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硫掺杂氮化碳纳米片棒状聚集体用于光催化析氢

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Science China Materials 2023年第12期66卷 4669-4679页

作者：林斯颖吴宝刚李琪肖旭东郑芒刘佳男谢颖蒋保江 School of Chemistry and Materials Science Heilongjiang UniversityHarbin 150080China College of Materials Science and Chemical Engineering Harbin Engineering UniversityHarbin 150001China

合成具有较宽吸收光谱的少层氮化碳是一个具有吸引力的课题.杂原子掺杂(特别是硫掺杂)可以有效地避免纳米级片层氮化碳中由于量子限制效应所引起的带隙加宽.与二次煅烧硫化不同的是,预硫化超分子前驱体可以原位地形成硫掺杂氮化碳纳米... 详细信息

合成具有较宽吸收光谱的少层氮化碳是一个具有吸引力的课题.杂原子掺杂(特别是硫掺杂)可以有效地避免纳米级片层氮化碳中由于量子限制效应所引起的带隙加宽.与二次煅烧硫化不同的是,预硫化超分子前驱体可以原位地形成硫掺杂氮化碳纳米片堆叠聚集体(SCN).这种少层的框架结构呈现出了更大的比表面积(139.06 m^(2)g^(−1)),暴露了更多的活性位点.此外,硫的引入使原七嗪环的共轭结构发生扭曲,从而通过激活价带电子的n→π*跃迁而缩小带隙.在模拟日光条件下,SCN0.8(3925.8μmol g^(−1)h^(−1))的析氢速率是块体氮化碳(BCN,485.2μmol g^(−1)h^(−1))的8.1倍.本工作旨在最大限度地利用杂原子掺杂和形态调控的协同效应来提高光催化活性,且为光催化剂的多维同步优化提供了新的视角.

关键词： sulfur-doped carbon nitride few-layer supramolecular self-assembly photocatalysis hydrogen evolution

管状g-CN/ZnInS纳米片异质结通过促进电荷分离实现高效光催化合成HO(英文)

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Science China Materials 2022年

作者：王俊霞郭昌梁江勇万家峰郑冰李玉鑫蒋保江

过氧化氢(HO)是一种环保的活性氧和重要的绿色氧化剂.然而,到目前为止,实现高效和绿色可持续HO生产仍然面临挑战.本文中,我们展示了管状氮化碳(TCN)和ZnInS(ZIS)纳米片(TCN/ZIS)异质结的光催化产HO性能:3小时内HO的生产速率为2.77 mmol ...

过氧化氢(HO)是一种环保的活性氧和重要的绿色氧化剂.然而,到目前为止,实现高效和绿色可持续HO生产仍然面临挑战.本文中,我们展示了管状氮化碳(TCN)和ZnInS(ZIS)纳米片(TCN/ZIS)异质结的光催化产HO性能:3小时内HO的生产速率为2.77 mmol gh,分别为单独的TCN和ZIS的3.4倍和23.1倍.实验结果表明,TCN/ZIS异质结优异的光催化活性主要源于ZIS促进了电荷分离,从而通过将O还原为·O~-,然后生成HO来实现质子耦合电子转移过程.该工作提出了一种高效、绿色的HO生产策略,对环境修复具有重要科学意义和实用价值.

关键词：

氧化铟表面构建Mo单原子活性位点用于光催化合成氨基酸

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Science China Materials 2022年第5期65卷 1285-1293页

作者：郑芒李琪刘明洋刘佳男赵陈肖旭东王洪丽周靖张莉平蒋保江 School of Chemistry and Materials Science Heilongjiang UniversityHarbin 150080China College of Material Science and Chemical Engineering Harbin Engineering UniversityHarbin 150001China Dalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of SciencesDalian 116023China Department of Mechanical and Energy Engineering Southern University of Science and TechnologyShenzhen 518055China Shanghai Institute of Applied Physics Chinese Academy of SciencesShanghai 201800China

In_(2)O_(3)作为一种n型半导体,被认为是合成氨基酸最有前途的光催化剂之一,然而In_(2)O_(3)自身在光生电荷动力学方面存在不足.我们通过一步溶剂热和煅烧法合成了具有多孔棒状结构的Mo原子掺杂In_(2)O_(3)(Mo-In_(2)O_(3)).在可见光照... 详细信息

In_(2)O_(3)作为一种n型半导体,被认为是合成氨基酸最有前途的光催化剂之一,然而In_(2)O_(3)自身在光生电荷动力学方面存在不足.我们通过一步溶剂热和煅烧法合成了具有多孔棒状结构的Mo原子掺杂In_(2)O_(3)(Mo-In_(2)O_(3)).在可见光照射下,将Mo-In_(2)O_(3)用于乳酸转化为丙氨酸的反应,实现了81%的转化率和91%的选择性.光谱技术和密度泛函理论计算表明, Mo原子引入了略低于In_(2)O_(3)导带的缺陷能级,改善了光生电子-空穴对的分离效率.此外, In_(2)O_(3)表面上的Mo原子形成新的吸附和反应活性中心,可显著提高催化反应速率.本工作为开发过渡金属单原子修饰的半导体光催化剂应用于氨基酸生产提供了理论基础.

关键词： photocatalysis In_(2)O_(3) transition metal doping charge transfer organic synthesis

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纳米TiO2的形态控制及合成机制研究

纳米TiO2的形态控制及合成机制研究

作者：蒋保江黑龙江大学

学位级别：硕士

本论文采用“软模板法”，利用在线形成的油酸胺盐(C17H33COONH(CH3)3)棒状反胶束作为模板剂及结构导向剂，Ti(OBu)4为反应前驱体，利用在线形成的棒状反胶束为反应模板，同时控制各种反应条件在过量的油酸中成功制备了结构稳定的锐钛矿... 详细信息

本论文采用“软模板法”，利用在线形成的油酸胺盐(C17H33COONH(CH3)3)棒状反胶束作为模板剂及结构导向剂，Ti(OBu)4为反应前驱体，利用在线形成的棒状反胶束为反应模板，同时控制各种反应条件在过量的油酸中成功制备了结构稳定的锐钛矿型TiO2纳米棒。同时采用XRD、FT-IR、TEM等现代表征手段对一维结构形成机制及其影响因素进行深入分析。在TiO2形态控制过程中，利用C17H33COONH(CH3)3棒状反胶束“软模板”，控制TiO2晶核生长过程中的参数实现了控制纳米粒子形貌的目的，合成出的样品为直径约3～4nm、长度约12～15nm的锐钛矿相TiO2纳米棒，通过XRD与HRTEM分析可知：TiO2纳米棒沿(001)方向生长。改变合成TiO2的反应条件，对所制备TiO2纳米棒样品进行XRD、FT-IR、TEM等表征，进一步分析了影响TiO2纳米棒的生长因素以及形成机制，合成机制可归纳如下： (1)油酸和三甲胺在低温下合成油酸胺盐(C17H33COONH(CH3)3)棒状反胶束，在反胶束空间限域及胺基选择性吸附特定晶面的协同作用下能够合成锐钛矿型TiO2纳米棒。 (2)当体系中三甲胺不存在时，钛酸四丁酯在油酸与水形成的球状反胶束中发生水解生成球形纳米TiO2。 TiO2纳米棒的最佳合成条件：晶化温度80～90℃、晶化时间24和。增加水钛比、降低油钛比均能够促进TiO2一维定向生长。

关键词： TiO2 软模板法纳米棒油酸

混晶相梭形TiO_2的构筑及其光催化分解水制氢性能研究（英文）

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Science China Materials 2015年第5期58卷 363-369页

作者：郝荣蒋保江李明霞谢颖付宏刚 Key Laboratory of Functional Inorganic Material Chemistry Ministry of Education of China Heilongjiang University

本文采用一种简单的方法制备了混晶相(锐钛矿/板钛矿)纺锤形二氧化钛.首先,硫酸氧钛被选择为前驱体,通过水热合成以及惰性气氛下的热处理过程,得到一系列混晶相(锐钛矿/板钛矿)二氧化钛,其中,组成为85.5%锐钛矿、14.5%板钛矿的二氧化钛... 详细信息

本文采用一种简单的方法制备了混晶相(锐钛矿/板钛矿)纺锤形二氧化钛.首先,硫酸氧钛被选择为前驱体,通过水热合成以及惰性气氛下的热处理过程,得到一系列混晶相(锐钛矿/板钛矿)二氧化钛,其中,组成为85.5%锐钛矿、14.5%板钛矿的二氧化钛具有最优异的光催化分解水制氢活性,产氢速率为290.2μmol h-1.研究发现锐钛矿/板钛矿晶相间异质结的存在能够有效的分离光生载流子,同时进一步提高对电子的捕获,实现光催化分解水制氢效率的显著提高,这种基于硫酸氧钛水热合成方法得到的高活性光催化剂在制氢领域具有潜在的应用价值.

关键词：分解水制氢 TiO2 硫酸氧钛硫酸盐 HRTEM XPS MC 光催化光化学反应混晶晶体

为理解而学·为思维而教:课堂教学变革的价值意蕴与实践理路——以中学语文教学为例

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中小学管理 2024年第5期 56-59页

作者：蒋保华江苏省南京市秦淮区教师发展中心/南京航空航天大学江苏南京210002

面对人工智能技术迅速迭代带来的冲击,课堂教学变革应树立“为理解而学,为思维而教”的价值追求,为学生搭建思维与行动的大模型、构建复杂的应用场景,促进学生基于本质性理解的灵活性迁移。只有通过浸入复杂性情境、开展长程性探索、生... 详细信息

面对人工智能技术迅速迭代带来的冲击,课堂教学变革应树立“为理解而学,为思维而教”的价值追求,为学生搭建思维与行动的大模型、构建复杂的应用场景,促进学生基于本质性理解的灵活性迁移。只有通过浸入复杂性情境、开展长程性探索、生成本质性理解的语文学习,学生才能形成学科核心素养。落实素养培育的语文课堂教学需把握四个关键要素—提炼大主题、设计大单元、编织大任务、生成大观念,由此帮助学生获得符号的认知、经验的习得、问题的解决,促进生活的理解、意义的建构、文化的创造。

关键词：素养导向语文教学复杂性情境本质性理解大主题大单元大任务大观念

ABO_3型钙钛矿结构的可见光光催化剂LaCo_(0.5)Ti_(0.5)O_3的设计与合成

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高等学校化学学报 2007年第3期28卷 415-418页

作者：杨立滨井立强李姝丹蒋保江付薇付宏刚黑龙江大学化学化工与材料学院物理化学实验室

采用溶胶-凝胶法在较低温度条件下设计合成了新型的具有ABO3型钙钛矿结构的三元金属复合氧化物LaCo0.5Ti0.5O3.通过TG-DTA,XRD,XPS,UV-VisDRS等测试技术和可见光光催化活性测试对其进行了表征.结果表明,与LaCoO3和La2Ti2O7相比,LaCo0.5T... 详细信息

采用溶胶-凝胶法在较低温度条件下设计合成了新型的具有ABO3型钙钛矿结构的三元金属复合氧化物LaCo0.5Ti0.5O3.通过TG-DTA,XRD,XPS,UV-VisDRS等测试技术和可见光光催化活性测试对其进行了表征.结果表明,与LaCoO3和La2Ti2O7相比,LaCo0.5Ti0.5O3样品表现出相对较高的可见光光催化活性,并且合成温度较低.这是由于原料中的Co2+和Ti4+离子通过电荷补偿作用使产物B位的两种金属均以+3价氧化态分布所致.

关键词：钙钛矿 LaCo0.5Ti0.5O3 溶胶-凝胶法可见光光催化

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溅射方式对NbN薄膜结构及热稳定性的影响

材料科学与工程学报 2010年第3期28卷 458-462页

作者：张宏森丁明惠张丽丽蒋保江黑龙江科技学院现代分析测试研究中心黑龙江哈尔滨150027 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150001 黑龙江大学化学化工与材料学院黑龙江哈尔滨150086

用射频磁控溅射和直流磁控溅射的方法分别在Si(100)衬底和Cu膜间制备了30nm的NbN薄膜,Cu/NbN/Si样品在高纯氮气保护下退火至700℃。用四探针电阻测试仪(FPP)、AFM、SEM、XRD、AES研究了溅射方式对NbN薄膜扩散阻挡性能的影响。退火前XRD... 详细信息

用射频磁控溅射和直流磁控溅射的方法分别在Si(100)衬底和Cu膜间制备了30nm的NbN薄膜,Cu/NbN/Si样品在高纯氮气保护下退火至700℃。用四探针电阻测试仪(FPP)、AFM、SEM、XRD、AES研究了溅射方式对NbN薄膜扩散阻挡性能的影响。退火前XRD结果表明,直流溅射制备的NbN薄膜为典型的晶态结构,射频溅射制备的薄膜为典型的非晶态结构。高温退火后的XRD、SEM、FPP、AES研究结果表明非晶态结构的NbN薄膜有更好的扩散阻挡性能,700℃时仍能很好地阻挡Cu原子的扩散。

关键词： NbN薄膜扩散阻挡层 Cu互连磁控溅射

膨胀石墨层间生长高活性氧化锌及其光催化性能

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高等学校化学学报 2012年第11期33卷 2544-2548页

作者：蒋保江王鹏飞侯宗伟乔英杰付宏刚哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001 黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室哈尔滨150080

以醋酸锌和膨胀石墨为原料,采用真空辅助压力诱导手段使反应溶液注入膨胀石墨层间,在180℃下溶剂热反应12 h,一步得到氧化锌纳米棒/石墨烯复合光催化剂,采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等对复合光催化剂的结构和形貌进行了表... 详细信息

以醋酸锌和膨胀石墨为原料,采用真空辅助压力诱导手段使反应溶液注入膨胀石墨层间,在180℃下溶剂热反应12 h,一步得到氧化锌纳米棒/石墨烯复合光催化剂,采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等对复合光催化剂的结构和形貌进行了表征.结果表明,合成的氧化锌纳米棒具有六方晶系纤锌矿结构;氧化锌纳米棒在石墨烯表面分散性较好,其平均直径约50 nm,长度约150～200 nm.所得氧化锌纳米棒/石墨烯复合材料对亚甲基蓝的降解效率优于目前应用最广泛的光催化剂Degussa P25.

关键词：氧化锌纳米棒石墨烯复合体亚甲基蓝光催化膨胀石墨