华东理工大学 化工学院, 化学工程联合国家重点实验室, 上海 200237
锰铈氧化物由于较强的氧化还原活性、优良的低温脱硝性能, 已被广泛用于选择性催化还原(SCR)脱硝反应, 但是锰铈氧化物存在活性组分易团聚、比表面积较低等问题, 限制其催化剂活性的提高。本研究以介孔结构的石墨烯基SiO2(G@SiO2)纳米材料为模板, 采用水热法制备了系列石墨烯基介孔锰铈氧化物(G@MnOx-CeO2)催化剂, 并考察了该催化剂在低温下(100~300 ℃)的SCR脱硝性能。结果表明, 与石墨烯基铈氧化物(G@CeO2)相比, G@MnOx-CeO2催化剂具有较高脱硝活性。当Mn、Ce与模板G@SiO2质量比分别为0.35、0.90时, G@Mn(0.35)Ce(0.9)催化剂的脱硝活性最佳, 220 ℃下NO转化率达到最高(80%)。添加适量MnOx, 提高了G@MnOx-CeO2催化剂的比表面积、孔容, 降低了催化剂的结晶度; 并且MnOx-CeO2以纳米尺度(2~3 nm)较为均匀地分散于石墨烯片层表面。此外, 由于MnOx与CeO2之间存在协同作用, Mn原子可以部分替代Ce原子掺杂于CeO2的晶体结构中形成MnOx-CeO2固溶体, 使G@Mn(0.35)Ce(0.9)催化剂表面存在较高含量的高价态Mn3+和Mn4+、Ce4+以及较高的化学吸附氧浓度, 从而展现出较高的脱硝性能。该工作为MnOx-CeO2基催化剂在低温NH3-SCR中的实际应用提供了基础数据。
石墨烯 铈氧化物 锰氧化物 NO 选择性催化还原 graphene cerium oxide manganese oxide NO selective catalytic reduction
1 上海理工大学材料与化学学院，上海 200093
2 中国科学院上海硅酸盐研究所，上海 200050
CaO-SiO2-P2O5体系生物玻璃微球在骨修复材料领域具有应用前景。适量铈离子可赋予生物玻璃抗氧化、抗炎、促血管生成等功能特性。通过喷雾干燥法制备了不同铈离子含量的生物玻璃(Ce-BG)微球粉体材料，研究了Ce含量对Ce-BG微球的物相组成、降解性能以及体外生物活性的影响。结果表明：Ce-BG微球表面光滑，球形度高，元素分布均匀；BG微球中添加Ce会生成CePO4及CeO2相，且随Ce含量提高，Ce-BG微球降解速率变慢，降解产物引起环境pH值升高逐渐减缓。Ce与Ce+Ca的摩尔比为0.03:1.00的Ce-BG微球浸泡在Tris-HCl缓冲液中7 d后pH值最低。不同Ce含量的Ce-BG微球都具有良好的体外诱导磷灰石沉积的能力。
生物玻璃 铈 喷雾干燥 微球 bioglass cerium spray drying microspheres
吴锦绣 1,2,3,*秦思成 1,2,3牛小超 1,2,3齐源昊 1,2,3[ ... ]张晓伟 1,2,3
1 内蒙古科技大学材料与冶金学院, 包头 014010
2 内蒙古自治区高校稀土现代冶金新技术与应用重点实验室, 包头 014010
3 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室, 包头 014010
本文以稀土石膏为原材料研究了制备方法对硫酸钙晶须(CSW)形貌和结构的影响, 并以二水硫酸钙(分析纯)为原材料, CeCl3·7H2O为铈源, 探究稀土铈的加入对CSW的结构和形貌的影响。利用SEM、XRD、XPS和FL等表征手段对CSW的结构、形貌和组成及其荧光性能等进行表征和分析。研究结果表明: 采用微波法可以制备高长径比的CSW, 其平均长度为263 μm, 平均长径比为39.50。Ce3+以原子置换的形式进入CSW, 对晶须的晶体结构不产生影响, 但改善了CSW的形貌。添加2%(质量分数)的Ce3+能够促进晶须向一维生长, 使得CSW的长径比显著增加, 而过量的Ce3+会促使晶须横向生长。研究证明稀土石膏中含有微量的稀土元素Ce, 同时发现由稀土石膏制备的CSW具有发射蓝光的特性, 这对开发利用稀土石膏具有重要的理论指导意义。
稀土铈 稀土石膏 硫酸钙晶须 微波法 长径比 荧光性能 rare earth cerium rare earth gypsum dehydrate calcium sulfate whisker microwave method length to diameter ratio fluorescence property
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
本文研究了纳米氧化铈（CeO2）掺杂的双单体丙烯酸酯光致聚合物（TMPTA/EP828）材料的全息存储性能。通过引入纳米CeO2以及优化配方比例来提升材料的全息性能，分析了CeO2掺杂浓度及预聚合温度对衍射效率的影响。实验结果显示，厚度为100 μm的透射光栅样品在衍射效率（~95%）、光谱透过率（96.1%）、皱缩率（0.504%）、带宽和角度选择性等方面均表现出优秀性能。CeO2的引入可有效提高TMPTA/EP828系统的交联网络结构和记录介质之间的兼容性，促进聚合反应，抑制体积皱缩，减小复用角度间隔，从而提升全息存储的角度复用性能和材料的稳定性。进一步经过光固化和老化实验证明，优化后的光致聚合物配方具有抗老化和耐高温性能。同时，材料制备工艺流程简便、周期短、易保存，可记录多路复用全息图像，在高密度数据存储等领域具有较广泛的应用前景。
衍射效率 衍射光学 纳米氧化铈 光致聚合物 全息光存储 diffractive optics nano-cerium oxide photoinduced polymer holographic optical storage
1 厦门大学能源学院, 福建 厦门 363102
2 福建省能源材料科学与技术创新实验室(IKKEM), 福建 厦门 361005
固体氧化物电解池能够利用可再生电能将CO2转化为CO等储存, 但其阴极材料仍面临活性位易烧结和积碳等问题。通过原位析出策略在A位缺陷钙钛矿阴极材料La0.4Ca0.4Ti0.94Ni0.06O3-δ表面构筑金属Ni纳米颗粒, 并优化不同的合成手段(掺杂、浸渍、混合)引入CeO2, 构筑了“氧化铈-金属-钙钛矿”三相复合阴极。结果表明: 机械混合CeO2对阴极的抗积碳性能与电化学性能的提升最为显著: 在800 ℃, 70% (体积分数) CO2/30% CO, 1.4 V电解电压下, 电流密度提高3倍, 衰减速率降低58%, 该改性结果与其表面氧空位浓度增加及CO2吸附强化有关。
固体氧化物电解池 二氧化碳转化 原位析出 钙钛矿阴极 二氧化铈修饰 抗积碳 solid oxide electrolysis cell conversion of carbon dioxide in-situ exsolution perovskite cathode modification of cerium oxide carbon deposition resistance
为了消除水中的有害抗生素, 在水热条件下制备了不同质量分数比的铈(Ce)掺杂ZnFe2O4光催化材料。优化后的样品ZnFe1.96Ce0.04O4在模拟太阳光照射下, 40 min内对盐酸四环素的降解率为56.6%。样品的光电流信号响应研究证实, Ce的引入有助于提升ZnFe2O4中光生电荷对的分离。捕获剂测试实验表明, 羟基自由基和超氧自由基是最主要的活性氧物种, 直接参与了抗生素的光降解过程。此外, 在模拟太阳光照射下, ZnFe1.96Ce0.04O4的光解水产氢速率达到了230.4 μmol/(g·h)。
铁酸锌 铈掺杂 光催化 降解抗生素 产氢 zinc ferrite cerium doping photocatalysis antibiotic degradation hydrogen production
任德威 1,2,3,4,*李月明 1,2,3,4王竹梅 1,2,3,4李恺 1,2,3,4[ ... ]宋福生 1,2,3,4
1 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院
2 中国轻工业功能陶瓷材料重点实验室
3 江西省能量存储与转换陶瓷材料工程实验室
4 江西 景德镇 333403
γ-Ce2S3是一种无毒环保型大红无机色料，色泽鲜艳、遮盖力强、具有优异的抗紫外能力，但其抗氧化温度为350 ℃。为提升γ-Ce2S3大红色料的抗氧化温度，采用溶胶-凝胶法结合硫化升温工艺，合成了莫来石包裹的Na+掺杂型γ-Ce2S3大红色料 (记为γ-［Na］-Ce2S3@mullite)，研究了莫来石的合成条件、不同预烧温度对包裹色料前驱体形貌以及色度的影响，并分析了包裹色料的温度稳定性。结果表明：当烧结温度为1 300 ℃保温3 h、n(Al):n(Si)=3.2:2.0(n为摩尔)时，可合成短棒状和类球状的莫来石晶体；当预烧温度为400 ℃，可获得最佳色度值的包裹色料：L*=36.24、a*=41.86、b*=36.26，该色料在空气气氛下800 ℃保温10 min仍具有良好的色度值：L*=29.84、a*=20.83、b*=18.17，表明γ-［Na］-Ce2S3@mullite可使γ-Ce2S3的温度稳定性从350 ℃提升至800 ℃。
伽马硫化铈 溶胶-凝胶法 莫来石包裹色料 gamma cerium sulphide sol-gel method mullite coating pigments
1 山东理工大学化学化工学院，山东 淄博 255000
2 北京化工大学化工学院，北京 100029
采用溶胶-凝胶法制备Ba0.95Ce0.8Y0.2O3-δF0.10(BCYF0.10)和Ce0.8Y0.2O2-δ(YDC)陶瓷粉体。通过调节内、外层纺丝液中陶瓷粉体含量，调控中空纤维膜的致密层厚度、2层之间的结合状态及抗折强度，进而实现BCYF0.10-YDC/BCYF0.10-Ni双层非对称致密中空纤维陶瓷膜的共纺丝-共烧结可控合成。当内、外层纺丝液中陶瓷粉体的含量分别为65.7%(质量分数)和44.4%条件下并于1 600 ℃烧结5 h，中空纤维膜致密外层厚度仅为14.5 μm，且层间结合紧密，抗折强度达到168.5 MPa。在900 ℃、管程进料气为100 mL·min-1的50%(体积分数) H2/He、吹扫气速率为100 mL·min-1N2时，中空纤维膜的氢渗透速率达0.54 mL·min-1·cm-2。
双层中空纤维膜 钙钛矿型氧化物 氧化铈 共纺丝-共烧结 double-layer hollow fiber membrane perovskite-type oxide cerium oxide co-spinning and co-sintering
1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044
2 中国工程物理研究院核物理与化学研究所，四川 绵阳 621900
3 清华大学工程物理系，北京 100084
基于23×23阵列GAGG（Ce）探测器以及行/列读出电路设计并研制了适用于核退役场景的康普顿相机系统，探测器由阵列式掺铈钆铝镓石榴石［GAGG（Ce））耦合硅光电倍增管（Si-PM）而成；开发了基于GPU加速的SOE（subset-driven origin ensemble iteration）算法，用于加速重建过程。完成研制后，评估了探测器及系统性能：探测器性能方面，所研制相机的能量分辨率为6%±0.6%@662 keV（半峰全宽），位置分辨率为2.2 mm，探测器能量线性度良好（线性拟合优度R2=0.991）；成像性能方面，对于活度为1.11×107 Bq的137Cs点源，将其放置在成像系统正前方3.4 m处的初步成像时间仅需20 s，成像系统角分辨率为7°@JND（just noticeable difference）。最后针对应用场景进行了模拟，结果表明：本文研制的康普顿相机可在π视场范围内同时对多个放射源进行成像定位，可用于核退役放射性测量过程，减少作业人员受照剂量。
成像系统 核退役 放射性测量 康普顿相机 掺铈钆铝镓石榴石 光学学报
2022, 42(24): 2411002
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Flexible Electronics (KLOFE) and Institute of Advanced Materials (IAM) School of Physical and Mathematical Sciences, Nanjing Tech University (NanjingTech), Nanjing, Jiangsu 211816, P. R. China
2 School of Physical Science and Information Technology, Liaocheng University, Liaocheng, Shandong 252059, P. R. China
3 MOE Key Laboratory of OptoElectronic Science and Technology for Medicine Fujian Provincial Key Laboratory of Photonics Technology, Fujian Normal University, Fuzhou, Fujian 350117, P. R. China
4 School of Chemistry & Materials Science, Jiangsu Normal University, Xuzhou, Jiangsu 221116, P. R. China
Metal- and metal-oxide-based nanoparticles have been widely exploited in cancer photodynamic therapy (PDT). Among these materials, cerium-based nanoparticles have drawn extensive attention due to their superior biosafety and distinctive physicochemical properties, especially the reversible transition between the valence states of Ce(III) and Ce(IV). In this review, the recent advances in the use of cerium-based nanoparticles as novel photosensitizers for cancer PDT are discussed, and the activation mechanisms for electron transfer to generate singlet oxygen are presented. In addition, the types of cerium-based nanoparticles used for PDT of cancer are summarized. Finally, the challenges and prospects of clinical translations of cerium-based nanoparticles are briefly addressed.Metal- and metal-oxide-based nanoparticles have been widely exploited in cancer photodynamic therapy (PDT). Among these materials, cerium-based nanoparticles have drawn extensive attention due to their superior biosafety and distinctive physicochemical properties, especially the reversible transition between the valence states of Ce(III) and Ce(IV). In this review, the recent advances in the use of cerium-based nanoparticles as novel photosensitizers for cancer PDT are discussed, and the activation mechanisms for electron transfer to generate singlet oxygen are presented. In addition, the types of cerium-based nanoparticles used for PDT of cancer are summarized. Finally, the challenges and prospects of clinical translations of cerium-based nanoparticles are briefly addressed.
Photodynamic therapy photosensitizer cerium reactive oxygen species Journal of Innovative Optical Health Sciences
2022, 15(6): 2230009
