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高效降解盐酸四环素的CdS/BiOCl复合光催化剂的制备及性能

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材料导报 2024年第6期38卷 117-124页

作者：王海涛施宝旭赵晓旭常娜天津工业大学环境科学与工程学院天津300387 天津工业大学化学工程与技术学院天津300387

采用水热法制备了BiOCl超薄纳米片,并将CdS纳米晶体沉积于BiOCl表面制备CdS/BiOCl复合光催化剂。XRD测试结果证明CdS的沉积不会改变BiOCl的晶体结构。XPS测试结果表明CdS/BiOCl复合材料已被成功合成。SEM及HRTEM测试结果证明,CdS纳米晶... 详细信息

采用水热法制备了BiOCl超薄纳米片,并将CdS纳米晶体沉积于BiOCl表面制备CdS/BiOCl复合光催化剂。XRD测试结果证明CdS的沉积不会改变BiOCl的晶体结构。XPS测试结果表明CdS/BiOCl复合材料已被成功合成。SEM及HRTEM测试结果证明,CdS纳米晶体均匀沉积在BiOCl的表面。荧光光谱分析数据表明CdS/BiOCl复合材料的电子-空穴分离效果得到有效提高,均优于纯BiOCl材料,且随着Cd(Ac)_(2)·2H_(2)O添加量的增加,复合材料的荧光光谱强度呈现先减弱后增强的现象。根据紫外可见漫反射光谱及XPS价带谱测试结果,计算出复合材料的价带与导带电位。以盐酸四环素作为模拟污染物评价光催化剂的活性,结果表明,CdS/BiOCl复合材料光催化活性更高,仅需经过5 min的可见光照射后,优选的CdS/BiOCl(CB-8)复合材料对盐酸四环素的去除率可达70.6%,为纯BiOCl的16.2倍。最终,根据XPS价带谱和活性物种捕获实验结果推测了CdS/BiOCl复合光催化剂的光催化反应机理。

关键词：光催化氯氧化铋硫化镉盐酸四环素异质结

不同形貌g-C_(3)N_(4)光催化剂的制备及性能

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材料导报 2024年第4期38卷 51-57页

作者：刘月琴王海涛郭建峰赵晓旭常娜天津工业大学环境科学与工程学院天津300387 天津工业大学化学工程与技术学院天津300387

本工作制备了四种形貌的g-C_(3)N_(4)光催化剂,分别为不规则疏松片状g-C_(3)N_(4)-4、不均匀致密颗粒状g-C_(3)N_(4)-8、管状g-C_(3)N_(4)-24以及不规则管状g-C_(3)N_(4)-32。XRD和XPS测试结果证明四种g-C_(3)N_(4)光催化剂的成功制备。光电性能测试结果表明,中空管状g-C_(3)N_(4)-24具有良好的可见光响应、最小的阻抗及最佳的光电流响应,光生电子和空穴的分离效果最好。以碱性品红(Fuchsin basic)为模拟污染物,考察g-C_(3)N_(4)-24光催化剂的光催化降解性能,结果表明,在可见光的条件下,90 min内其对碱性品红的降解效果能达到86.7%。最后根据活性物种捕获实验对g-C_(3)N_(4)-24光催化剂的光催化机理进行研究,发现·O_(2)^(-)、h^(+)和·OH均为碱性品红降解过程中的活性物质,其中·O_(2)^(-)为最主要的活性物种。

关键词：光催化 g-C_(3)N_(4) 中空管状形貌可见光

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钙钛矿复合氧化物催化剂研究进展

硅酸盐学报 2024年第1期52卷 305-321页

作者：王玲玲邵伟韩飞邹俊华陈伟胡银章芬施梓胜江西省科学院应用化学研究所南昌330096 江西省科学院能源研究所南昌330096 南昌航空大学环境与化学工程学院南昌330063

钙钛矿复合氧化物催化剂因其电子结构可调、物性丰富、组成灵活、环保等特性而备受关注。讨论了溶胶凝胶法、共沉淀法、微乳液法、水热/溶剂热法等钙钛矿复合氧化物催化剂制备方法及其优缺点,综述了钙钛矿复合氧化物在热催化、光催化、... 详细信息

钙钛矿复合氧化物催化剂因其电子结构可调、物性丰富、组成灵活、环保等特性而备受关注。讨论了溶胶凝胶法、共沉淀法、微乳液法、水热/溶剂热法等钙钛矿复合氧化物催化剂制备方法及其优缺点,综述了钙钛矿复合氧化物在热催化、光催化、电催化以及协同催化中的应用和催化剂性能优化,重点考察了其在CO_(2)还原和甲烷活化等方面的催化性能及其催化机理,最后总结了钙钛矿复合氧化物催化剂在催化CO_(2)还原和甲烷活化等方面存在的问题,并展望了钙钛矿复合氧化物催化剂的发展前景,以期为研发更加高效、稳定的钙钛矿复合氧化物催化剂提供借鉴。

关键词：钙钛矿复合氧化物催化剂二氧化碳还原甲烷活化

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卤化物钙钛矿敏感材料及其气敏传感应用

硅酸盐学报 2024年第1期52卷 292-304页

作者：韩飞王玲玲陈伟胡银章芬邵伟江西省科学院能源研究所南昌330096 江西省科学院应用化学研究所南昌330096 南昌航空大学环境与化学工程学院南昌330063

近年来,卤化物钙钛矿材料的光物理性质被充分研究,因其具有高电子迁移率和双极性电荷传输等特性,在室温气敏传感领域具有广阔的应用前景。本综述介绍了卤化物钙钛矿材料及其气敏传感应用,调研了卤化物钙钛矿气敏传感材料的研究现状,详... 详细信息

近年来,卤化物钙钛矿材料的光物理性质被充分研究,因其具有高电子迁移率和双极性电荷传输等特性,在室温气敏传感领域具有广阔的应用前景。本综述介绍了卤化物钙钛矿材料及其气敏传感应用,调研了卤化物钙钛矿气敏传感材料的研究现状,详细探讨了不同体系卤化物钙钛矿气敏传感器在NO_(x)、NH_(3)、H_(2)S、挥发性有机化合物(VOCs)以及其他有毒、有害气体检测方面的性能参数和传感机制,最后展望了卤化物钙钛矿气敏传感器的发展趋势,以期为进一步提高器件性能和拓展器件应用提供参考。

关键词：卤化物钙钛矿传感器气敏性能传感机制

基于单原子铁催化剂的过一硫酸盐高级氧化过程: 配位结构和活性组分

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 15-37页

作者：程成任伟张晖段晓光王少彬武汉大学资源与环境科学学院环境科学与工程系湖北武汉430079 阿德莱德大学化学工程学院澳大利亚南澳阿德莱德

随着全球工业化的迅速发展,大量有毒污染物不断排入水体中,对水生态系统和人类健康构成了严重威胁.为应对这一挑战,人们发展高级氧化技术,其通过产生活性自由基,能够氧化并矿化有毒污染物.其中,利用非均相催化剂活化的过一硫酸盐高级氧... 详细信息

随着全球工业化的迅速发展,大量有毒污染物不断排入水体中,对水生态系统和人类健康构成了严重威胁.为应对这一挑战,人们发展高级氧化技术,其通过产生活性自由基,能够氧化并矿化有毒污染物.其中,利用非均相催化剂活化的过一硫酸盐高级氧化过程可产生多种非自由基活性物种,如单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价态金属,这些物种具有选择性氧化特定污染物的能力.为了实现对污染物的精准处理,需要合理设计与调控非均相催化剂的结构,以选择性地产生自由基/非自由基物种.单原子催化剂具有较高的原子利用效率和明确可调控的活性位点结构,可高效且选择性活化过一硫酸盐,并产生多种活性组分.然而,由于活性组分多元的生成路径及其之间复杂的相互作用,目前对于单原子催化剂在过一硫酸盐活化过程中的结构-活性/选择性关系尚未得到深入揭示.因此,本研究旨在通过深入探究单原子催化剂的结构与性能关系,为优化催化剂设计、提升污染物处理效率提供科学依据.本文围绕最具代表性的单原子铁系催化剂,系统分析并总结了在过一硫酸盐高级氧化过程中的结构-活性/选择性关系.首先,简要介绍了单原子铁催化剂的制备方法和表征手段,以及活性位点结构的生成过程.然后,深入分析了单原子铁催化剂活化过一硫酸盐过程的研究进展和反应特性.从理论与实验角度,详细阐述了过一硫酸盐活化过程中活性物种产生的反应原理.具体来说,探讨了自由基、单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价铁组分在不同单原子铁位点上的生成机理及鉴别方法.进一步地,分析了单原子铁催化剂活性位点的几何结构和电子结构性质对活性物种产生的影响,总结了调控活性位点的有效手段.在此基础上,建立单原子铁催化剂结构与产生活性组分之间的结构-活性/选择性关系,以期为非均相过一硫酸盐活化剂的设计提供理论指导.最后,本文还指出了基于单原子催化剂的过一硫酸盐高级氧化过程所面临的挑战,并展望了未来的发展方向.未来,应进一步发展原位/工况条件下的表征技术,以精准捕捉活化过程中活性位点的结构演变和关键反应中间体的生成,从而更深入地揭示反应机理;此外,设计具有双金属位点的催化剂,可优化多步骤反应中不同反应中间体的吸附与电荷转移过程,实现协同催化效果.本文期望为深入理解过一硫酸盐高级氧化技术的反应机理和开发高效选择性的单原子环境催化剂提供有益借鉴.

关键词：过一硫酸盐活化单原子铁催化剂自由基非自由基水处理环境修复

量子态叠加的事件发生柔性逻辑统一表达式研究

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西北工业大学学报 2024年第4期42卷 774-782页

作者：崔铁军李莎莎沈阳理工大学环境与化学工程学院辽宁沈阳110159

为了确定原因事件导致结果事件过程中蕴含的多逻辑关系,提出以多量子态叠加为基础的事件发生柔性逻辑统一表达式。根据任意多事件间逻辑关系可简化为两事件逻辑关系的前提,研究了20种柔性逻辑关系转化为事件发生逻辑表达式的形式,选择其... 详细信息

为了确定原因事件导致结果事件过程中蕴含的多逻辑关系,提出以多量子态叠加为基础的事件发生柔性逻辑统一表达式。根据任意多事件间逻辑关系可简化为两事件逻辑关系的前提,研究了20种柔性逻辑关系转化为事件发生逻辑表达式的形式,选择其中16种建立了四量子态叠加的事件发生柔性逻辑统一表达式。研究这16种逻辑关系,进一步确定了8种无明显相关性的逻辑关系,最终形成了三量子态叠加的事件发生柔性逻辑统一表达式。研究表明:所建表达式能同时表达8种逻辑关系叠加状态,可得到结果事件发生概率中不同逻辑的构成形式,分析了所建表达式的特点和求解过程中可能遇到的问题,并通过实例分析说明了方法的使用过程和作用。研究成果可用于系统故障演化过程中,原因事件导致结果事件的逻辑关系统一表达及故障发生概率确定。

关键词：安全系统工程量子叠加多量子态柔性逻辑事件发生概率

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带有非均质刚柔耦合翼的无人机边界控制

工程科学学报 2024年第9期46卷 1574-1581页

作者：付云肖澳刘备余运俊黄玉水万晓凤南昌大学信息工程学院南昌330031

随着无人机技术的快速发展及工程应用需求的不断增长,具有隐蔽性好、快速灵活及经济性能好等许多优点的扑翼无人机在国民经济生活中发挥着越来越重要的作用.然而,受无人机使用环境限制及自身快速机动运行的特点,扑翼无人机的机翼通常存... 详细信息

随着无人机技术的快速发展及工程应用需求的不断增长,具有隐蔽性好、快速灵活及经济性能好等许多优点的扑翼无人机在国民经济生活中发挥着越来越重要的作用.然而,受无人机使用环境限制及自身快速机动运行的特点,扑翼无人机的机翼通常存在连续高频振动,这些不理想的振动会影响系统的稳定性及无人机使用寿命.因此,本文研究带有刚柔耦合翼的扑翼无人机的振动抑制及姿态控制问题.首先,考虑外部干扰对扑翼无人机系统的影响,运用哈密顿原理,将由均质刚性连杆链接非均质柔性连杆组成的扑翼系统建模为无穷维分布参数系统.随后,基于反步法,设计两个边界控制律来镇定系统.运用鲁棒控制策略,构建辅助输入信号及干扰自适应律来抵消外部干扰的影响.通过在无人机本体及刚柔耦合翼的链接处布置传感器及执行器来抵消柔性翼的振动并调节刚性翼及柔性翼的姿态至期望角位置.其后,运用李雅普诺夫稳定性理论严格证明了闭环系统的一致有界稳定性.最后,开展数值仿真实验来证明所设计控制方案的可行性及控制效果.

关键词：刚柔耦合翼分布参数系统振动抑制姿态控制干扰抑制

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抗体片段在铂纳米粒子表面的构象重构

生物化学与生物物理进展 2024年第3期51卷 647-657页

作者：盛玲洁徐佳戴静静王海芳曹傲能上海大学环境与化学工程学院纳米化学与生物学研究所上海200444

目的最近在金纳米粒子(AuNPs)表面重构抗体片段的天然构象和功能的研究表明分子构象工程的可行性。本质上,分子构象工程就是要像蛋白质折叠一样,通过精确控制柔性非功能分子的构象使其产生新功能。本文在铂纳米粒子(PtNPs)表面重构抗体... 详细信息

目的最近在金纳米粒子(AuNPs)表面重构抗体片段的天然构象和功能的研究表明分子构象工程的可行性。本质上,分子构象工程就是要像蛋白质折叠一样,通过精确控制柔性非功能分子的构象使其产生新功能。本文在铂纳米粒子(PtNPs)表面重构抗体互补决定簇区(CDR)片段的天然构象和功能,旨在探索分子构象工程的普适性及揭示蛋白质结构-功能机制。方法本文将抗溶菌酶抗体(cAB-lys3)中的CDR3片段(在单独存在时没有稳定构象和功能)通过两个Pt-S键偶联到PtNPs表面。CDR片段的天然构象和功能的恢复通过它对溶菌酶活性的抑制来表征。结果通过多肽密度优化和表面聚乙二醇修饰,制得基于PtNPs的抗溶菌酶人工抗体(简称铂抗体)。溶菌酶活性测试结果表明,铂抗体可以特异性结合溶菌酶并显著抑制其活性。结论本文第一次在PtNPs表面重构了蛋白质片段的天然构象并恢复了其功能,证明分子构象工程可作为一种通用方法制备基于纳米粒子的人工蛋白质。

关键词：抗体溶菌酶构象工程铂纳米粒子多肽

基于纸基微流控的荧光技术在环境检测中的应用

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 446-453页

作者：李卓孟爽杨圆圆同济大学环境科学与工程学院上海200092

微流控纸基分析器件(microfluidic paper-based analysisdevice,μ-PADs)凭借成本低廉、绿色环保的优点,在环境检测与分析化学等领域得到广泛的关注。基于纸基微流控的荧光检测技术灵敏度高、易于操作,在现场快速检测方面具有独特的优势... 详细信息

微流控纸基分析器件(microfluidic paper-based analysisdevice,μ-PADs)凭借成本低廉、绿色环保的优点,在环境检测与分析化学等领域得到广泛的关注。基于纸基微流控的荧光检测技术灵敏度高、易于操作,在现场快速检测方面具有独特的优势,近年来国内外研究者在这一领域的探索日益深入。介绍了μ-PADs的制作方法,探讨了荧光传导机制,并对基于μ-PADs的荧光检测技术在环境污染物检测的研究现状和应用潜力进行了分析总结,同时对其未来发展方向进行了展望。

关键词：传感器纸基微流控技术荧光检测环境污染物