1 1.西南石油大学 油气藏地质及开发工程全国重点实验室, 成都 610500
2 2.西南石油大学 新能源与材料学院, 成都 610500
室内甲醛污染已成为影响人类生命健康的重要问题之一。以氧气为氧化剂的催化氧化甲醛技术以其条件温和、无毒副产物等优势而受到广泛关注, 但是开发经济高效的催化材料仍然面临巨大的挑战。本工作通过一步水热法制备了α-Ni(OH)2, 并研究了其催化氧化甲醛机理。测试结果表明, 以水为溶剂、硝酸镍为镍源制备的α-Ni(OH)2在室温下催化氧化甲醛效率最高, 达到71.2%。原位红外和理论计算分析发现, 由于α-Ni(OH)2表面丰富的羟基官能团, 吸附的甲醛与α-Ni(OH)2表面羟基之间存在强烈的相互作用, 增强了对甲醛的活化, 在无氧气条件下实现了甲醛氧化。另一方面, 不同条件处理的α-Ni(OH)2的XPS分析证实了催化氧化甲醛的活性位点为Ni3+, 且氧气可加速Ni3+活性位点的回复。α-Ni(OH)2表面羟基协同活性位点Ni3+促进了甲醛的催化氧化, 这与传统氧气解离为速控步的甲醛氧化反应路径明显不同。本研究提出了表面羟基协同活性位点促进甲醛氧化的反应机理, 为催化氧化甲醛技术的实际应用提供了理论基础。
催化氧化甲醛 表面羟基 反应机理 反应路径 catalytic formaldehyde oxidation surface hydroxyl reaction mechanism reaction path
先进氧化技术(AOPs)是一种处理水体污染的新兴技术，近年来得到了广泛的关注。AOPs反应过程中羟基自由基(·OH)的非选择性和强氧化性能够高效降解污染物。通过简单的水热-煅烧法合成了CuFeS2/g-C3N4 (CFS/CN)光Fenton催化剂并用于降解罗丹明B (RhB)，通过研究催化条件对RhB降解效率的影响。结果表明：当催化剂用量为0.10 g/L、RhB质量浓度为 10 mg/L、双氧水(H2O2)添加量为50 μL及pH值为1的条件下，CFS/CN 1:2.5对RhB具有最佳的催化降解性能。此外，CFS/CN对RhB在15 min降解效率为 90%，20 min接近96%。循环实验表明，CFS/CN具有良好的循环稳定性。因此，CFS/CN催化剂对RhB的降解提供了潜在的应用价值。
先进氧化技术 羟基自由基 氮化碳 光Fenton 罗丹明B advanced oxidation technology hydroxyl radical carbon nitride photo-Fenton Rhodamine B
Ⅳ类石英玻璃是一种重要的特种玻璃材料，在光学探测、惯性导航等领域内具有重要作用。光学均匀性是表征光学玻璃结构均匀性的一种重要方法，Ⅳ类石英玻璃的光学均匀性与硅氧网络结构分布一致性密切相关。本文通过四步法光学均匀性测试、紫外-可见-近红外光谱、红外反射光谱等方法，研究了羟基、金属杂质及氧缺陷的径向分布特点和硅氧键键角的径向变化，采用相关性分析研究了各影响因素对样品光学均匀性的影响。结果表明：表示玻璃光学均匀性的波前畸变t0Δn沿玻璃半径先降低后升高；羟基的径向分布整体上与t0Δn的径向变化相反，200 nm处透过率径向变化、硅氧键键角径向变化与t0Δn的径向变化相近；羟基对Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的影响较小，金属杂质、氧缺陷及硅氧键键角的径向变化是影响Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的主要因素。
Ⅳ类石英玻璃 光学均匀性 径向变化 相关性分析 羟基 氧缺陷 硅氧键键角 type Ⅳ silica glass optical homogeneity radial variation correlation analysis hydroxyl oxygen vacancy silicon-oxygen bond angle
1 广东第二师范学院化学与材料科学学院, 广州 510800
2 广东第二师范学院生物与食品工程学院, 广州 510303
3 佛山市第四人民医院结核科, 佛山 528041
光动力抗菌疗法(PDAT)是一种新型的治疗微生物感染的手段, 咔咯在光动力抗肿瘤方面具有显著优势, 但在光动力抗菌方面却鲜有报道。本文合成了单羟基咔咯即10-(4-羟基苯基)-5, 15-二(2, 3, 4, 5, 6-五氟苯基)咔咯(P-OH), 并进一步研究其晶体结构和光动力抗菌活性。结果表明, 单羟基咔咯属于正交晶系, 具有良好的光动力抗菌活性, 药物浓度大于2MIC时其显示出杀菌作用, 药物浓度小于2MIC时其显示出抑菌作用, 其最低杀菌浓度和最低抑菌浓度皆比卟啉低, 是一种良好的光动力抗菌光敏剂。
咔咯 单羟基咔咯 合成 晶体结构 光动力抗菌疗法 corrole mono-hydroxyl corrole synthesis crystal structure photodynamic antimicrobial therapy
1 天津城建大学理学院, 天津 300384
2 中电科能源有限公司, 天津 300381
3 河北工业大学材料科学与工程学院, 电工装备可靠性与智能化国家重点实验室, 天津 300130
本文研究了铪铁双掺铌酸锂(LN∶Fe, Hf)晶体的衍射效率随光栅写入角度的变化曲线, 并对该关系曲线进行了拟合分析, 发现超阈值的铪铁双掺铌酸锂晶体的体光生伏打系数κ值相比于单掺铁铌酸锂晶体大幅增加。造成κ值变化的原因可能是由于铪离子的掺入消除了晶体中存在的本征缺陷, 而晶格环境的完美化使得留在锂位的铁离子的光生伏打系数大幅上升。此外, 实验结果还表明超阈值的铪铁双掺铌酸锂晶体中参与光折变的缺陷中心浓度约为14.5 ppm (1 ppm=10-6), 即约有4.8%的铁离子仍然“残存”在锂位中, 而这些铁离子可以引起足够强的光折变效应, 成为主导铌酸锂晶体光折变性能的缺陷中心。此外, 还从杂质缺陷-氢氧根基团角度讨论了铁离子晶格占位的可能性。
铌酸锂 光折变 杂质缺陷 缺陷基团 氢氧根振动 本征缺陷 lithium niobate photorefraction impurity defect defect complex hydroxyl vibration intrinsic defect
南京林业大学轻工与食品学院, 江苏 南京 210037
木质素降解是生物质资源化利用的一个重要方式, 木质素本身是通过醚键或碳碳键连接的三维网状大分子结构, 其官能团众多冗杂。 当使用不同方法降解木质素时, 检测降解木质素中酚羟基的含量可以直观地展现此方法对其降解的效率, 并且能够反映木质素中的特定结构以及可水解、 氧化与还原的活性等。 提出并优化一种可以高效快速确定降解木质素中酚羟基浓度的测量方法, 对解析解聚后木质素小分子的结构与功能很关键。 根据对测试所用仪器的分类, 综述了近年来利用滴定、 紫外可见光度(差示紫外分光光度和Folin-Ciocalteu试剂等)、 高效液相色谱、 核磁共振(磷谱、 碳谱、 氢谱和氟谱等)、 气相色谱-质谱以及气相色谱(氨解法测量1-乙酰吡咯烷、 高碘酸盐氧化法测量甲醇)等木质素降解后酚羟基的检测方法与其实验或操作条件, 并对每个定量分析方法的适用条件、 样品要求和关键因素等进行解析, 在基于高效、 便捷、 经济检测酚羟基的方法的前提下, 展望了未来的发展方向。
木质素降解 酚羟基 定量检测 紫外可见光度 核磁共振 Lignin degradation Phenolic hydroxyl group Quantitative detection Ultraviolet-visible spectrophotometry Nuclear magnetic resonance 光谱学与光谱分析
2022, 42(9): 2666
南京工业大学膜科学技术研究所，材料化学工程国家重点实验室，南京 210009
在经过多巴胺(PDA)预处理的氧化铝陶瓷膜上制备出乙二胺(EDA)交联的氧化石墨烯(GO)复合纳滤膜(GO-EDA/Al2O3膜)，解决了界面和层间稳定性问题。并提出一种可简单调控GO层间距的方法，即通过改变膜管的干燥温度改变GO纳米片上羟基的数量，达到调控GO层间距的目的，从而在保证较高盐截留性能的前提下提升GO-EDA/Al2O3膜的纯水渗透性能。结果表明，干燥温度为40 ℃制备的GO-EDA/Al2O3膜，其分离层厚度约50~120 nm，纯水渗透率达34 L/(m2·h· MPa)，对Na2SO4的截留率达87.8%。膜在纯水中浸泡680 h后其性能基本保持稳定。
氧化石墨烯 氧化铝陶瓷膜 多巴胺 乙二胺 复合纳滤膜 干燥温度 羟基 层间距 graphene oxide alumina ceramic membranes dopamine ethylenediamine composite nanofiltration membranes drying temperature hydroxyl layer spacing
烧结粘土产品可以吸收水分子发生再羟基化, 生成结构羟基的量与产品保存时间存在一定关系, 基于该理论可以利用热重分析方法对陶器制品进行测年研究。 红外与拉曼光谱技术也可以用来分析结构羟基信息, 因此人们希望探索利用光谱分析方法代替热重法进行传统陶瓷无损测年分析。 为了验证可行性, 收集了多种典型矿物原料和可溯源的传统陶瓷样品, 利用红外光谱和拉曼光谱分析它们内部结构羟基的情况。 两种方法都可以观测到正长石、 瓷土和高岭石中铝羟基在3 600~3 700 cm-1范围内的特征峰。 分析传统陶瓷样品时, 红外光谱中未在这一范围内观测到结构羟基的峰位。 利用拉曼光谱分析, 激发光波长为532 nm时可以在多种类型陶瓷产品的光谱3 600~4 000 cm-1范围内观测到两个明显的谱峰。 改变光源波长, 不能在相应区域观测到谱峰。 但当光源波长为514 nm时, 可在4 288和4 512 cm-1处观测到两个谱峰。 将拉曼谱图转换为波长显示模式, 激发光波长为532和514 nm时观测到的谱峰都可对应在约659和669 nm处。 基于分析结果, 推知当激发光波长为532 nm时, 在拉曼光谱中3 600~4 000 cm-1范围内观测到的两个谱峰不是结构羟基的特征峰, 而是较为尖锐的荧光峰。 在目前技术条件下, 拉曼和红外两种光谱学手段难以应用于我国高温陶瓷产品的再羟基化测年研究。
传统陶瓷 结构羟基 拉曼光谱 红外光谱 荧光 Traditional ceramics Structural hydroxyl Raman spectroscopy Infrared spectroscopy Fluorescence 光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1361
1 河南工业大学材料科学与工程学院，郑州 450001
2 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，郑州 450001
3 白鸽磨料磨具有限公司，郑州 450001
本文通过静电吸附法制备了TiO2/g-C3N4复合粉体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对其形貌、成分、光学性能进行表征。以罗丹明B为模拟污染物，表征其在紫外光条件下的光催化性能。结果表明：在降解罗丹明B实验中，当复合粉体中TiO2负载量达到15%(质量分数)时，具有更明显的催化降解效果，在20 min内降解率可以达到99.40%。在加入异丙醇作为羟基自由基捕获剂后，降解率降到了27.30%，确定了反应的主要活性物质为羟基自由基。紫外辅助芬顿反应可以明显提高传统芬顿反应的效果，本文还对催化剂的反应机理进行了相应探索。
芬顿反应 光催化 羟基自由基 静电吸附法 异质结 降解 TiO2/g-C3N4 TiO2/g-C3N4 Fenton reaction photocatalysis hydroxyl radical electrostatic adsorption method heterojunction degradation
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 电子科技大学材料与能源学院, 成都 611731
近/中红外激光和超连续光源在红外光电对抗、生物医疗、遥测感知和激光探测及测距(LIDAR)等领域具有十分重要的应用价值。近年来, 基于软玻璃光纤来产生和传输高亮度近/中红外(特别是2~5 μm)激光方面的研究取得了显著进展。在中红外软玻璃基质中, 具有相对较低声子能的碲酸盐玻璃对于设计近红外和中红外激光器和放大器、高功率中红外激光传输和传感应用无源光纤具有特别的吸引力。本文重点总结了低损耗碲酸盐玻璃的关键制备技术, 并综述了碲酸盐玻璃及光纤在稀土掺杂中红外发光方面的研究进展, 最后对碲酸盐玻璃及光纤应用存在的问题和发展趋势进行了总结和展望。
光学玻璃 碲酸盐玻璃与光纤 低羟基制备技术 散射抑制技术 稀土掺杂 中红外激光 optical glass tellurite glass and optical fiber low hydroxyl preparation technology scattering suppression technology rare earth doping mid-infrared laser
