈直径。因而通过控制主要影响因素能提高该测定方法的灵敏度,减小其测量误差,以提高其准确性和重复性。