下载文档原格式
可见光下以氧化亚铜为催化剂对水的分解 ------Chem. Commun., 1998Michikazu Hara, a Takeshi Kondo, a Mutsuko Komoda, a Sigeru Ikeda, a Kiyoaki Shinohara, b Akira Tanaka, b Junko N. Kondoa and Kazunari Domen*aa Research Laboratory of Resources Utilization, Tokyo Institute of Technology, 4259 Nagatsuta,Midori-ku, Yokohama 226, Japanb Nikon Corp., 1-10-1 Azamizodai, Sagamihara 228, Japan本研究的研究内容是：在可见光照射下，利用氧化亚铜将水催化分解为H2和O2；且在使用Cu2O进行长达1900h的光催化分解过程中，并未出现水的含量明显减少的现象。
至今为止，人们发现了很多种可在紫外线照射下将水催化分解为H2和O2的催化剂[1–5]。
在利用太阳能进行催化分解水的观点中，一种可以在可见光照射下起催化作用的催化剂是不可或缺的，但是，这种物质至今仍未被发现。
在本篇报告中，我们介绍的是一种可在小于600nm的可见光照射下将水进行催化分解的P型半导体材料——Cu2O。
在自然界中的赤铜矿中蕴含有大量的固态氧化亚铜。
Cu2O作为一种具有能带间隙能的简单金属氧化物半导体，曾被人们深入研究了很长的时间。
由Cu2O带隙模型与在pH值为7的水溶液中发生的相关电极反应的氧化还原电位之间的关系可知[6]，能带间隙能位于2.0~2.2eV的Cu2O所具有的传导性及价带边缘性能有效地将水进行氧化还原[7,8,9]。
然而，Cu2O 只是在理论上可以在可见光的激发下将水分解为H2和O2。
但是，至今为止，人们尚未完成过在水溶液中Cu2O电极上发生的光催化反应的有关实验[9]。
8.英文翻译111纳米Bi4NbO8Cl由溶液燃烧技术合成。
将一定量的NbCl5，Bi(NO3)3·5H2O和BiOCl在水里混合。
尿素作为燃料和悬浮溶液加入混合物后，会在达到600 ℃时燃烧，再恒温煅烧6 h。
将得到黄白色粉末。
为便于比较，块状Bi4NbO8Cl也通过固态法合成。
2.2 材料表征使用D2移相器Bruker X射线衍射仪进行相位鉴定。
颗粒大小和形态则是通过卡尔·蔡司场发射扫描电子显微镜来确定。
带隙是由珀金埃尔默拉姆达45漫反射分光光度计来测定。
PerkinElmer LS55 分光光度计是利用光致发光进行测量。
总有机碳（TOC）分析仪（耶拿分析仪器多N / C2100）用来定量测定染料的矿化程度。
2.2.1 光催化降解实验在紫外线和太阳光下，通过纳米Bi4NbO8Cl的光催化活性来降解阴离子染料刚果红。
自行建造一个用于紫外光照射下进行染料降解反应的光催化反应器。
紫外光远采用高压泵灯（125 W），它的主要辐射波长为365 nm。
当最大亮度和最小波动可利用时，采用太阳辐射，大多是上午11点到下午3点。
而刚果红被选为降解实验的样品染料，本实验细节将在别处展现。
3 结果和讨论3.1 合成，X射线衍射和形态纳米Bi4NbO8Cl的合成是首次采用溶液燃烧技术。
众所周知溶液燃烧合成是一个自蔓延反应，利用燃料作为点火器。
这里，尿素用作燃料，一旦被点燃，温度可达到高的值，得到所希望的相。
图1为纳米和块状Bi4NbO8Cl的X射线衍射（XRD）图案。
图1a中的加宽峰表明纳米Bi4NbO8Cl的晶粒尺寸相比块状的更小。
与ICSD卡中No.93487所匹配，并且额外的峰值对应的是28.5℃时的BiNbO4。
1图 1 PXRD图谱(a) 纳米Bi4NbO8Cl，(b) 块状Bi4NbO8Cl图2描绘的是块状和纳米Bi4NbO8Cl的形态。
仔细观察SEM图像可看出，通过溶液燃烧方法合成的Bi4NbO8Cl呈多孔纳米结构体（图2a-c），而块状呈现微结构（图2d）。
毕业设计(论文)外文资料翻译学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：崔涛学号： 090501614外文出处： Robotics and Computer-IntegratedManufacturing 25 (2009) 73-80 附件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。
附件1：外文资料翻译译文科学指南机器人和计算机集成制造25（2009）73–80一个外旋轮线专用的固定循环数控铣床Sotiris L. Omirou a, , Andreas C. Nearchou b——弗雷德里克大学机械工程系，尼科西亚，塞浦路斯，塞浦路斯——希腊帕特雷大学工商管理系发表于2006年9月20日，修改更新从2007年7月23日到2007年9月10日。
摘要提出了一个加工外旋轮线边界的特定的铣床组策略，该方法适用于被集成到一个控制器的数控铣床，对于旋转式内燃发动机（汪克尔），旋转活塞泵和一般外旋轮线形外壳的加工设计特别有用。
方案可以提供较高的精度，其中铣机是通过利用数控插补算法实现的，表面质量控制，是通过粗加工和精加工来实现，整个加工任务可以被编程在一块。
最后，该方法的有效性通过仿真试验验证所产生的刀具路径来实现。
关键词：数控；程序加工；刀具路径生成；偏移曲线；外旋轮线1介绍智能周期提供了一种数控机床来完成重复使用的G / M代码语言的新的加工操作的编程方法。
从本质上讲，智能周期是一个指令被预先设定并永久存储的集机控制器。
它们的使用，消除了许多编程的繁琐需要，减少了编程时间，并简化了整个编程过程。
所有数控加工控制是智能的，这些固定循环可以执行一定的代码，输入任何所需的变量信息。
钻，反钻，深孔钻或槽的加工是标准智能循环应用的例子。
然而，标准智能循环在数量和能力有限，无法容纳复杂的几何形状的日益增加的应用需求。
在加工一个外旋轮线构造特征的情况下，不能用标准智能循环处理。
尽管有其重要的加工应用，现代数控系统仍缺乏类似的专用智能周期。
外文文献及翻译纳米二氧化钛掺杂氧化锌的合成、表征、光催化性能研究摘要在这项研究中,氧化锌掺入纳米二氧化钛合成了水热过程。
在水作为溶剂下用含氧化锌前驱和市售二氧化钛纳米粒(P25)加热在140 °C 2 h。
利用合成粒子场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)和x射线衍射(XRD)对材料的形态和结构特征进行测定发现,纳米粒还附加了二氧化钛表面上的氧化锌。
我们注意到,在二氧化钛在热液的解决方案可能纳米粒充分减少的尺寸氧化锌。
复合纳米结构,具有独特的形态,利用这个方便的方法在低的温度,更少的时间,更少数量的试剂时可以获得，而且发现在紫外光照射下光催化剂是有效的。
关键词: 纳米复合材料;水热合成;陶瓷氧化物;光催化剂1、介绍最近的发现了一个在水介质中改进的氧化和催化降解的有机化合物溶解的实验。
光催化,被称为绿色技术,提供了巨大的潜力可以完全消除有毒化学物质在环境中通过其效率和广泛的适用性。
半导体金属氧化物,如二氧化钛、氧化锌、硫化锌、cd、Fe2O3纳米颗粒(NPs)迄今为止,被证明是最有前途的材料在此领域。
在这些半导体金属氧化物、氧化锌,二氧化钛等已经被认为是最出色的材料因其优异的电子、化学、光学特性与高感光度。
然而,电子的速度的洞(e-h)重组在光催化过程限制这些材料的应用在紫外光照射下。
此外,纳米粒子(具有高比表面积)被发现是更有效的光催化剂但是复苏从反应体系非常困难,这限制了其应用程序环境(二次污染)、经济(损失催化剂)。
各种已经尝试解决上述缺点。
掺杂进光催化剂的新型金属晶格和耦合半导体是有效的方法来减少在这里组合过程而提供一个固定的表面有足够的表面积(如高分子纳米纤维)增强其耐久性为了重复使用。
我们以前的工作表明Ag加载二氧化钛/尼龙6电纺垫能防止损失和催化剂可反复使用。
水晶二氧化钛和氧化锌,不管是在纯粹的形式或作为一个组合,是半导体氧化物广泛用于光催化反应。
原则上,耦合的二氧化钛和氧化锌似乎有用,以实现更有效的e-h对辐射下的分离,因此,更高光降解速率。
电气化学促进TiO2光催化降解有机废水的方法摘要利用纳米TiO2光催化降解有机废水的研究已经有很长的时间，其目的在于找出适合处理废水的方法，但其反应缓慢的过程在实际应用中受到很大的限制。
在这种情况下，人们设计出一种利用装有三级稳压器的组合电池，通过电气化学的方法促进TiO2光催化降解。
这组合系统有效的促进光催化降解有机废水。
连续处理半小时后，对玫瑰精的最大吸收值达90％以上。
对于纺织废水中的COD和BOD的分别减少93.9％和88.7％。
5比减少到1.2-2.1之间，纺织废水的生物降解能力也相对地提高。
而且，由于COD/BOD5以上结果看出，此组合系统可以有效的处理有机废水或者在生物处理预处理环节能够脱色降解。
关键词：TiO2，玫瑰精，活性羟基，电解，废水文章概要1阐述2实验部分2.1化学试剂2.2设备仪器2.3光解反应2.4方法步骤3实验讨论3.1电化学产生活性羟基促进TiO2光催化活性3.2对比不同模拟条件下光催化降解罗丹红3.3光催化降解罗丹红的特性3.4废水处理4结论致谢参考文献1阐述纺织废水是色度高，COD高而生物降解能力低的废水。
利用铝盐或铁盐不能充分降低生物需氧量和减少凝聚物。
臭氧和氧化次氯酸可以有效的脱色，但是成本高，运行操作难和容易产生如余氯等二次污染物，由此而不能使用。
在过去的十年，研究表明，纳米TiO2可以可以在适度条件下光解氧化有机废水生成无机物质（如CO2, H2O等）而不产生二次污染([Hagfeldt and Gratzel, 1995];[Serpone and Pelizzetti, 1989])。
但是，不仅是TiO2的光解效益，而且的光解性不能在最优化的情况下有效的运用([Kawai and Sakata, 1980])。
对于这个不利条件的主要因素就是光生电子和空穴的再结合( [Li and Li, 2002])。
为了提高光解能力，进行了很多有意思的工作。
通过利用在TiO2的电子层上施加阳极电压，或者利用各种贵金属沉淀物改变TiO2([Hiramoto et al., 1990]; [Viswanathan et al., 1990])，金属离子或者氧化物等等方法，都被证明是有希望的方法。
外文翻译:光催化剂CeFeO3的合成和表征及其光催化降解龙胆紫J. Ameta a, A. Kumar a, R. Ameta b,*, V.K. Sharma a and S.C. Ameta aa光化学与太阳能实验室，化学系，科学学院，穆汉拉尔苏哈迪亚大学，乌代布尔，印度b Meera女子公立学院，乌代布尔-313001（拉贾斯坦邦），印度摘要：三元氧化物作为有效的光催化剂已在众多化学反应中应用。
这些氧化物催化剂的制备方法对其催化性能有重要影响。
在近期研究中，铈铁氧化物催化剂通过共沉淀法和独特的加热周期已成功合成。
合成的催化剂用X射线衍射仪表征。
染料龙胆紫作为降解物，用合成的催化剂对其光催化降解，反应进行的程度用分光光度计检测。
文中讨论了一些影响因素，例如龙胆紫溶液的浓度，pH，半导体的用量和光照强度，并且提出了龙胆紫光催化降解的机理。
关键词：光催化剂，CeFeO3,光催化降解，龙胆紫引言治理水污染的方法很多，例如加热脱水，碳吸附等。
其中最经济环保的方法就是光催化反应。
下述是文献查阅到的光催化反应在污水治理方面的应用。
Alton和Ferry把SiW12O4作为光催化剂，光催化降解酸性橙7[1]。
Blajeni等人在SrTiO3和TiO2悬乳液中，把CO2和水光还原成甲醛和甲醇[2]。
Domen等人研究用催化剂NiO-SrTiO3光催化分解水蒸气[3]。
Priya和Madras研究用煅烧合成的纳米TiO2光催化降解硝基苯[4]。
Chen等人研究在紫外光和可光照射下，一维纳米TiO2光降解有色染料污染[5]。
Wang等人进行了Sn(IV)掺杂纳米TiO2降解橘黄G的动力学研究[6]。
Kako等人针对TiO2催化降解H2S的催化中毒提出预防措施[7]。
Chittora等人用ZnO,Fe2O3等光催化剂光还原CO2[8]。
Muradav等人用催化剂Pt/CdS胶粒在H2S溶液里脱氢[9]。
Swarnkar等人研究了龙胆紫在CdS半导体表面的光催化漂白[10]。
Preparation of Bi-doped TiO2 nanoparticles and their visible lightphotocatalytic performanceHaiyan Li a,b, Jinfeng Liu a, Junjie Qian a, Qiuye Li a, Jianjun Yang a,* Bi掺杂的TiO2纳米颗粒的制备以及它的可见光催化性能摘要：采用钛酸纳米管最为Ti的前驱体通过水热生长法合成了Bi掺杂的TiO2光催化剂。
样品通过X-射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和X-射线光电子能谱仪进行材料的表征来确定材料的形貌以及组成。
甲基橙（MO）被选为模式污染物来在可见光下评价Bi掺杂的TiO2纳米颗粒的光催化性能。
我们发现Bi离子没有进入到TiO2的晶格中，反而以BiOCl的形式存在。
获得的BiOCl-TiO2复合纳米材料在可见光下对甲基橙显示出很好的光催化活性。
样品中Bi/Ti比率为1%和水热处理的温度为130℃时，合成的材料的光催化活性是最高的。
此外，本文还讨论了BiOCl-TiO2复合纳米材料的光催化降解的机理以及增加光催化活性的原因。
合成的材料在降解4-氯酚的时候也显示出很高的光催化活性。
1. 介绍二氧化钛（TiO2）是一种很有前途的光催化剂，因为它生物化学稳定性强、耐光腐蚀和耐化学腐蚀、无毒并且价格低廉，在空气净化、水体净化和光催化分解水方面的应用已经被广泛的研究。
虽然TiO2光催化氧化降解有机污染物确实显示出很高的活性，但是有两个主要原因限制了它的实际应用：一是它对太阳光的利用率低下（只能利用紫外光区域的光），二是TiO2的光生电子和空穴的复合效率高。
为了提高TiO2的光催化效率，研究工作者采用了多种多样的方法来增加它对太阳光的吸收以及降低TiO2中光生电子和空穴的符合效率。
金属元素Fe, V和Cr和非金属元素N, C和B的掺杂是一种著名的方法。
通过金属元素对TiO2的掺杂可以将TiO2的吸收范围拓展到可见光范围，并且如果有合适的能级就可以降低光生电子和空穴的符合效率。
金属离子掺杂物可以作为电子或者空穴的捕获位点，所以可以改变电子空穴的符合效率。
确实，用不同的金属对TiO2掺杂已经被证明了可以提高TiO2的光催化能力已经增加TiO2对可见光的响应。
进来，大家开始关注Bi离子修饰了的TiO2粉末。
通过Bi离子的掺杂可以降低TiO2的禁带宽度，所以可以拓展TiO2的吸光范围到达可见光区域，并且可以增加催化效率。
Bi掺杂的TiO2材料在可见光下对一些污染物的降解效率更高，例如甲基橙、苯、醋醛和异丙隆除草剂。
通常情况下，Bi掺杂的TiO2材料中，在钛酸铋（Bi x Ti y O z）化合物中的Bi-O多面体和Bi3+是催化过程的活性中心。
张等人通过同步组建的方法合成了有序的多空Bi掺杂的TiO2。
这些Bi掺杂的TiO2在可见光区域显示出很强的吸收并且在可见光下和紫外光下对水溶液中的苯酚氧化和六价铬的还原显示出催化效率的增加。
作者认为好的催化效果来自于材料的独特结构和Bi的掺杂。
对于可见光的高响应被发现主要来自于这个掺杂过程，在掺杂过程中形成了一种以Bi-O-Ti建存在的新的Bi价态，并且降低了电子空穴的复合效率。
Xu在温和的条件下通过溶胶凝胶的方法合成了Bi2O3-TiO2纳米复合材料膜。
这个膜由锐钛矿的TiO2和Bi2O3组成，TiO2沉积在Bi2O3的表面。
对于所有的Bi2O3-TiO2样品在太阳光下催化效率都比TiO2的要高，在Bi/Ti的原子比为1.25%时催化效率是最高的。
Wang等利用钛酸四丁酯、五水硝酸铋和硫脲作为前躯体通过溶胶凝胶的方法合成了Bi和S的共掺杂TiO2。
共掺杂的TiO2在可见光下对20 mg/L的靛蓝有很高的光催化活性。
这里，高效的催化效果是因为存在大量的氧空位、TiO2表面很多的酸性位点以及材料的很大的比表面积。
Zuo和合作者也通过溶胶凝胶的方法合成了Bi掺杂的TiO2，并且指出Bi的掺杂导致TiO2和Bi3+的反应而形成了Bi x TiO y，这样就表现出禁带宽度的变窄，降低了光激发的能阈值所以可能增加催化活性。
到目前为止，Bi掺杂的TiO2（BTO）的合成方法主要是溶胶凝胶方法，很少研究是采用水热合成方法来制备Bi掺杂的TiO2。
此外，Ti的来源主要是钛酸四丁酯。
在本研究工作中，我们第一次利用钛酸（NTA）纳米管最为Ti的前驱体，我们通过水热合成方法合成了一系列的不同Bi/Ti摩尔比的BTO。
合成的样品通过X-射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和X-射线光电子能谱仪进行材料的表征。
光催化活性是通过在可见光下对甲基橙的驼色来评价的。
作为对照，我们利用钛酸四丁酯作为Ti前驱体采用溶胶凝胶的方法制备了Bi掺杂的TiO2（记为Bi-TiO2）。
通过水热方法合成的BTO对甲基橙的催化效果优于溶胶凝胶方法合成的Bi-TiO2。
合成的BTO对4-氯酚也有很高的催化降解效果。
2. 实验部分2.1 催化剂的制备NTA是参照之前的文献用浓的NaOH+TiO2作为原料合成的。
简而言之，300 mL 10 mol/L的NaOH放在一个PTFE烧杯中，3 g P25 (TiO2)粉末在搅拌的情况下加入到中间。
之后这个混合液转移到一个高压锅中在120℃热处理24 h。
得到的白色沉淀用去离子水洗到pH=7.0-8.0，之后浸入0.1 mol/L的HCl中搅拌7 h。
之后沉淀用去离子水洗去除Cl-，在室温下真空干燥。
得到的就是NTA。
为了通过水热合成制备Bi-掺杂的TiO2，已知浓度的氯化铋（为了得到Bi/Ti为0%、0.5%、1%、2%和5%）先溶于50 mL盐酸酸化的去离子水中。
1 g之前制备的NTA在搅拌的情况下加入到上述溶液中，得到的混合溶液转移到高压锅中在130℃加热3 h。
冷却之后，样品用0.1 mol/L的盐酸清洗，再用去离子水清洗之后离心。
得到的样品在室温下真空干燥。
得到的粉末样品根据上面的Bi/Ti比分别标记为BTO-130-0, BTO-130-0.5, BTO-130-1, BTO-130-2和BTO-130-5。
BTO-160-1和BTO-210-1样品分别是指Bi/Ti比都为1%并且水热合成的温度为160℃和210℃。
其中，我们采用钛酸四丁酯作为前躯体通过溶胶凝胶的方法合成的Bi-掺杂的TiO2作为对照。
Bi-掺杂的TiO2的合成方法是参照zhang等的文章。
纯的BiOCl也参照之前jiang等的文献合成的。
2.2 催化剂的表征合成的BTO材料的结构性能采用XRD（Philips X’Pert Pro, Netherlands）（Cu-Kα=0.15418 nm at 40 kV, 40 mA扫描范围为2θ=5°-90°）。
材料的形态采用TEM（JEOL JEM‐2010）观察。
材料的紫外-可见漫反射光谱（DRS）是用装备了积分球的Shimadzu U-3010 UV-Vis 漫反射光谱仪测定的，BaSO4最为空白对照和基线校准，扫描范围是200-800 nm。
结合能是通过XPS（Axis Ultra spectrometer using monochromatized Al-Kα (hν=1486.6 eV) radiation as the excitation source）记录的。
2.3 光催化活性BTO样品的光催化活性是通过在水溶液中在可见光下对甲基橙的降解而确定的。
这个光催化实验的过程如下：3 mL BTO光催化剂的悬浮液（0.06 g/L）放在一个石英管中（1.0 cm×1.0 cm×4.5 cm），里面包含了50 μL甲基橙溶液（1 mmol/L），并且用一个小转子搅拌。
一个300 W的氙灯作为可见光光源。
段波长的光（λ < 420 nm）都用一个滤光片去除了λ≥ 420 nm波长的光的强度估计大概为43 mW/cm2。
在光照之前，悬浮液在黑暗条件下搅拌30 min以达到吸附平衡。
甲基橙的降解效率是通过紫外-可见分光光度计检测不同时间取样的样品在464 nm处的吸光度。
P25、BiOCl和溶胶凝胶合成的Bi-TiO2的光催化活性也在相同的条件下测试了作为对照。
甲基橙的降解率为（C0-C t）/C0×100%，这里C0和C t分别是甲基橙再初始时间和取样时间的浓度。
3. 结果和讨论3.1 XRD分析BTO样品的物相结构通过XRD表征，如图1所示。
BTO-130-0, BTO-130-0.5和BTO-130-1只可以看到锐钛矿的峰，没有明显铋氧化物的峰。
但是随着Bi/Ti的比率由2%增加到5%，一种新的物相出现了是来自于BiOCl（2θ=12.2°, 24.2°, 25.9°, 32.5°, 33.6°, 36.9°, 41.2°, 46.7°, 49.8°, and 58.7°, JCPDS No. 06-0249）。
同时锐钛矿的峰慢慢的在变小，甚至在比率达到5%的时候都快要消失了，这表明Bi离子的掺杂限制了TiO2的生长。
这是因为新生成的BiOCl在TiO2的表面限制了锐钛矿晶体的生长。
在Bi掺杂量低的时候，BiOCl的物相观察不到，这是因为形成的BiOCl的含量低于XRD的检测限。
此外，我们发现当Bi/Ti的摩尔比为1%在水热合成的温度为160℃和210℃时有属于BiOCl相的明显的衍射峰，说明温度越高会促进BiOCl相的形成。
由上面的XRD数据可以得出结论，Bi3+并不是替换Ti4+掺杂进入到TiO2的晶格中,而是以BiOCl相存在于TiO2的表面。
3.2 光催化剂的表面形貌样品BTO的TEM的图片呈现在Fig 2。
基本上所有的样品显示出金刚石片状的结构，并且平均尺寸在10-20 nm，随着Bi/Ti的摩尔比的增加并没有发生改变。
Zhang等TiO2晶体的形态会随着前驱体的种类、水热反应的酸度和碱度发生变化。
他们指出，在酸性条件下，水热反应的产物为金刚石片状的结构的锐钛矿TiO2，和在这里得到的是一样的。
3.3 XPS分析Figure 3显示的是BTO样品的高分辨率XPS光谱。
在Fig 3a我们在Ti 2p自旋轨道图谱上可以看到2个分别来自于Ti 2p3/2和Ti 2p1/2峰。
Ti 2p3/2和Ti 2p1/2峰的位置分别落在大约458.8 eV和464.6 eV，这两个峰相对应于TiO2中+4价的Ti元素。
Bi 4f XPS图谱显示在Fig 3 b中，有两个峰分别以164.6和159.0 eV为中心，对应于Bi 4f7/2和Bi 4f5/2的结合能。
