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g-C3N4基复合光催化材料的构建及光催化性能研究

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g-C3N4基复合光催化材料的构建及光催化性能研究

作者：施凯旋内蒙古科技大学

学位级别：硕士

石墨相氮化碳(g-CN)作为非金属聚合物,是一种优良的n型半导体,具有独特的光电特性和物理化学性质,被广泛应用于光催化降解有机物废水领域,但g-CN光催化材料存在光生载流子复合率高,能量转换效率低的问题,限制了其实际应用。本文针对块体... 详细信息

石墨相氮化碳(g-CN)作为非金属聚合物,是一种优良的n型半导体,具有独特的光电特性和物理化学性质,被广泛应用于光催化降解有机物废水领域,但g-CN光催化材料存在光生载流子复合率高,能量转换效率低的问题,限制了其实际应用。本文针对块体g-CN比表面积低的问题,采用高温缩聚法提高其比表面积;进一步采用水热法,将其与带隙适中的BiOBr进行复合形成复合光催化剂;选择电子转移能力优良的氧化石墨烯(GO)与g-CN复合制备复合光催化剂进一步降低其光生载流子复合率。主要围绕复合材料的物相和微观结构、光学性质、光电催化行为对其光催化性能进行系统探究。本文采用高温缩聚法利用尿素、硫脲、双氰胺和三聚氰胺等不同前驱体制备g-CN,系统探究不同前驱体及热解条件对所得g-CN结构和性能的差异,选出的最佳前驱体为尿素,热解温度为550℃,热解时间为240 min。最优条件下所得g-CN形貌呈较薄的纳米层状结构,且具有丰富的孔洞;对可见光具有较强的吸收能力,其禁带宽度为2.47 e V,且其光生载流子复合率最低;在可见光下降解Rh B的实验表明,120 min时降解率达到96.46%,可归因于其大的比表面积和较低的光生载流子复合率。本文采用水热法制备BiOBr与g-CN质量比分别为25%、50%、75%、100%的复合光催化剂,SEM结果表明BiOBr、g-CN和BiOBr/g-CN的形貌均为片层状结构,BiOBr/g-CN中各元素的均匀分布表明二者实现了均匀复合。可见光下对Rh B的光催化吸附和降解结果表明,复合BiOBr后g-CN的光催化活性均有所增强,其中75%BiOBr/CN在光照10 min时,对Rh B的降解率可达81.44%,同时5次循环使用实验表明该光催化剂稳定性良好;光电催化表明其具有稳定的光电流及较小的界面电荷转移电阻。进一步的自由基捕获实验发现,光催化体系中起主要降解作用的是超氧自由基(O)和光生空穴(h)。本文还采用超声负载法将g-CN负载到GO上,得到GO和g-CN质量比分别为1%、2%、3%、4%的复合光催化剂。SEM结果表明GO/g-CN具有相互连通的多孔结构。通过UV-vis DRS和PL分析发现GO/g-CN比g-CN具有更强的光吸收能力和更高的光生载流子分离效率。光催化降解Rh B实验表明,GO/g-CN具有更高的光催化活性,其中GO/CN-2%样品光照60 min内对Rh B的降解率达到98%,5次循环使用实验表明该光催化剂稳定性良好。复合GO使得g-CN的电子传导能力增强,从而促进了光催化活性的提高。该方法具有成本低廉和环境友好等优点,为光催化材料的制备及应用提供了新的思路。

关键词：光催化石墨相氮化碳半导体复合有机物降解

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铈锆共掺杂对二氧化钛光催化性能的影响研究

功能材料 2020年第9期51卷 9104-9108,9125页

作者：施凯旋王瑞芬安胜利内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古先进陶瓷材料与器件重点实验室内蒙古包头014010

采用稀土元素Ce及金属元素Zr对TiO2进行掺杂改性,通过溶胶凝胶法制备了几种掺杂比例不同的TiO2光催化剂,对所得Ce,Zr-TiO2催化剂进行了结构、光谱表征和光催化性能测试,并考察了铈锆掺杂对样品疏水性能的影响。通过X射线衍射(XRD)物相... 详细信息

采用稀土元素Ce及金属元素Zr对TiO2进行掺杂改性,通过溶胶凝胶法制备了几种掺杂比例不同的TiO2光催化剂,对所得Ce,Zr-TiO2催化剂进行了结构、光谱表征和光催化性能测试,并考察了铈锆掺杂对样品疏水性能的影响。通过X射线衍射(XRD)物相分析表明,制得的样品均为锐钛矿型TiO2,且掺杂铈锆后使TiO2的晶格发生了膨胀;SEM结果表明所得样品形貌均呈海绵状,且粒径分布较为均匀;紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)测试结果表明掺杂铈锆后的TiO2对可见光吸收能力增强,光吸收范围增大;荧光光谱(PL)测试得出,掺杂铈锆后的TiO2样品中电子-空穴对复合几率减小,载流子寿命增加。水接触角(WCA)实验表明,掺杂铈锆后样品的疏水性有所增强。光催化结果表明,光降解时间为140min时,以300W氙灯为光源,样品0.5%M-TiO2对罗丹明B和亚甲基蓝溶液降解率最高,分别达到61.95%和49.61%。

关键词：二氧化钛铈锆共掺杂光催化剂降解率

MoS_(2)/g-C_(3)N_(4)S型异质结的构建及光催化性能研究

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无机材料学报 2023年第10期38卷 1176-1182页

作者：马润东郭雄施凯旋安胜利王瑞芬郭瑞华内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010 稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室包头014010

制备高效稳定的光催化剂对于光催化技术的发展至关重要。本研究采用超声辅助沉积加低温煅烧的方法制备了2H相MoS_(2)/g-C_(3)N_(4)S型异质结光催化剂(MGCD),并综合考察了材料的相结构、微观形貌、光吸收性能、X射线光电子能谱、电化学... 详细信息

制备高效稳定的光催化剂对于光催化技术的发展至关重要。本研究采用超声辅助沉积加低温煅烧的方法制备了2H相MoS_(2)/g-C_(3)N_(4)S型异质结光催化剂(MGCD),并综合考察了材料的相结构、微观形貌、光吸收性能、X射线光电子能谱、电化学交流阻抗和光电流等对光催化性能的影响。结果表明:经过超声辅助沉积-煅烧处理,MoS_(2)微米球发生破碎分散结合在g-C_(3)N_(4)纳米片层表面上并形成异质结。可见光下5%MGCD(添加5%MoS_(2))对罗丹明B(RhB)在20 min时的降解率达到了99%,且样品重复使用5次后对RhB的降解率仍能达到95.2%,表现出良好的光催化性能及稳定性。从内建电场形成的角度进一步分析表明,异质结中MoS_(2)与g-C_(3)N_(4)间耦合形成的内建电场引起的能带弯曲可以有效引导载流子的定向迁移,并促进光生载流子的分离,从而提高了光催化反应效率。异质结光催化剂的自由基捕获实验表明:O_(2)^(–)和·OH在催化降解RhB中是主要的活性物种,h^(+)的贡献次之。

关键词：石墨相氮化碳 MoS_(2) S型异质结稳定性光催化机理

二维BiOBr/g-C_(3)N_(4)光催化材料的构建及性能研究

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稀有金属材料与工程 2023年第6期52卷 2236-2242页

作者：王瑞芬施凯旋郭雄安胜利宋金玲内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古包头014010

高效、稳定光催化材料的开发是光催化技术应用的关键,以尿素、硝酸铋和溴化钾等为原料,通过一步水热法制备了BiOBr/g-C_(3)N_(4)(Bix/CN)光催化剂,结合紫外-可见吸收光谱结果计算出BiOBr和g-C_(3)N_(4)的导带位置在0.52和-1.1 eV,价带... 详细信息

高效、稳定光催化材料的开发是光催化技术应用的关键,以尿素、硝酸铋和溴化钾等为原料,通过一步水热法制备了BiOBr/g-C_(3)N_(4)(Bix/CN)光催化剂,结合紫外-可见吸收光谱结果计算出BiOBr和g-C_(3)N_(4)的导带位置在0.52和-1.1 eV,价带位置在3.38和1.55 eV处,光电催化及荧光测试中Bix/CN表现出较高的光电流和较低的电荷转移电阻,说明复合可有效降低光催化材料中电子-空穴的复合率,其中Bi3/CN在可见光辐射10 min下,对水溶液中罗丹明B的总去除率可达到81.35%,循环使用5次后对RhB的总去除率仅下降了6%。复合材料光催化效率的提高主要依赖于2种二维单体的有效耦合,光电催化和自由基捕获试验结果表明,g-C_(3)N_(4)导带上活性物种·O_(2)^(-)的有效生成是复合材料光催化性能提高的本质原因。

关键词：石墨相氮化碳溴氧化铋复合光催化降解机制

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地铁维保施工全流程数字化管控的探索与实践

电气自动化 2024年第3期46卷 116-118页

作者：金蔚霄王少波施凯旋上海电气自动化集团有限公司研发中心-工业软件室上海200023

对地铁维保施工生产业务与适用于全流程生产业务管理的数字化平台的规划建设进行探索与研究。全面梳理了地铁维保施工生成业务,并针对性地进行了数字化管理平台的设计与开发。所开发的地铁维保施工全流程数字化管控平台在某地铁维保公... 详细信息

对地铁维保施工生产业务与适用于全流程生产业务管理的数字化平台的规划建设进行探索与研究。全面梳理了地铁维保施工生成业务,并针对性地进行了数字化管理平台的设计与开发。所开发的地铁维保施工全流程数字化管控平台在某地铁维保公司进行了实际应用,提高了地铁维保生产效率与全流程管控效率。所述数字化管控平台的规划建设方案可为业内施工管理相关数字化平台建设提供参考。

关键词：轨道交通地铁维保施工管理数字化平台

RE-N-TiO_2光催化剂的制备与光催化性能研究

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内蒙古科技大学学报 2018年第2期37卷 147-150页

作者：王瑞芬宋金玲王青春李裕施凯旋安胜利内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010

通过溶胶-凝胶法制备了形貌为近球状的RE-N共掺杂二氧化钛,XRD结果表明掺杂能使TiO_2的粒径变小.紫外-可见吸收光谱得出,共掺杂样品Ce-N1-TiO_2的吸收带边波长红移至559 nm,禁带宽度减小至2.22 e V,荧光光谱测试表明共掺杂可减小TiO_2... 详细信息

通过溶胶-凝胶法制备了形貌为近球状的RE-N共掺杂二氧化钛,XRD结果表明掺杂能使TiO_2的粒径变小.紫外-可见吸收光谱得出,共掺杂样品Ce-N1-TiO_2的吸收带边波长红移至559 nm,禁带宽度减小至2.22 e V,荧光光谱测试表明共掺杂可减小TiO_2中光生载流子的复合效率,荧光强度最小的为Ce-N2-TiO_2.可见光下降解亚甲基蓝的光催化实验表明,不同共掺杂样品均可以提高二氧化钛对亚甲基蓝的降解率,Ce-N2-TiO_2在150 min时的降解率可达到91%,为同等条件下纯TiO_2的2.4倍.

关键词： RE-N 共掺杂 TiO2 光催化氧化溶胶-凝胶法

针灸联合药物治疗阳虚兼气滞型老年功能性便秘的临床疗效及对情绪障碍的影响

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中国针灸 2025年

作者：孙蒙陈凯旋河南省中医院/河南中医药大学第二附属医院肛肠科

目的：观察针灸联合药物治疗阳虚兼气滞型老年功能性便秘的临床疗效及对情绪障碍的影响。方法：将86例阳虚兼气滞型老年功能性便秘患者随机分为针灸组（43例，脱落1例，剔除1例）和西药组（43例，脱落1例）。西药组予乳果糖口服溶液口... 详细信息

目的：观察针灸联合药物治疗阳虚兼气滞型老年功能性便秘的临床疗效及对情绪障碍的影响。方法：将86例阳虚兼气滞型老年功能性便秘患者随机分为针灸组（43例，脱落1例，剔除1例）和西药组（43例，脱落1例）。西药组予乳果糖口服溶液口服，每日1次；在西药组治疗基础上，针灸组予针刺肠三针（穴取双侧天枢、上巨虚及关元，每次30 min，隔日1次）联合雷火灸（穴取神阙，每次30 min，隔日1次）治疗。两组均治疗4周。于治疗前后评估两组患者便秘症状自评量表（PAC-SYM）评分、排便情况（排便间隔时间、排便时间、排便频率）、中医证候积分、便秘生活质量自评问卷（PAC-QOL）评分、匹兹堡睡眠质量指数（PSQI）评分、焦虑自评量表（SAS）评分、抑郁自评量表（SDS）评分，评定两组临床疗效及安全性。结果：与治疗前比较，治疗后两组患者PAC-SYM评分、排便间隔时间、排便时间、中医证候积分、PAC-QOL评分、SAS评分及SDS评分均降低（P＜0.05），排便频率增加（P＜0.05）；针灸组PSQI评分降低（P＜0.05）。与西药组比较，针灸组治疗后PAC-SYM评分、排便间隔时间、排便时间、中医证候积分、PAC-QOL评分、PSQI评分、SAS评分及SDS评分均降低（P＜0.05），排便频率增加（P＜0.05）。针灸组总有效率为92.7%（38/41），高于西药组73.8%（31/42，P＜0.05）。针灸组不良反应发生率为2.44%（1/41），西药组为4.76%（2/42），两组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。结论：针灸联合药物治疗阳虚兼气滞型老年功能性便秘能改善患者排便情况及情绪障碍，提高生活质量。

关键词：功能性便秘,老年阳虚气滞肠三针雷火灸针灸情绪障碍随机对照试验

斑岩系统中低熔点亲铜元素与稀贵金属赋存状态和富集机制研究:以藏东南普朗超大型斑岩Cu-Au矿床为例

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岩石学报 2025年第2期41卷 621-641页

作者：王大钊梁丰王艳军李凯旋刘家军冷成彪东华理工大学铀资源探采与核遥感全国重点实验室南昌330013 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室南昌330013 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

斑岩铜矿床常伴生大量低熔点亲铜元素(LMCE,包括Te、Se、Bi、Sb、As等)和稀贵金属(NM,包括Au、Ag、PGE),但这些元素的相互作用关系、富集分异机制及其控制因素尚不清楚。普朗斑岩Cu-Au矿床是位于特提斯-喜马拉雅成矿带中的超大型矿床,... 详细信息

斑岩铜矿床常伴生大量低熔点亲铜元素(LMCE,包括Te、Se、Bi、Sb、As等)和稀贵金属(NM,包括Au、Ag、PGE),但这些元素的相互作用关系、富集分异机制及其控制因素尚不清楚。普朗斑岩Cu-Au矿床是位于特提斯-喜马拉雅成矿带中的超大型矿床,矿床中富集伴生元素,具有重要的经济价值,成为探讨这些问题的理想研究对象。本文利用扫描电镜、电子探针及硫化物LA-ICP-MS等原位分析技术对普朗矿床中伴生元素的分布规律、赋存状态及形成过程开展研究。结果表明,LMCE和NM主要以微粒包体形式赋存于硫化物中,并形成富硒方铅矿、辉碲铋矿、辉铋矿、辉硒铋矿、硫银铋矿、银金矿/金银矿、硒银矿、碲银矿、碲钯矿、碲铂矿、砷碲钯矿和富钯辉钴矿等矿物。普朗矿床中的铂族元素矿物(PGM)至少存在早期高温、晚期低温两个阶段的结晶,其中自形粒状的碲钯矿和碲铂矿结晶温度高、结晶空间开阔,可能是高温下直接由LMCE-Pt-Pd熔体固结形成,PGM形成后继续在流体中迁移并被后期结晶的硫化物捕获;而碲银矿±砷锑钯矿±辉碲铋矿±辉铋矿矿物组合具有固溶体分解和二面角等典型的熔体固结结构,推测为低温下NM-LMCE熔体充填在已结晶的硫化物裂隙和孔洞中形成。斑岩铜矿床从岩浆形成到热液出溶再到矿质沉淀的全过程均伴随着LMCE和NM的分异和富集,其中LMCE熔体对NM的高效富集具有重要意义。

关键词：斑岩铜矿低熔点亲铜元素铂族元素富集分异机制普朗

基于有限元协同与BWBN滞回模型多物理引导神经网络的框架结构健康评价及试验研究

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工程力学 2025年

作者：郑凯旋郭惠勇刘晨重庆大学土木工程学院重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室

为了量化结构安全状态并进行健康评价，提出了一种基于有限元协同与BWBN滞回模型的多物理引导神经网络(Multi-Physics Guided Neural Networks， MPGNN)的框架结构健康评价方法。首先通过贝叶斯更新技术(Bayesian Updating，BU)进行有... 详细信息

为了量化结构安全状态并进行健康评价，提出了一种基于有限元协同与BWBN滞回模型的多物理引导神经网络(Multi-Physics Guided Neural Networks， MPGNN)的框架结构健康评价方法。首先通过贝叶斯更新技术(Bayesian Updating，BU)进行有限元模型的BWBN滞回参数识别。然后基于结构相对刚度水平计算有限元模拟及BWBN滞回模型下的结构健康度，以此构建多物理引导模块(Multi-Physics Guided Block， MPG-Block)中的有限元协同项以及物理学理论项，从而引导神经网络学习有限元及BWBN滞回模型中的物理规律，形成多物理引导神经网络。最后，以结构整体、局部监测指标与实际健康度分别作为MPGNN的输入和输出，实现结构健康评价。在此基础上，分别通过数值模拟和试验研究验证了方法的有效性，与其他经典模型对比具有更准确的结构健康评价效果。

关键词：框架结构健康评价多物理引导神经网络有限元协同 BWBN滞回模型参数识别