BiOCl/聚苯胺的制备及其光催化降解罗丹明B性能
张霞, 白羽石, 常熙, 张晗, 张灏昱, 彭利满, 黄姝姝
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240255
采用原位聚合法制备了氯氧化铋(BiOCl)与聚苯胺(PANI)复合的Ⅱ型异质结光催化剂BiOCl/PANI,并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和N2吸附-脱附测试等多种技术手段对其进行了表征,考察了BiOCl/PANI在模拟可见光下对罗丹明B (RhB)的光催化降解性能。实验结果表明:BiOCl/PANI催化剂比PANI和BiOCl具有更高的光催化活性,在RhB质量浓度为50 mg·L-1、PANI与BiOCl的物质的量之比为0.02∶1、50 mg·L-1的催化剂条件下,所制备的BiOCl/PANI光催化150 min后,RhB降解率为98.8%,速率常数为0.031 min-1;经过4次循环实验后,RhB降解率从98.8%降低至98.4%,表现出良好的稳定性和可重复利用性。光催化剂BiOCl/PANI实现了电子和空穴对的快速分离,降低了二者在催化剂内部的复合速率,提高了光催化性能。
关键词: 光催化, Ⅱ型异质结, BiOCl/polyaniline, 罗丹明B
荧光定量分析实验的改进——化学计量学辅助的三维荧光法同时测定食品中的罗丹明6G和罗丹明123
文密, 贾宝硕, 柴永琪, 王童, 刘剑波, 吴海龙
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405147
仪器分析实验“分子荧光法测定罗丹明B的含量”存在实验过于简单、未考虑实际情况等问题。因此,本改进实验在三维荧光扫描模式下获取样本数据,不进行复杂预处理,而是运用化学计量学算法解析出目标分析物的纯信号,进而实现了染色辣椒中罗丹明6G和123的同时测定。本改进实验提高了学生全面考虑问题和创新解决问题的能力。
关键词: 罗丹明6G, 罗丹明123, 三维荧光, 化学计量学, 染色辣椒
Construction and photocatalytic properties toward rhodamine B of CdS/Fe3O4 heterojunction
Yuan CONG, Yunhao WANG, Wanping LI, Zhicheng ZHANG, Shuo LIU, Huiyuan GUO, Hongyu YUAN, Zhiping ZHOU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240219
A simple two-step hydrothermal method synthesized four different CdS/Fe3O4 photocatalysts with varying ratios of mass of CdS to Fe3O4. The composition and morphology of the prepared samples were investigated using X-ray diffraction (XRD), Raman spectrum, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Solid UV reflectance spectra testing found that CdS/Fe3O4 nanocomposites had good light absorption throughout the spectral range, promoting their photocatalytic properties. Under visible light irradiation, CdS/Fe3O4 (2:5) with a mass ratio of 2:5 exhibited excellent photocatalytic performance, with a degradation rate of 98.8% for rhodamine B. Furthermore, after five cycles of photocatalytic degradation reaction, the rhodamine B degradation rate remained at 96.2%, indicating that the photocatalysts have good photocatalytic stability.
关键词: CdS/Fe3O4, photocatalyst, degradation rate, rhodamine B
Corn straw-derived carbon/BiOBr composite: Synthesis and photocatalytic degradation performance for rhodamine B
Jin ZHANG, Yuting WANG, Bin YU, Yuxin ZHONG, Yufeng ZHANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250028
A flower-like BiOBr photocatalyst (CS/BiOBr) was prepared by using the carbon material derived from corn straw (CS) as the carrier. The prepared composites were characterized by X - ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FIIR) spectra, scanning electron microscope (SEM), X - ray photoelectron spectra (XPS), and UV-Vis diffuse reflectance spectra (UV-Vis DRS). The SEM analyses indicate that the introduction of CS promotes the formation of a unique flower-like structure in BiOBr, which not only optimizes the efficiency of light capture but also increases the specific surface area of BiOBr. The bandgap of the composite was narrower compared with the pure BiOBr. The CS/BiOBr composites exhibited higher photocatalytic activity than pure CS and BiOBr under visible light irradiation, and a higher first-order reaction rate constant (k) of 0.043 7 min-1 than BiOBr (0.014 6 min-1), and exhibited excellent stability and reusability during the cyclic run. The enhanced photocatalytic activity is attributed to the efficient separation of photoinduced electrons and holes. Superoxide radicals and holes were the major active species.
关键词: corn straws, agricultural waste, BiOBr, photocatalysis, rhodamine B
罗丹宁及其衍生物应用与制备研究进展
王思然, 王一诺, 赵奕龙, 徐大振
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202407033
罗丹宁骨架广泛存在于合成化合物中,含有这种结构单元的分子常常表现出优异的生物活性和药理作用,包括抗糖尿病、抗菌、抗癌和抗HIV (艾滋病)活性等。它们还可以用作光电材料、染料和分析试剂。本文首先介绍罗丹宁及其衍生物的性质和应用情况,然后对其制备方法进行总结,并提出该研究领域未来发展前景。
关键词: 杂环, 生物活性, 二硫化碳, 烷基胺, 噻唑烷酮
地铁隧道回收的零价铁光催化活化过二硫酸盐降解有机污染物
于昕鑫, 刘永幸, 衣晓虹, 常淼, 王飞, 王鹏, 王崇臣
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240438
隧道颗粒物是地铁运行产生的主要污染物之一。粉末X射线衍射与X射线光电子能谱分析结果表明,从地铁隧道颗粒物回收磁性材料的主要成分为零价铁(ZVI)。以罗丹明B (RhB)为模型污染物,在低功率LED紫外光、可见光及真实太阳光照射下,ZVI具有优异的催化活化过二硫酸盐(PDS)降解RhB的性能,均可在2.0 min内实现RhB (10.0 mg·L-1)的完全降解。通过活性物质捕获实验证实SO4·-、·OH、·O2-和h+均参与了RhB的降解。此外,还探究了PDS投加量、催化剂投加量、污染物浓度、pH、共存离子和共存有机质对RhB降解的影响。结果表明,该磁性颗粒物可在较宽的pH范围(2.0~10.0)、共存离子(Cl-、SO42-、HCO3-、H2PO4-和NO3-)、共存有机质(腐殖酸)和真实水体环境下实现RhB的高效去除。此外,运用磁回收技术实现了ZVI的回收及循环利用。
关键词: 地铁隧道, 零价铁, 磁性, 高级氧化, 罗丹明B
高级氧化和可见光照射协同作用下Bi2WO6对有机污染物降解的催化活性增强
汪园青, 潘育松, 朱红梧, 向妍蕾, 韩蓉, 黄润, 杜超, 潘成岭
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202304050
随着工业化社会的不断发展,环境问题日益严重。尤其是工业废水问题一直是催化降解领域的研究热点。光催化与高级氧化工艺(AOPs)耦合技术因为具有高效、无选择性、处理条件温和等特点,被认为是一种高效的有机污染物降解技术。本文以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面活性剂作为模板,采用简单的水热法制备了钨酸铋(Bi2WO6)纳米花。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)技术对其微观形貌、晶相、表面化学元素状态和光学性质进行了表征。为了研究钨酸铋(Bi2WO6)纳米花的催化性能,在不同催化体系下降解有机污染物罗丹明B (RhB),实验发现,于vis/过硫酸盐(PMS)/Bi2WO6体系下,40 min内对RhB的去除率高达96.39%,明显优于PMS/Bi2WO6 (40 min内去除率为38.77%)和vis/Bi2WO6 (40 min内去除率为31.82%)体系,表明可见光照射和PMS的协同作用加速了Bi2WO6对RhB降解的催化活性。此外,还研究了催化剂剂量、PMS浓度、pH值和离子浓度等环境参数对催化体系催化性能的影响。结果表明,环境参数对vis/PMS/Bi2WO6系统中RhB的去除率影响不大,RhB的去除率也高达90%。相反,环境参数对vis/PMS/Bi2WO6体系下催化降解率(K)有明显影响,K值会随着催化剂剂量和PMS浓度的增加而增大。在pH不同环境下,K值会随着催化体系中pH值的升高,先增大后减小。当催化体系中的pH = 7时,催化降解率达到最大值(0.1502 min−1)。有趣的是,体系中Cl的存在有利于提高催化降解效率。相反,体系中CO32−的存在会明显抑制催化降解效率。循环实验的结果也验证了催化剂在降解有机染料方面具有良好的稳定性。此外,淬灭实验和EPR测试结果表明,超氧自由基(•O− 2)和单线态氧(1O2)对有机污染物的降解起着重要作用。Bi2WO6在vis/PMS协同催化体系中的优异催化活性得益于其显著的可见光响应下光催化活性和铋离子对PMS的超强活化能力。
关键词: 光催化, 高级氧化过程, Bi2WO6, 过硫酸盐, 罗丹明B
Con/SiO2金属-载体相互作用对CO活化性能的影响
罗丹, 刘星辰, 李栋, 畅通
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250003
基于第一性原理的密度泛函理论(DFT),研究了羟基化SiO2(001)晶面负载Con(n是钴原子的数目,n=1~6)材料[Con/SiO2(001)]的结构、电子性质和CO反应活性,其中n=1时代表Co单原子,n=2~6时代表n个Co原子组成的Con团簇。结果显示,Co5/SiO2(001)的结合能(Eb-Co5/SiO2(001))最高为1.88 eV,表明Co5团簇负载在SiO2(001)晶面上最稳定。在Con/SiO2(001)结构中,Eb-Con/SiO2(001)与平均Bader电荷(Qave-Bader)之间呈现出线性关系(y=0.11x-0.23),随着Con团簇向SiO2载体转移的Qave-Bader值增大,Eb-Con/SiO2(001)增强,结构稳定性提高。随着Con团簇的增大,d带中心能量逐渐远离费米能级,其中Co5/SiO2(001)的d带中心能量最低为-0.96 eV。在Co3/SiO2(001)催化剂上,CO活化的最佳路径为CO*+H*→CHO*→CH*+O*,有效能垒为2.39 eV;Co5/SiO2(001)的最佳路径为CO*→C*+O*,有效能垒为1.19 eV;Co5团簇的最佳路径为CO*+H*→CHO*→CH*+O*,有效能垒为2.72 eV。这说明Co5团簇负载在SiO2(001)晶面上更有利于CO活化。通过差分电荷和晶体轨道哈密顿布居(COHP)分析可得,在Co3/SiO2(001)-CO、Co5/SiO2(001)-CO和Co5-CO结构中,Co向C转移的电子数分别为0.20、0.15和0.24,Co—C键的集成COHP(ICOHP)值分别为-1.46、-0.91和-1.70 eV。在Co5-CO和Co3/SiO2(001)-CO中,C与Co的相互作用强于Co5/SiO2(001)-CO,这种强相互作用不利于CO的活化。
关键词: Con团簇, SiO2(001), CO活化, 电子性质

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