如果你不知道如何写,但是又急着交。一个非常简便的方法,就是去知网上面找你要写的那方面的硕士论文,上面有完整的文献综述(那最好,你稍稍改动即可),如果是开题报告形式,你就可以找好它上面的内容(其实跟文献综述写的内容差不多,只是格式和形式不太一样)。你按照以下的提纲自己复制粘贴内容即可(我们这学期写了一篇文献综述),也有可能每个学校的要求提纲不太一样,不过都是差不多的不用太担心,主要是内容要找准: 1.论文题目:一般不超过25个字,要简练准确,副标题统一为“文献综述及研究思路”可分两行书写; 2.摘要:中文摘要字数应在300字左右,英文摘要与中文摘要内容要相对应; 3.关键词:关键词以3—5个为宜,应该尽量从《汉语主题词表》中选用,分号隔开; 4.正文:正文要符合一般学术论文的写作规范,内容层次分明,数据可靠,文字简练,观点正确,能运用现代经济学、管理学的分析方法,并能学会利用计量经济学、统计学等相关工具对所涉及的问题进行分析,文章主体字数为4000字以上。正文基本结构如下: 一、选题背景及选题意义 二、有关国内外研究成果综述 (一)国外研究成果 (二)国内研究成果 (三)对研究成果的评述(这个地方就不要把引用的写出来了,我被我们老师就批了) 三、基本研究思路(最好有图,把你参考的文章所有的提纲画一个简易图即可,不单是自己的文献综述,是你参考的整篇论文的内容) 四、研究方法及创新处 5.参考文献:参考文献应按文中引用出现的顺序列出,只列出作者直接阅读过、在正文中被引用过的文献资料,一律列在正文的末尾,特别在引用别人的科研成果时,应在引用处加以说明。每篇论文的参考文献一般不应少于五条。 希望对你有用~~
毕业论文文献综述,简就是在参考一系列的参考文献后,对文献进行相关的整理融合,加入自己的想法和观点,融会贯通,进而分析评价。
毕业论文文献综述的写作规定:
文献综述,大多数院校都要求学生在开题之前交上来,以便选题报告有可靠的依据。
文献综述的写作中,参考相关的文献是必不可少的,对于研究生而言,需要阅读的文献至少不少于30篇,这些文献要全面,要可靠,要客观。
文献综述中,作者要将自己今后的研究方向及前人的研究成果,这个领域研究过程中出现的问题及整体的发展走势有一个详细的说明,中间要掺杂自己的观点。
文献综述写作,要保证条理清晰性,文字通顺性,语言的凝练性。文献综述的写作中,文献资料的运用要恰当,文献资料文献资料的参考要合理,这些资料一定要与文章主题相关。
毕业论文文献综述的注意事项:
1、参考文献要全面
所参考的文献资料一定要全面,这是文献综述写作的重要基础和前提,随便的文献资料的拼接会对后期的文献综述的写作带来麻烦和困扰。
2、参考文献要具有可靠性和科学性:
参考文献的重要性决定参考文献必须可靠,必须科学,错误的观点会使整篇论文的写作偏离正确的方向,因此,在引用参考文献的时候一定要极为注意。
3、引用参考文献的同时要忠于参考文献:
文献综述,作者自己的观点和看法是极为重要的组成部分,因此在写作的时候一定要分清楚作者的观点与自己的观点,不可混淆,更不能够根据自己的意愿对参考文献的观点进行修改,此外,还要注意参考文献的引用是否恰当,是否正确。
为什么读文献?(从Ph.D到现在工作半年,发了12篇paper,7篇first author.)我现在每天还保持读至少2-3篇的文献的习惯。读文献有不同的读法。但最重要的自己总结概括这篇文献到底说了什么,否则就是白读,读的时候好像什么都明白,一合上就什么都不知道,这是读文献的大忌,既浪费时间,最重要的是,没有养成良好的习惯,导致以后不愿意读文献。1. 每次读完文献 (不管是细读还是粗读),合上文献后,想想看,文章最重要的take home message是什么,如果不知道,就从abstract,conclusion里找,并且从discuss里最好确认一下。这样一来,一篇文章就过关了。take home message其实都不会很多,基本上是一些concepts,如果你发现你需要记得很多,那往往是没有读到重点。2. 扩充知识面的读法,重点读introduction,看人家提出的问题,以及目前的进展类似的文章,每天读一两篇,一个月内就基本上对这个领域的某个方向有个大概的了解。读好的review也行,但这样人容易懒惰。3. 为了写文章的读法,读文章的时候,尤其是看discussion 的时候,看到好的英文句型, 最好有意识的记一下,看一下作者是谁,哪篇文章,哪个期刊,这样以后照猫画虎写的时候,效率高些。比自己在那里半天琢磨出一个句子强的多。当然,读的多,写的多,你需要记得句型就越少。其实很简单,有意识的去总结和记亿, 就不容易忘记。研究生怎么看文献,怎么写论文一、先看综述先读综述,可以更好地认识课题,知道已经做出什么,自己要做什么,,还有什么问题没有解决。对于国内文献一般批评的声音很多.但它是你迅速了解你的研究领域的入口,在此之后,你再看外文文献会比一开始直接看外文文献理解的快得多。而国外的综述多为本学科的资深人士撰写,涉及范围广,可以让人事半功倍。二、有针对地选择文献针对你自己的方向,找相近的论文来读,从中理解文章中回答什么问题,通过哪些技术手段来证明,有哪些结论?从这些文章中,了解研究思路,逻辑推论,学习技术方法。1.关键词、主题词检索:关键词、主题词一定要选好,这样,才能保证你所要的内容的全面。因为,换个主题词,可以有新的内容出现。2. 检索某个学者:查SCI,知道了某个在这个领域有建树的学者,找他近期发表的文章。3. 参考综述检索:如果有与自己课题相关或有切入点的综述,可以根据相应的参考文献找到那些原始的研究论文。4. 注意文章的参考价值:刊物的影响因子、文章的被引次数能反映文章的参考价值。但要注意引用这篇文章的其它文章是如何评价这篇文章的。三、如何阅读文献1.注重摘要:摘要可以说是一个论文的窗口。多数文章看摘要,少数文章看全文。真正有用的全文并不多,过分追求全文是浪费,不可走极端。当然只看摘要也是不对的。多数文章题目、摘要简单浏览后,直接把几个Figure 及Title 与legend 一看,一般能掌握大部分。2.通读全文:读第一遍的时候一定要认真,争取明白每句的大意,能不查字典最好先不查字典。因为读论文的目的并不是学英语,而是获取信息,查了字典以后思维会非常混乱,往往读完全文不知所谓。可以在读的过程中将生字标记,待通读全文后再查找其意思。3.归纳总结:较长的文章,容易遗忘。好在虽然论文的句子都长,但每段的句数并不多,可以每一段用一个词组标一个标题。4.确立句子的架构,抓住主题:读英文原版文献有窍门的。我们每个单词都认识读完了却不知他在说什么,这是最大的问题。在阅读的时候一定要看到大量的关系连词,他们承上启下引领了全文。中国人喜欢罗列事实,给出一个观点然后就是大量的事实,这也是中文文献的特点,我们从小都在读这样的文章,很适应。西方人的文献注重逻辑和推理,从头到尾是非常严格的,就像GRE 里面的阅读是一样的,进行的是大量重复、新旧观点的支持和反驳,有严格的提纲,尤其是好的杂志体现得越突出。读每一段落都要找到他的主题,往往是很容易的,大量的无用信息可以一带而过,节约你大量的宝贵时间和精力。5.增加阅读量:由于刚刚接触这一领域,对许多问题还没有什么概念,读起来十分吃力,许多内容也读不懂。后来随着阅读量的增加,最后可以融汇贯通。所以,对新手而言,应当重视阅读文献的数量,积累多了,自然就由量变发展为质变了。四、提高阅读的效率1.集中时间看文献:看文献的时间越分散,浪费时间越多。集中时间看更容易联系起来,形成整体印象。2.做好记录和标记:复印或打印的文献,直接用笔标记或批注。pdf 或html 格式的文献,可以用编辑器标亮或改变文字颜色。这是避免时间浪费的又一重要手段。否则等于没看。3.阅读顺序:根据阅读目的选择合适的顺序。一般先看abstract、introduction,然后看discussion,最后看result 和method(结合图表)。五、文献的整理1.下载电子版文献时(caj,pdf,html),把文章题目粘贴为文件名(文件名不能有特殊符号)2.不同主题存入不同文件夹。文件夹的题目要简短,如:PD,LTP,PKC,NO。3.看过的文献归入子文件夹,最起码要把有用的和没用的分开。4.重要文献根据重要程度在文件名前加001,002,003编号,然后按名称排列图标,最重要的文献就排在最前了。而且重要文献要注意追踪。运气好,你可以得到更多的线索;运气不好,发现别人抢先了。据此修正你的实验。六、英文文章写作(阅读文献的副产品)1.平时阅读文献,注意总结常用句型和常用短语(注意,文献作者必须是以英文为母语者,文献内容要与你的专业有关)。2.找3-5篇技术路线和统计方法与你的课题接近的文章,精读。论文各部分读法有讲究本人英语基础不好,没过六级,所以在硕士的时候基本上看的外文文献很少,现在想想很后悔,2 年的时间少学了很多东西。上了博士,自己给自己的定位也高一些了,开始打算硬着头皮咬着牙很不情愿的也要多看些外文文献,一开始看比较慢,有些很难理解,到现在大约仔细阅读了100 篇外文文献,泛读了100 篇外文文章,受益匪浅,现在基本不怎么看中文的了,确实也觉得外文的质量就是高(也有凑数的烂文章),现在自己写外文的也很顺手了。谈几点自己的体会。我是材料专业的。1.先找5篇跟自己论文最相关的外文文章,花一个月的时间认认真真的看,反复看,要求全部读懂,不懂的地方可以和同学和老师交流一下。一个月以后你已经上路了。2.如何读标题:不要忽视一篇论文的标题,看完标题以后想想要是让你写你怎么用一句话来表达这个标题,根据标题推测一下作者论文可能是什么内容。有时候一句比较长的标题让你写,你可能还不会表达。下次你写的时候就可以借鉴了3.如何读摘要:快速浏览一遍,这里主要介绍这篇文章做了些什么。也许初看起来不好理解,看不懂,这时候不要气馁,不管它往下看,等你看完这篇文章的时候也许你都明白了。因为摘要写的很简洁,省略了很多前提和条件,在你第一眼看到摘要而不明白作者意图的时候看不懂是正常的。4.如何读引言(前言):当你了解了你的研究领域的一些情况,看引言应该是一件很容易的事情了,都是介绍性的东西,写的应该都差不多,所以看文献多了以后看这部分的内容就很快了,一扫而过。有些老外写得很经典得句子要记下了,下次你写就可以用了。5.如何读材料及试验:当你文献看多了以后,这部分内容也很简单了,无非就是介绍试验方法,自己怎么做试验的。很快就能把它看完了吧6.如何看试验结果:看结果这部分一定要结合结果中的图和表看,这样看的快。主要看懂试验的结果,体会作者的表达方法(例如作者用不同的句子结构描述一些数字的结果)。有时看完以后再想想:就这么一点结果,别人居然可以大篇幅的写这么多,要是我可能半页就说完了?7.如何看分析与讨论:这是一篇文章的重点,也是最花时间的。我一般把前面部分看完以后不急于看分析讨论。我会想要是我做出来这些结果我会怎么来写这部分分析与讨论呢?然后慢慢看作者的分析与讨论,仔细体会作者观点,为我所用。当然有时候别人的观点比较新,分析比较深刻,偶尔看不懂也是情理之中。当你看的多了,你肯定会看的越来越懂,自己的idea 越来越多8.如何看结论:这个时候看结论就一目了然了,作后再反过去看看摘要,其实差不多9.把下载的论文打印出来,根据与自己课题的相关性分三类,一类要精读,二类要泛读,三类要选择性的读。分别装订在一起10.看完的文献千万不要丢在一边不管,3-4 个月一定要温习一遍,可以根据需要,对比自己的试验结果来看11.学会记笔记,重要的结论,经典的句子,精巧的试验方案一定要记下来,供参考和学习12.有些试验方法相同,结论不同的文献,可以批判性的阅读。我想要是你自己做试验多的话,你应该有这个能力判断谁的更对一点。出现试验方法相同,结论不同的原因有下:试验方法描述不详细,可能方法有差别;试验条件不一样;某些作者夸大结果,瞎编数据13.有时间还是多看点文献吧,最好定个目标:在学术上超过自己的老板。因为老板一般不看文献,他们都是凭经验做事,很多新东西他们都不知道,慢慢的你老板会觉得你很厉害。反正我觉得多读了,读起来就快了,而且也会慢慢喜欢上看外文文献,收获自然也就多了。读研的三年时间里,实验做得不是很多,文献倒是读了不少。原因呢,可能是老板也发现了我这个人属于那种眼高手低的人,干脆就让我做个文献阅读器了。从研一到现在每当老板脑子里出来一个想法,出来几个关键词,好了,下一步的工作就是交给我查阅和整理文献了。大家有空可以看看我发在论坛里的几个ppt,关于光催化、无铅压电陶瓷,微波介质陶瓷,纳米ZnO,此外关于Raman 光谱、多铁性材料。算起来前前后后看过——当然只能说看过,因为大部分都只是走马观花,没有精读——的文献应该不下三四百篇了。我估计每个方向单拿出来写个中文综述都差不多够了,可惜中文要版面费,想来老板也不会给出说了这么多废话,进入正题吧。有人也许会问,你是怎么看文献的,特别是一个以前没有接触的陌生领域。我的方法是,先看中文综述,然后是中文博士论文,而后是英文综述,最后是英文期刊文献。这样做的好处是,通过中文综述,你可以首先了解这行的基本名词,基本参量和常用的制备、表征方法。我觉得这点很重要,因为如果直接英文上手的话,一些基本名词如果简单的想当然的翻译,往往会将你引入误区或造成歧义。同时中文综述里要包含了大量的英文参考文献,这就为后续的查找文献打下一个基础。中文博士论文,特别是最近几年的,其第一章前言或是绪论所包含的信息量往往大于一篇综述的。因为它会更加详细的介绍该领域的背景以及相关理论知识,同时里面往往会提到国内外在本领域做得比较好的几个科研小组的相关研究方向。通过阅读就可以更清楚理清一个脉络。英文综述,特别是那种invited paper或是发表在高IF期刊上的,往往都是本领域的牛人们写的。对此要精读,要分析其文章的构架,特别要关于作者对各个方向的优缺点的评价以及对缺点的改进和展望。通过精读一篇好的英文综述,所获得的不只是对本领域现在发展状况的了解,同时也可以学会很多地道的英文表达。最后就是针对自己的课题查找阅读相关英文文献了。现在各大学图书馆里面的数据库都比较全,即使没有也可以通过网络上多种手段获取文献了。所以说文献的获取不是问题,问题在于查什么样的文献和怎么具体阅读整理文献。根据我的体会,我觉得有以下四类英文文献是我们所需要的:1、本领域核心期刊的文献。不同的研究方向有不同的核心期刊,这里也不能一概唯if 论了。比如说陶瓷类的核心期刊美陶的IF 也不过1.5 几,但上面的文章特别是feature artical 还是值得仔细阅读的。当然,首先你要了解所研究的核心期刊有哪些,这个就要靠学长、老板或者网上战友的互相帮助了。2、本领域牛人或者主要课题组的文献。每个领域都有几个所谓的领军人物,他们所从事的方向往往代表目前的发展主流。因此阅读这些组里的文献就可以把握目前的研究重点。这里有人可能要问,我怎么知道谁是牛人呢?这里我个人有两个小方法。第一是在ISI 检索本领域的关键词,不要太多,这样你会查到很多文献,而后利用ISI 的refine 功能,就可以看到哪位作者发表的论文数量比较多,原则上一般发表论文数量较多的人和课题组就是这行里比较主要的了。还有一个方法,就是首先要了解本领域有哪些比较规模大型的国际会议,而后登陆会议主办者的网站一般都能看到关于会议的invited speaker的名字,做为邀请报告的报告人一般来说都是在该行有头有脸的人物了,呵呵3、高引用次数的文章。一般来说高引用次数(如果不是靠自引堆上去的话)文章都是比较经典的文章,要么思路比较好,要么材料性能比较好,同时其文笔应该也不赖的话。多读这样的文章,体会作者对文章结构的把握和图表分析的处理,相信可以从中领悟很多东西的。4、最后就是当你有了一定背景知识,开始做实验并准备写论文的时候需要看的文献了。我个人的经验是,首先要明确一点,你所做的实验想解决什么问题?是对原有材料的改进还是创造一种新的材料或者是新的制备方法,还是采用新的表征手段或是计算方法。明确这一点后,就可以有的放矢查找你需要的文献了。而且往往当你找到一篇与你研究方向相近的文章后,通过ISI 的反查,你可以找到引用它的文献和它引用的文献,从而建立一个文献树,更多的获取信息量。此外,我想提到的一点就是关于文献的整理。很多时候大家下文献都是很盲目,抱着一种先下来再说的思想。往往下来的文献不少,但只是空占者磁盘空间。不经过整理归类的文献就不是自己的文献,那根据什么来分类呢?我有一个比较简单实用的方法,适用于那些拥有大量未读文献的。就是只关心三点:文章的前言的最后一部分(一般这部分都是提出作者为什么要进行这项工作,依据和方法),文章中的图表(提出采用的表征方法以及性能变化)和结论(是否实现了既定目标以及是否需要改进)。当然,如果全部精读相信工作量也不小。我的看法是尽可能用50个字左右来归纳文章,说白了就是文章的目的(如改进某个性能或提出某种方法)+表征手段(如XRD,IR,TEM 等)+主要结论(如产物的性能)。当你按照这个方法归纳整理几十篇文献后,自然会有一个大致的了解,而后再根据你的笔记将文献分类整理,当你在写论文需要解释引用时再回头精读,我觉得这样会提高效率不少。
本科毕业设计(论文)文献综述院 (系):专 业:班 级:学生姓名: 学 号:年 月 日本科生毕业设计(论文)文献综述评价表毕业设计(论文)题目综述名称 注意综述名称(综述内容中不要出现本课题怎么样等等)评阅教师姓名 职称评 价 项 目 优 良 合格 不合格综述结构 01 文献综述结构完整、符合格式规范综述内容 02 能准确如实地阐述参考文献作者的论点和实验结果03 文字通顺、精练、可读性和实用性强04 反映题目所在知识领域内的新动态、新趋势、新水平、新原理、新技术等参考文献 05 中、英文参考文献的类型和数量符合规定要求,格式符合规范06 围绕所选毕业设计(论文)题目搜集文献成绩综合评语:评阅教师(签字):年 月 日文献综述: 小四号宋空一行标题 二号黑居中空一行1 XXX 三号黑XXX 小四号宋,行距20磅1.1 XXXX 小三号黑XXX 小四号宋,行距20磅1.1.1 XXX 四号黑XXX 小四号宋,行距20磅空一行2 XXXX 三号黑(空1行)参 考 文 献(空1行)[要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写,例如:][1] 袁庆龙,候文义.Ni-P合金镀层组织形貌及显微硬度研究[J].太原理工大学学报,2001,32(1):51-53 .(宋体五号,行距固定值20磅)[2] 刘国钧,王连成.图书馆史研究[M].北京:高等教育出版社,1979:15-18,31.下面的是我的文献综述文献综述:FTO透明导电薄膜的溅射法制备1 前言为了更好的开展毕业论文及毕业实验工作,在查找和阅读与《DSSC用FTO透明导电玻璃的溅射法制备》相关的文献和资料,完成撰写了本文献综述。随着科技的日趋成熟,导电玻璃的制备方法也越来越成熟,种类也衍生得越来越多。本文章将对国内外的制备方法,种类,发展现状及趋势,工艺性能,退火处理对性能的影响等方面做一简要介绍。2透明导电玻璃的种类及制备方法简介2.1透明导电玻璃的种类2.1 .1 TCO导电玻璃TCO(Transparent Conductive Oxide)玻璃,即透明导电氧化物镀膜玻璃,是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜而形成的组件.主要包括铟、锡、锌、铬的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。2.1.2 ITO透明导电玻璃ITO透明导电玻璃全称为氧化铟锡(Indium-Tin Oxide)透明导电膜玻璃,多通过ITO导电膜玻璃生产线,在高度净化的厂房环境中,利用平面磁控技术,在超薄玻璃上溅射氧化铟锡导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的高技术产品。 ITO玻璃产品广泛地用于液晶显示器(LCD)、太阳能电池、微电子ITO导电膜玻璃、光电子和各种光学领域。2.1.3FTO透明导电玻璃FTO透明导电玻璃为掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO2:F),简称为FTO。FTO玻璃可以做为ITO导电玻璃的替换用品,广泛用于液晶显示屏,光催化,薄膜太阳能电池基底等方面,市场需求极大. FTO玻璃因其特殊性,在染料敏化太阳能电池,电致变色和光催化方面对其透光率和导电率都有很高的要求,其综合性能常用直属FTC来评价:FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率,RS是薄膜的方阻值;在光学应用方面,则要求其对可见光有好的透射性和对红外有良好的反射性。对其基本要求是:①表面方阻低,②透光率高,③面积大、重量轻,④易加工、耐冲击。2.2FTO透明导电玻璃制备方法FTO透明导电玻璃的制备方法有,物理方法:溅射法、真空蒸发镀膜法、离子辅助沉积镀膜法等;化学方法:喷雾热解法、溶胶-凝胶法和化学气相沉积法等。目前适合批量生产且研发较多的有真空蒸发镀膜法、磁控溅射法、化学气相沉积法和喷雾热解等方法![1]化学气相沉积法和真空镀膜法制备的薄膜和玻璃基板的结合强度不够,溶胶-凝胶法制备的导电薄膜电阻较高。适合于批量生产且已经形成产业的工艺,只有磁控溅射法和溶胶-凝胶法。特别是,溅射法由于具有良好的可控性和易于获得大面积均匀的薄膜。2.2.1磁控溅射法镀膜:溅射镀膜(sputtering deposition)是指用离子轰击靶材表面,使靶材的原子被轰击出来,溅射产生的原子沉积在基体表面形成薄膜。溅射镀膜有二级、三级或四级溅射、磁控溅射、射频溅射、偏压溅射、反应溅射、离子束溅射等装置。目前最常用的制备CoPt 磁性薄膜的方法是磁控溅射法。磁控溅射法是在高真空充入适量的氩气,在阴极(柱状靶或平面靶)和阳极(镀膜室壁) 之间施加几百K 直流电压,在镀膜室内产生磁控型异常辉光放电,使氩气发生电离。氩离子被阴极加速并轰击阴极靶表面,将靶材表面原子溅射出来沉积在基底表面上形成薄膜。通过更换不同材质的靶和控制不同的溅射时间,便可以获得不同材质和不同厚度的薄膜。磁控溅射法具有镀膜层与基材的结合力强、镀膜层致密、均匀等优点。2.2.2真空蒸发镀膜:真空蒸发镀膜(vacuum vapor deposition)是在工作压强低于10-2 Pa,用蒸发器加热物质使之汽化蒸发到基片,并在基片上沉积形成固态薄膜的一种工艺方法。真空蒸发的加热方式主要有电阻加热蒸发、电子束加热蒸发、高频加热蒸发和激光加热蒸发等。对于镀制透明导电氧化物薄膜而言,其真空蒸发镀膜工艺一般有三种途径:(1)直接蒸发氧化物;(2)采用反应蒸发镀,即在蒸发金属的同时通入氧气进行化学反应生成金属氧化物;(3)对蒸发金属镀膜进行氧化处理。2.2.3溶胶-凝胶法:溶胶-凝胶法(so1-gel)是近年来发展起来的能代替高温固相合成反应制备陶瓷、玻璃和许多固体薄膜材料的一种新方法。它将金属醇盐或无机盐经溶液、溶胶、凝胶而周化,再将凝胶低温处理变为氧化物的方法,是应用胶体化学原理制各无机材料的一种湿化学方法。溶胶-凝胶工艺是一种制备多元氧化物薄膜的常用方法。按工艺可分为浸涂法和旋涂法。浸涂法是将衬底浸人含有金属离子的前驱体溶液中,以均匀速度将其提拉出来,在含有水分的空气中发生水解和聚合反应,最后通过热处理形成所需薄膜;而旋涂法则是通过将前体溶液滴在衬底后旋转衬底获得湿膜。2.2.4化学气相沉积法:化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态薄膜沉积在加热的固态衬底表面,是一种重要的薄膜制各方法。CVD法所选的反应体系必须满足:(1)在沉积温度下,反应物必须有足够的蒸汽压;(2)化学反应产物除了所需的沉积物为固态外,其余必须为气态;(3)沉积物的蒸汽压应足够低,以保证能较好地吸附在具有一定温度的基体上,但此法因必须制各具有高蒸发速率的铟锡前驱物而使生产成本较高。影响化学气相沉积薄膜的工艺参数很多,包括基体温度、气压、工作气体流量和反应物及其浓度等。化学气相沉积技术的主要特点包括:设备及工艺简单、操作维护方便、灵活性强;适合在各种形状复杂的部件上沉积薄膜:由于设备简单,薄膜制备的成本也比较低。但是,薄膜的表面形貌很大程度上受到化学反应特性以及能量撒活方式的影响。2.2.5喷雾热分解法:喷雾热分解法是化学法成膜的一种,其过程与APCVD法比较相似。它是将前驱体溶液在高压载气的作用下雾化,然后输送到基片表面,在高温作用下,前驱体溶液发生一系列复杂的化学反应,在基片表面上得到需要的薄膜材料。而反应副产物一般是通过气相形式排出反应腔。常用的高压载气主要有:压缩空气、氮气、氩气等等。但是由于压缩空气中常含有大量的水蒸气,所以用氮气作为载气的情形比较多。如果需要在基片表面上发生分解反应,基片温度一般在300℃以上,在玻璃上制备FTO薄膜的基片温度一般为500℃。影响最终薄膜性能的喷涂参数有:载气压力、前驱体溶液流量、基片温度、喷口与基片的距离、喷枪移动速度等等[2]。在成膜过程中基材的温度、液体的流速、压缩气体的压力以及喷嘴到基材的距离等参数均可实现精确控制[3]。3 FTO透明导电玻璃的研究现状、应用及发展趋势3.1FTO透明导电玻璃的研究现状自1907年Badeker首次报道了热氧化溅射的Cd薄膜生成半透明导电的CdO薄膜,引发了对透明导电氧化物(TCO)薄膜的研究。1950年前后出现了硬度高,化学稳定性好的SnO2基薄膜及综合光电性能优良的In2O3基薄膜,ZnO基薄膜的研究始于2O世纪80年代 。目前研究和应用较多的TCO薄膜主要有SnO2、In2O3。和ZnO基三大体系,其中以In203:Sn(ITO),SnO2 :F(FTO)和ZnO:Al(ZAO)最具代表性,这些薄膜具有高载流子浓度(1018~1021cm-3)和低电阻率(10-3~1O-4Ω•cm),且可见光透射率8O%~90%,使这些薄膜已被广泛应用于平面显示、建筑和太阳光伏能源系统中。[4] 已经商业化应用的TCO薄膜主要是In2O3Sn(ITO)和SnO2:F(FTO)2类,ITO由于其透明性好,电阻率低,易刻蚀和易低温制备等优点,一直是显示器领域中的首选TCO薄膜。FTO薄膜由于其化学稳定性好,生产设备简单,生产成本低等优点在节能视窗等建筑用大面积TCO薄膜中,具有很大的优势[5]。Sn02:F(FTO)掺杂体系是一种n型半导体材料,表现出优良的电学和光学性能,并且耐腐蚀,耐高温,成本低,化学稳定性好,是现在研究较多,应用范围较广的一类TCO薄膜。苗莉等[6]采用喷雾热解法,以NH4F、SnCl2•2H20为原料,在普通玻璃衬底上制备出了方块电阻最低达到6.2Ω/口,可见光透光率为86.95%的FTO薄膜,且薄膜晶粒均匀,表面形貌平整致密。Yadav等[7]采用喷雾热解法,制备了不同厚度的FTO薄膜,最低电阻率达到3.91 X 10-4 Ω•cm。Moholkar等[8]采用喷雾热解法,制备了不同掺F浓度的FTO薄膜,研究了氟的掺杂浓度对Sn02薄膜的光学,结构和电学性能的影响。中国科学院等离子体物理研究所的戴松元小组[9、10]将FTO用于染料敏化太阳电池的透明电极,并获得较高的光电转换效率。射频溅射:射频溅射的基本原理是射频辉光放电。国内外射频溅射普遍选用的射频电源频率为13.56MHz,以防止射频信号与无线电信号的相互干扰。通常直流溅射的基本过程是,从阴极发出的电子,经过电场的加速后获得足够的能量,可以使气氛气体发生电离。正离子在电场作用下撞击阴极表面,溅射出阴极表面的原子、分子到衬底表面发生吸附、凝聚,最终成膜。直流溅射不能用于绝缘体材料的薄膜制备,因为绝缘材料在受到正离子轰击时,靶材表面的正离子无法中和,使靶表面的电位逐渐升高,导致阴极靶与阳极问的电场减小,当靶表面电位上升到一定程度时,可以使气体无法电离,溅射无法进行。而射频溅射适合于任何一种类型的阻抗耦合,电极和靶材并不需要是导体,射频溅射非常适合于制备半导体、绝缘体等高熔点材料的薄膜。在靶材表面施加射频电压,当溅射处于上半周时,由于电子的质量比离子的质量小很多,故其迁移率很高,用很短时间就可以飞向靶面,中和其表面积累的正电荷,从而实现对绝缘材料的溅射,并且在靶表面又迅速积累起了大量的电子,使其表面因空间电荷而呈现负电位,导致在射频溅射正半周期,也可吸引离子轰击靶材。从而实现了在电压正、负半周期,均可溅射。磁场的作用是将电子与高密度等离子体束缚在靶材表面,可以提高溅射速度。[11]用JPGF一450型射频磁控溅射系统在玻璃衬底上制备SnO2:F薄膜,系统的本底真空度为10-3Pa.溅射所用陶瓷靶是由纯度为99.99%SnO2和NH4F,粉末经混合、球磨后压制成坯,再经1300℃烧结而成,靶中NH4F的重量比是1.78%,用纯度为99.99% 的氩气和氧气作为工作气体,由可控阀门分别控制气体的流量。溅射过程中,控制真空室内氩气压强为1Pa,氧分压为0.5—1.5 Pa,靶与衬底间的距离为5cm.溅射功率为150W,溅射时间为25 min,衬底温度为100℃。用RIGAKU D/MAX—yA型x射线衍射(XRD)仪(CuKa辐射波长,0.154178 nm)测试样品的结构,用APHM一0190型原子力显微镜(AFM)观测样品的表面形貌,使用 rv一1900型紫外可见光分光光度计测量样品的吸收谱,使用激发源为325 nm的He—Cd激光器的光谱仪测量样品的室温光致发光谱,使用普通的万电表测试它的导电性(前提是尽量保持测量条件的一致性)。3.2FTO透明导电玻璃的应用FTO透明导电玻璃具有优良的光电性能,被广泛用于太阳能电池的窗口材料、低损耗光波导电材料及各种显示器和非晶硅太阳能电池中作为透明玻璃电极等,与生活息息相关。3.2.1在薄膜太阳电池上的应用太阳能电池是利用光伏效应,在半导体p-n结直接将太阳光的辐射能转化成电能的一种光电器件。TCO薄膜是太阳电池关键材料之一,可作为染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSCS)[12]等的透明电极,对它的要求是:具有低电阻率(方块电阻Rsh约为15Ω/□);高阳光辐射透过率,即吸收率与反射率要尽可能低;化学和力学稳定性好的特点。在薄膜太阳电池中,透明导电膜充当电极,具有太阳能直接透射到作用区域几乎不衰减、形成p-n结温度较低、低接触电阻、可同时作为防反射薄膜等优点。3.2.2在显示器上的应用显示器件能将外界事物的光、声、电等信息,经过变换处理,以图像、图形、数码、字符等适当形式加以显示。显示技术的发展方向是平板化。在众多平板显示器中,薄膜电致发光显示由于其主动发光、全固体化、耐冲击、视角大、适用温度宽、工序简单等优点,引起广泛关注,并发展迅速。FTO薄膜具有可见光透过率高、电阻率低、较好的耐蚀性和化学稳定性,因此被广泛用作平板显示器的透明电极。3.2.3在气敏元件上的应用气体传感器是把气体的物理、化学性质变换成易处理的光、电、磁等信号的转换元件。半导体气体传感器是采用金属氧化物或金属半导体氧化物材料做成的元件,与气体相互作用时产生表面吸附或反应,引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。二氧化锡薄膜气敏器件具有灵敏度高、响应速度和恢复速度快、功耗低等特点,更重要的是容易集成。随着微电子技术的发展,传感器不断向智能化、微型化方向发展。[13]3.2.4在建筑幕墙玻璃及透明视窗上的应用喷雾热解法制各的FTO薄膜能用于阳光节能玻璃,对可见光高透射,但对红外光高反射,其反射率大于70%。让阳光中可见光部分透过,而红外部分和远红外反射。阳光中的可见光部分对室内采光是必需的,但可将红外部分的热能辐射反射回去,能有效调节太阳光的入射和反射。利用FTO薄膜在可见光区的高透射性和对红外光的高反射性,可作为玻璃的防雾和防冰霜薄膜。3.3 FTO透明导电玻璃的发展趋势随着LCD的商品化、彩色化、大型化和TFT的驱动或太阳能电池的能量转变效率的提高,人们对透明导电氧化物(TCO)薄膜的要求越来越严格,至少需要满足如下条件:(1)导电性能好,电阻率较低;(2)可见光内透光率较高:(3)镀膜温度更接近室温,能大面积均匀地镀膜;(4)膜层加工性能好,可以进行高精度低损伤腐蚀;(5)热稳定性及耐酸、碱性优良,硬度高;(6)表面形状良好,没有针孔;(7)价格较低,可实现大规模工业化生产。目前,TCO薄膜已普遍达到下列水平:膜厚为500 nm的情况下电阻率在10-4 Ω•cm数量级,在可见光区透光率达80%,载流子迁移率一般达到40cm2/(v•s)。虽然TCO薄膜的性能指标可以满足当前应用需要,但随着器件性能的不断提升,对TCO薄膜提出了更高的性能要求。一些学者提出了TCO薄膜发展的一个量化的前景指标:禁带宽度>3 eV,直流电阻率~5×10-5 Ω•cm,可见光段在自由电子作用下的吸收系数<2x103 cm-1,载流子迁移率>100 cm2/(v•s)。几十年来,人们一直在努力提高透明导电薄膜的透明性和导电性。SnO2:F(TFO)透明导电薄膜由于其兼备低电阻,高的可见光透过率,近红外高的反射率,优良的膜强度和化学稳定性等优点,越来越受到人们的青睐,必将在平板显示器件、建筑物玻璃和气敏传感器等众多领域中得到更广泛的应用。利用溅射法制备FTO透明导电玻璃它的生产工艺简单,操作方便,利于控制。成本较低,原料易得,但在制备过程中NH4F加热分解放出有污染的氮氧化物和氨烟,这对以后商业化生产造成了很大的制约。所以对原料的改进和污染的控制方面还有待开发。4 制备条件对膜结构及光电性能的影响长安大学材料科学与工程学院段理等做了磁控溅射制备银掺杂ZnO薄膜结构及光电性质研究实验,发表了文献[14],并在文献14中得出了4.1——4.3的结论。4.1制备条件对膜厚的影响文献中采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了银掺杂ZnO薄膜,当薄膜淀积时间从30rain延长到90min时,薄膜的厚度几乎按照线性关系从约270nm增加到820nm,即薄膜的淀积速率大致稳定在9nm/min左右,为匀速生长。溅射功率与膜厚呈线性增长,及沉淀速率与溅射功率大致呈线性关系。4.2制备条件对膜结构的影响晶体质量随溅射功率的增大而降低,随溅射气压的增大而降低。4.3制备条件对膜光电性质的影响在固定溅射总气压的条件下,增大氧分压可以增强薄膜的紫外发光强度,增大薄膜的载流子浓度。4.4 退火对薄膜的影响退火能显著提高薄膜晶体质量,并增强薄膜的PL发光强度和导电能力,其原因是退火能使银离子完成对锌离子的替代从而形成受主。[15]5 退火后处理对膜结构与成分的影响光敏薄膜的光电、形貌性能与退火处理密切相关,退火处理优化了薄膜表面形貌、减小了光学能隙、增大了薄膜的导电率和载流子迁移率。光敏薄膜性能的优化,有利于增大聚合物太阳电池的填充因子、开路电压和短路电流,对于提高其能量转换效率、改善器件光伏性能具有非常重要的意义。[16]分别对较低氧分压反应磁控溅射制备的 薄膜进行氧化性气氛和惰性气氛退火。通过XRD和SEM 分析,发现氧化性气氛退火薄膜为表面多孔的金红石结构 ,而惰性气氛退火薄膜表面较为致密,结构分析不仅观察到金红石结构的 ,还发现了四方结构的 。XPS表面分析进一步表明,氧化性气氛退火后,薄膜成分单一,未氧化的 完全氧化成稳定的 ,而且具有稳定结构的 薄膜表面吸附水很少。相对而言,惰性气氛退火后,薄膜表面 、 和 共存,表面化学吸附氧和吸附水较明显,薄膜的稳定性降低。[17]6 FTO导电玻璃制备相关参数根据范志新等所提出的理论表达式: 带入相关数据可得到,SnO2:F(FTO)的最佳掺杂含量为2.54%[18]通过对比总结,参考大量数据,选择溅射功率:100W,溅射压力:5Pa,溅射时间:1.5h,溅射靶距:38mm[13、19]做产品。进行相关参数的选择与优化。7 参考文献1、张志海, 热解法制备氟掺杂二氧化锡导电薄膜及其性能研究 合肥工业大学2、汪振东, 玻璃基TiO<,2>-SiO<,2>/SnO<,2>:F薄膜的喷雾热分解法制备和表征 武汉理工大学3、郝喜红, 喷雾热解法制备掺杂二氧化锡导电薄膜 西安建筑科技大学4、张明福等, 透明导电氧化物薄膜研究的新进展 压电与声光5、方俊 杨万莉, n型透明导电氧化物薄膜的研究新进展 陶瓷6、苗莉等, SnO2:F导电薄膜的制备方法和性能表征 材料导报7、Yadav A A,Masumdar E U,Moholkar A V,et a1.Effect of quantity of spraying solution on the properties of spray deposited fluorine doped tin oxide thin films[J].Physiea B:Condensed Matter,2009,404(12—13):1874 - 1877.8、Moholkar A V,Pawar S M,Rajpure K Y,et a1.Effect of fluorine doping on highly transparent conductive spray deposited nanocrystalline tin oxide thin films[J].Applied Surface Science,2009,255(23):9358—9364.9、Dai S,Wang K,Weng J,et a1.Design of DSC panel with efficiency more than 6%[J1.Solar Energy Materials and Solar Ceils,2005,85(3):447—455.10、Huo Z,Dai S,Wang K,et a1.Nanocomposite gel electrolyte with large enhanced charge transport properties of an 13-/I- redox couple for quasi-solid-state dye-sensitized solar cells[J].Solar Energy Materials and Solar Cells,2007,91(20):1959-1965.11、王璟和,射频溅射法制备透明导电陶瓷薄膜 天津大学12、姜磊等, 染料敏化太阳电池研究进展 内蒙古大学学报(自然科学版)13、曾志峰等, 射频溅射法制备掺杂SnO2纳米薄膜的研究 武汉大学学报(理学版)14、段理、樊小勇等, 磁控溅射制备银掺杂 薄膜结构及光电性质研究 材料导报(研究篇)15、SunLL,TanO K,ZhuW G,et a1.Pb(Zro 3Ti0. 7)03/Pb-TiO3 multilayer thin films for pyroelectric infrared sensorapplication[J].J Appl Phys,2006,99(9):0941016、顾锦华、钟志有等, 真空退火处理对光敏薄膜及聚合物太阳电池性能的影响 中南民族大学学报(自然科学版)17、王磊、杜军等, 退火气氛对SnO2薄膜结构与成分的影响 材料导报18、范志新等, 二氧化锡薄膜的最佳掺杂含量理论表达式 电子器件19、刘庆业等, 射频溅射法研制SnO2纳米薄膜 广西师范大学学报(自然科学版)
目录摘要 11.蒸养混凝土有关内容 41.1蒸养混凝土及其特点 41.2混凝土蒸汽养护工艺 52.矿物掺合料对蒸养混凝土强度影响的研究现状 62.1矿物掺合料的研究现状 62.1.1矿物掺合料的作用效应 72.1.1.1粉煤灰作用效应及活性激发 72.1.1.2矿粉的作用效应及活性激发 92.1.1.3硅粉的作用效应及活性激发 122.1.1.4沸石粉的作用效应及活性激发 122.1.1.5偏高岭土的作用效应及活性激发 132.2蒸养混凝土的研究现状 142.2.1蒸养参数对蒸养混凝土的影响 142.2.1.1蒸养混凝土水泥水化产物组成的研究 142.2.1.2蒸养混凝土水泥水化产物结构的研究 152.2.1.3蒸养混凝土水泥水化速度和水化程度的研究 152.2.1.4蒸养混凝土水泥石的孔结构研究 162.2.2材料组成对蒸养混凝土的影响 163.存在的主要问题 174.设计内容 18参考文献 19
高催化活性的铜(Ⅱ)四羧基苯基卟啉/二氧化钛复合材料,是通过水热处理修饰的二氧化钛(P25m)与CuTCPP在乙醇中回流,制得二氧化钛的质量百分含量为0.1~2.0%的复合材料CuTCPP/P25m,该复合材料中CuTCPP通过敏化P25m,有效提高了P25m的光响应能力,具有较宽的光吸收范围和较高的电荷分离效率,用于光催化CO2还原反应中具有较高的光催化活性。相比于P25m还原CO2产CH4和CO,CuTCPP/P25m催化活性,其产率分别为19.39 CH4 μmol/g/h、2.68 CO μmol/g/h,具有优异的CO2还原性能。四羧基苯基卟啉铜TCPP-Cu(2+) 中文名称:四羧基苯基卟啉铜 英文名称:Tetrakis carboxyphenyl porphyrin copper CAS:41699-93-8 分子式:C48H24N4O8Cu-4.H+ 分子量:849.2801 形态:黑色粉末 纯度:≥95% 运输:干冰 结构式:瑞禧生物提供:合成磷脂、高分子聚乙二醇衍生物、嵌段共聚物、磁性纳米颗粒、纳米金及纳米金棒、纳米纤维、近红外荧光染料、活性荧光染料、荧光标记的葡聚糖BSA和链霉亲和素、蛋白交联剂、小分子PEG衍生物、点击化学产品、树枝状聚合物、环糊精衍生物、大环配体类、荧光量子点、透明质酸衍生物、石墨烯或氧化石墨烯、碳纳米管、富勒烯等。相关推荐: μ-氧-双铁四对甲氧苯基卟啉 37191-17-6 μ-氧-双铁四对甲苯基卟啉 cas:174094-31-6 μ-氧-双四对甲苯基卟啉锰 CAS154089-44-8 四苯基卟啉四磺酸水合物35218-75-8 四对甲氧苯基卟啉铁CAS:36995-20-7 四对氯代苯基卟啉钴(II) cas:55915-17-8 四对氯代苯基卟啉锰CAS:62613-31-4 四苯基卟啉铜CAS:14172-91-9 5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉 CAS: 22112-84-1 5,10,15,20-四(4-甲氧羰基苯基)-21H,23H-卟啉 四对甲苯基卟啉铜cas19414-66-5 四对氯代苯基卟啉镍CAS57774-14-8 四对甲苯基卟啉镍cas:58188-46-8 四对甲苯基卟啉钴(II) CAS19414-65-4 四对甲氧苯基卟啉锰cas62769-24-8 四对甲氧苯基卟啉钴(II) CAS28903-71-1 四对甲苯基卟啉铁cas:19496-18-5 μ-氧-双铁四对甲氧苯基卟啉 CAS:37191-17-6 5,10,15,20-四(3,5-二羟苯基)卟啉 cas145764-54-1温馨提示:仅用于科研,不能用于人体和其他商业用途。(HX-2021.10)
沈 阳 工 程 学 院毕业设计(论文)开题报告锐钛型纳米二氧化钛粉体制备方法系 部: 能源与动力工程系 专 业: 应用化学 学生姓名: 张雨 指导教师: 马姗姗 开题时间: 年 月 日 一、总体说明在开题报告中要求给出你对课题的理解,类似的研究在国内外的进展情况,你对系统设计的初步设想,主要需要解决的技术难题和解决思路,同时应给出课题的时间安排。二、开题报告内容1.毕业设计(论文)课题的目的、意义、国内外现状及发展趋势2.课题主要工作(设计思想、拟采用的方法及手段)3.完成课题的实验条件、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施4. 毕业设计(论文)实施计划(进度安排)5. 参考文献三、撰写要求1.报告字数不少于3000字2.报告内容一律用A4纸打印3. 上交时间为毕业设计第三周周末。一、毕业设计(论文)课题的意义、国内外现状及发展趋势(可加附页)1.意义纳米二氧化钛主要有两种结晶形态:锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)。锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高,带蓝色色调,并且对紫外线的吸收能力比金红石型低,光催化活性比金红石型高。在一定条件下,锐钛型二氧化钛可转化为金红石型二氧化钛。纳米TiO2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性,且完全可以与食品接触,所以被广泛应用于抗紫外线材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、制造工业、造纸工业、航天工业中、锂电池、光隔离器和光环行器中。纳米二氧化钛是具有屏蔽紫外线屏蔽功能和产生颜色效应的一种透明物质。由于它透明性和防紫外线功能的高度统一,似的它一经问世,便在防晒护肤、塑料薄膜制品。木器保护、透明耐用面漆、精细陶瓷等多方面获得了广泛应用。特别是在80年代末期,这种能产生诱人的“随角异色”效应的效应颜料被成功地用于豪华型高级轿车后面漆之后,引起了世界范围的普遍关注,发达国家如美、日、欧、等国对此研究工作十分活跃,相继投入了大量人力、物力,并定制了长远规划,在国际市场竞争激烈迄今,他们已取得许多令人惊异的成果,并已形成高技术纳米材料产业,生产了这种附加值极高的高功能精细无机材料,收到良好的经济效益和社会效益,纳米氧化物材料也正式为中国产业世界关注的热点。随着纳米材料研究的深入,纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注,这意味着纳米材料的研究已可以按照人们的意愿设计、组装、创造新的体系,更有目的地使该体系具有人们所希望的特性,技术上的飞跃,为纳米材料的应用进一步打开市场的大门,在广泛的领域形成了一大批高技术产品。如信息与通讯方面的磁性存储器、光学存储器、液晶显示、光学方面的功能性薄膜;电子方面的原件开发,能源方面的太阳能电源,热敏绝缘体,测量与控制技术方面的传感器;陶瓷方面的结构陶瓷,功能陶瓷以及其他方面的抗老化橡胶、功能油漆、光催化降解剂、保洁抗菌材料、超高磁能衡土水磁体等。又纳米材料集成度高的特点,在光信号的发射、放大、传输、路由等方面有应用前景,具有科学研究意义和应用价值。 2.国内外现状及发展趋势由于纳米TiO2在光隔离器和光环行器等方面具有广阔的应用前景,我国在光隔离器、光环行器和光准直器等方面也有一些进展。光隔离器单级的最小隔离度为30dB最大插入损耗为0.6dB; 双级的最小隔离度为45dB最大插入损耗为0.9dB。光环行器的插入损耗≤0.9dB隔离度≥45dB。光准直器有P级和A级两种典型插入损耗为0.18dB和0.22dB回波损耗分别≥65dB和≥60dB。 2. 发展趋势 随着全光通信网络技术的发展对大端口数矩阵光开关的需求会逐渐增加。这种光开关目前在国外的研究也刚刚开始主要是采用光子集成技术的微电子机械开关(MEMS)和热光式开关。这需要光子集成器件、光交换技术以及光纤与波导耦合技术等各方面大力协同努力攻关。同时,在国外技术比较成熟、形成批量生产能力时可以考虑进行技术引进。纳米TiO2是一种新型的无机功能材料,其粒径在1~100nm之间,具有比表面积大、表面活性高、分散性好等特点,表现出独特的物理化学性质[1]。纳米TiO2最初的应用是在精细陶瓷、屏蔽紫外线、半导体材料、光催化材料[2]等方面,由于具有光催化活性高、稳定性好、对人体无毒、价格低廉等优点,其应用领域至今扩展至有机废水降解、重金属离子还原、空气净化、杀菌、防雾等诸多领域[3]。因此,通过控制材料合成条件,开发先进生产工艺,制得纯度高、粒径小、力度分布窄的纳米TiO2已成为当前相关交叉学科研究中最活跃的领域之一。目前,国内外纳米TiO2的合成工艺根据其反应物系的物理形态一般分为气相法、液相法和固相法等三类[4]。本文对目前全世界研究最多、应用最广的纳米TiO2制备技术进行了详细的分析和比较,并展望了该领域今后的发展方向,以期为相关的研究工作提供参考。1气相法气相法一般是通过加热等手段先将金属钛的卤化物、金属有机钛化合物等前体气化,使其在气相条件下发生物理或化学变化,然后在冷却过程中成核、生长,最后形成纳米TiO2。主要包括化学气相沉积法、物理气相沉积法和化学气相水解法。2液相法液相法是以可溶于水或有机溶剂的金属盐类为原料,使金属盐溶解后以离子或分子状态混合均匀,再选择一种合适的沉淀剂或采用蒸发、结晶、升华、水解等过程,将金属离子均匀沉淀或结晶出来,再经过脱水或热分解制得粉体。该法是目前国际上纳米TiO2颗粒制备领域最主要、研究最多的方法,具有原料价格低、来源广、易操作、设备简单等优点,这使得其在实验室研究中被广泛采用。液相法分为溶胶-凝胶法、胶溶法、沉淀法、水热合成法和微乳液法等。3固相法固相法是依靠机械力的作用对固体材料进行研磨粉碎,通过固相到固相的变化来制备TiO2粉体,具有工艺简单,成本低,产率高,可大批量生产等优点[19],但早期存在难制得1μm以下的超细粉体,过程易引入杂质等缺点,限制了该法的发展。近年来随着机械工艺的改进,固相法在制备纳米材料领域逐渐引起了大家的关注。纵观国外纳米TiO2的生产,存在着以下特点:生产原料主要为四氯化钛、硫酸氧钛,生产方法主要有气相法和液相法,气相法主要有以四氯化钛为原料的氢氧火焰水解法,而液相法主要是以四氯化钛和硫酸氧钛为原料的化学沉淀法,且多数生产厂家为钛白粉生产厂,充分利用了原有氯化法和硫酸法生产装置的中间产物、生产技术、公用工程和生产管理方面的经验。总之,纳米TiO2因其具有的特殊的物理、化学性质及其广阔的应用前景,必将拥有巨大的市场需求。尽管在我国纳米TiO2的市场刚刚形成,但是随着纳米产品的普及以及人们消费观念的改变,以及纳米技术和对纳米TiO2产品应用的不断深入、市场的不断规范和发展,纳米TiO2必将迎来广阔的市场发展空间并带来巨大的社会和经济效益。二、课题预期目标及主要工作(设计思想、拟采用的方法及手段)(一)预期目标1、撰写毕业论文2、得到二氧化钛试验产品(二)主要工作该设计制备过程是将四氯化钛加入到盐酸溶液中,得到四氯化钛的盐酸溶液;然后将四氯化钛的盐酸溶液加入到碱性物质的水溶液中,控制体系的PH值为7-8,生成白色的氢氧化钛沉淀,过滤,清洗,得到沉淀产物氢氧化钛;再将其转化为有机盐,之后控制煅烧温度及时间得到锐钛型型纳米二氧化钛。本设计涉及溶液的配制与浓度标定、沉淀反应合成、过滤、洗涤、煅烧、分析、表征。训练学生应用化学基本理论进行化学分析、化学合成、化学实验的能力。主要研究内容包括:TiCl4溶液的配制与标定;碱性溶液的配制;沉淀反应合成;过滤、清洗、干燥、煅烧与分析表征。具备实验场所,购买相关药品和器皿;外协分析。(三)主要实验流程:1.步骤钛源(100ml/组)→加到盐酸溶液得到四氯化钛的盐酸溶液,其中四氯化钛为溶质,盐酸为溶剂,得到溶液的浓度为:1mol/L。(原理:四氯化钛遇到水会剧烈水解,加到盐酸溶液中是为了降低反应的剧烈程度,Ticl4+H2O↔Ti(OH)4+Hcl,加入盐酸反应逆向进行,从而减少四氯化钛的水解程度。)→加入碱性物质氨水水解生成氢氧化钛。(若不加碱性物质会使生物颗粒不均一,而且得到的颗粒非常细而无法结晶和过滤,加碱性物质相当于加成核剂,其反应原理: Ticl4+H2O↔Ti(OH)4+Hcl;Ti(OH)4↔Ti4++4OH-,若使Ti4+完全沉淀需要加OH-促进反应反向进行生成沉淀。其浓度可根据氢氧化钛的离子积Ksp=[ Ti4+][ OH-]4来计算,当使氢氧化钛完全沉淀时Ti4+浓度小于或等于10-5mol/dm-3,从而计算出需要加入OH-的浓度,可以确定加入氨水的量。)→洗涤和过滤(加三遍酒精和三遍纯净水交替洗涤。原因:生成Ti(OH)4的溶液中含有大量的cl-和NH4+,结晶后的氯化铵也易在水中溶解,用水和酒精能够清洗掉。)→用硝酸银滴定滤液,检测氯离子是否清洗干。2.实验具体条件(1)溶解四氯化钛所用的盐酸溶液的摩尔浓度为3mol/L。调节pH所用的碱性物质为氨水,氨水与钛的质量比初定为1.0:1。过滤时先用酒精再用清水交替清洗三遍。煅烧:在600摄氏度下煅烧两个小时得到产品锐钛型型纳米为氧化钛。(2)仪器 100mL烧杯、500mL烧杯、滴管、玻璃棒、移液管、光催化反应器、500mL 容量瓶、25mL容量瓶、研钵、瓷坩埚、马弗炉、烘箱、天平、磁力搅拌器、离心机、722型分光光度计、紫外可见分光光度计、X射线衍射仪、透射电镜。(3)药品钛源(四氯化钛)、盐酸、氨水酒精、硝酸银、有机酸。3.本实验的侧重点是对所用钛源(四氯化钛)提纯后的纯度分析。由XRD来分析样品的晶型与颗粒大小;由光催化实验来确定所制备纳米二氧化钛的催化性能,从而确定出最为合适的制备方法。最后对该制备方法进行差热分析,并对所制备的样品进行透射电镜分析,从而可以深入理解该方法最为优良的原因三、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施1.有机酸的选取及其浓度的确定是比较关键的一项,在这里我初步将其定为甲酸,而对于浓度的选取还需在试验中进一步完善2、四氯化钛被氧化。在隔绝空气的条件下将四氯化钛加到盐酸溶液中,可以采用注射器抽取四氯化钛溶液加到盐酸中。3、四氯化钛与盐酸的混合液pH控制不合理。采用不同的碱性试剂来调节。如用氢氧化钠、氨水、碳酸钠或有机碱性试剂。4、得到的氢氧化钛沉淀量较少或得不到沉淀。从新调节pH值,或改变陈化条件观察得到白色沉淀量的变化。5、得到的氢氧化钛沉淀过滤非常困难。采用不同的碱性试剂,或与碱性试剂反应时的温度或者搅拌速度。6、得到锐钛型型二氧化钛粉体不符合产品规格要求。调节控制煅烧温度,和与碱反应的温度,或者增加清洗过滤沉淀的次数。四、进度安排第一周:阅读文献确定实验思路,列出所用器皿和药品明细。第二周:撰写开题报告,翻译英文资料(不少于3000字)。第三~五周:根据实验思路分析资料,进行初步试验,对实验溶液进行配置和标定。第六~十周:制备锐钛型型纳米二氧化钛,对制备工艺和影响因素进行研究和调整。第十一周:准备论文所需要的材料,撰写毕业论文。第十二周:答辩。五、参考文献(1) 钛乙醇盐合成以其水解制备微分的研究,功能材料。Vol.26, No.3, 278-281(2) 纳米二氧化钛的制备及其表征,纳米技术与精密工程。Vol.2, No.1(2005), 19-21(3) 溶胶凝胶法合成多孔二氧化钛粉体及光催化性能的研究,化工技术和开发,Vol.40, No.12(2011), 13-15(4) 液相水解法制备纳米二氧化钛粉体及其工艺研究,应用化工,Vol.36, No.1(2007), 1-3(5) 相转移法制备二氧化钛粉体的工艺研究,沈阳工程学院院报,Vol.8, No.4(2012), 362-364(6)张立德,牟季美. 纳米材料和纳米结构[M] . 北京:科学出版社,2001六、指导教师意见指导教师签名:年 月 日
负载在g‑C3N4纳米片的PtCo合金和周围Co单原子的协同作用促进整体水分解
研究背景
太阳能驱动的全分解水可大规模生产氢气和氧气,是满足清洁能源需求和解决化石燃料危机的理想策略。然而,在不消除牺牲试剂或不需要施加外部偏压的情况下,水分解需要协同活性位点,以连接空间分离的析氢和析氧反应。具有最高原子利用效率的原子分散催化剂已成为催化领域的前沿。然而,单组分单原子催化剂在整个光催化水分解反应(OWS)中的应用却鲜有报道。
内容简介
基于此,近日华东师范大学姚叶锋和王雪璐团队设计了一种双组分协同光催化剂,其包含单原子Co(CoSAs)中心和PtCo合金纳米颗粒(Nps)的分散体负载在C3N4纳米片上。CoSAs中心是析氢反应(HER)的高活性位点,PtCo合金是析氧反应(OER)的高活性位点。当两个不同的反应中心结合时,它们之间会产生协同效应,这表明CoSAs中心和PtCo合金Nps之间可能存在质子或羟基溢出现象。CoSAs中心和PtCo合金的协同促进了OWS反应实现最大原子利用率和最佳双功能活性之间的协同。这种结合为开发OWS原子分散催化剂提供了一个很有前景的模型。相关论文以” Synergistic Promotionof Single-Atom Co Surrounding a PtCo Alloy Based On a g‑C3N4 Nanosheet for Overall Water Splitting”发表在ACS Catal.
本文亮点
1. 设计了一种新型的双组分协同光催化剂CoSAs/PtCo@CNN,由负载在纳米片g-C3N4上的CoSAs和PtCo合金纳米颗粒组成。该催化剂有效地促进了光催化整体水分解反应。
2. 纳米片C3N4具有大的比表面积和高的孔容,为CoSAs的形成提供了丰富的N配位。CoSAs和PtCo合金的协同活性在最大原子利用率和析氢析氧双功能反应性之间架起了一座桥梁。
3. CoSAs/PtCo@CNN在可见光照射下,三乙醇胺(TEOA)存在下,催化剂在整个水裂解反应中的产氢活性高达300.9μmol/h·g,产氢活性为5.58 mmol/h·g。
4. 这项研究不仅为构建协同合金位点开发高效的单原子光催化剂提供了一种有希望的策略,而且还提供了对结构的深入了解 通过光催化过程进行的整体水分解反应的活性关系。
图文解析
TEM,FT-IR
CN样品由膨胀和连续结构中的大波浪层组成。负载金属后,金属颗粒聚集在大块CN的表面或次表面。经过两步煅烧后,所得CNN样品转变为薄、松散、柔软的丝状纳米片结构。煅烧方法导致了CN层的卷曲,使金属颗粒更均匀、更稳定地负载在表面上。红外光谱结果表明CNN样品的C-NH-C键的振动明显强于CN样品中的振动,表明CNN具有高浓度的-NH-缺陷位点,可能会增强水分子的光催化活性。
NMR
在D2O 处理(表示为 CNN-D)之前和之后获得的 CNN 样品的1D 1H MAS 核磁结果表明当 CNN 样品中残留水通过 D2O 处理被氘化时,CNN-D 的 Hw 信号显著减弱。这表明CNN样品具有易于吸附和解吸水分子的双重优势。相反,在 D2O 处理后,普通 CN 样品的Hw 信号强度或其位置没有显著变化,表明由于氢交换没有明显的结构变化。氘交换后, CNN-D 样品的 CN3, Ha 峰的相关性显著降低, 表明边缘氨基(Ha) 和 d 氘化水之间存在强烈的质子交换。相比之下, CN-中的质子交换的证据Ha和氘化水之间的D样品几乎没有氘处理前后的变化。
XANES,HAADF-STEM
为了进一步了解铂和钴金属的配位化学,测试了CoSA/PtCo@CNN催化剂的X射线吸收近边缘结构(XANES)光谱。在CoSAs中形成Co(II)Nx配位中心外,合金中的Co4s和4p轨道还通过与Pt电子结合发生杂化。EXAFS分析表明PtxCo合金和N-Co(II)连接性结构形成。Pt L3边缘的EXAFS光谱中电子的径向分布发生了0.2Å的偏移,表明Pt Co键的形成。Co 原子分散在单金属位点,中心 Co 原子由四个 N 原子配位稳定。少量的 CoSA可以通过长距离的 Co-N-C 协调。像差校正的HAADF-STEM结果表明分离出单个纳米颗粒具有 0.224 nm 间距的晶面(Pt3Co 平面)并被许多孤立的金属原子包围。结合 XANES 分析,纳米粒子(NPs)和孤立的金属原子分别为PtxCo 合金和单个 Co 原子。CoSAs/PtCo@CNN 催化剂的组成为大多数 Pt 原子参与形成随机分布的PtCo 合金。额外的Co原子不均匀地分散在 PtCo 合金簇。很少量的Co单原子远离单纳米粒子。所有这些形式共同构成CoSAs/PtCo结构体。
EPR,UV-vis
CoSAs/PtCo@CNN 催化剂用于在紫外-可见光照射下在整个水分解反应中生成产物,而无需使用任何电子牺牲剂,通过原位 EPR 光谱观察到悬浮液中•OH(羟基自由基)的特征信号。这种强烈的•OH 信号表明该途径涉及水的单电子氧化以产生•OH。在 CoSAs@CNN 上仍然没有检测到 •OH 信号,CoSAs/PtCo@CNN表现出高活性产氢气(高达 300.9 μmol/h·g)和 65.6 μmol/h g的活性用于整个水分解反应中的 O2。在整个水分解反应中观察到 H2O2 产物。催化剂使用3次后,PtCo合金上的Co0保持稳定的结构。在单组分催化剂 CoSAs@CNN 或 PtCo@CNN 上没有检测到可测量的 H2 或 O2 物种,这表明单原子 Co 和纳米片CNN 上负载的 PtCo 合金复合材料之间存在协同。
DFT
理论计算给出了CoSAs/PtCo@CNN对 HER 的反应途径。第二步(OH* O*)为 OER 过程的决速步。对于合金表面的 Pt 位点、合金表面的 Co 位点和 CoSAs 位点,此步骤的 ΔGO* 值分别为 2.18、1.82和 2.52 eV。对于 PtCo 合金表面的 Co 位点,每个基元步骤都是吸热的,其决速步基本上可用于完成 OER 半电池反应。如上所述,这种协同作用是通过 CoSAs配位的 N 原子产生的,N原子充当 HER 半反应的高活性位点。同时,由纳米片 C3N4负载的 PtCo 合金纳米颗粒是OER 的高活性位点。
该研究主要计算及测试方法
做同步辐射 找易科研
做球差电镜 找易科研
做计算 找易科研
光催化法制氢半导体TiO2及过渡金属氧化物、层状金属化合物,如K4Nb6O17、K2La2TiO10、Sr2Ta2O7等,以及能利用可见光的催化材料,如CdS、Cu-ZnS等,都能在一定的光照条件下,催化分解水,从而产生氢气。然而到目前为止,利用催化剂光解水的效率还很低,只有1% ~2%。已经研究过的用于光解水的氧化还原催化体系主要有半导体体系和金属配合物体系两种,其中以半导体体系的研究最为深入。 半导体光催化在原理上类似于光电化学池,细小的光半导体颗粒可以被看作是一个个微电极悬浮在水中,他们像光阳极一样在起作用,所不同的是它们之间没有像光电化学池那样被隔开,甚至阴极也被设想是在同一粒子上,水分解成氢气和氧气的反应同时发生。当小于387nm 的紫外光照射到TiO2时,价带上电子吸收能量后发生跃迁到导带,在价带和导带分别产生了空穴与电子,吸附在TiO2的水分子被氧化性很强的空穴氧化成为氧气,同时产生的氢离子在电解液中迁移后被电子还原成为氢气。和光电化学池比较,半导体光催化分解水放氢的反应大大简化,但通过光激发在同一个半导体微粒上产生的电子空穴对极易复合。因此为了抑制氢和氧的逆反应及光激发半导体产生的电子和空穴的再结合,可加入电子给体作为空穴清除剂,以提高放氢效率。废水中许多有机物是良好的电子给体,如果把废水处理与光催化制氢结合起来,可同时实现太阳能制氢和太阳能去污 。工程热力学是热力学最先发展的一个分支,它主要研究热能与机械能和其他能量之间相互转换的规律及其应用,是机械工程的重要基础学科之一。通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和工质的分析研究,改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环,提高热能利用率和热功转换效率。为此,必须以热力学基本定律为依据,探讨各种热力过程的特性;研究气体和液体的热物理性质,以及蒸发和凝结等相变规律;研究工质特性也是分析某些类型制冷机所必需的。现代工程热力学还包括诸如燃烧等化学反应过程,溶解吸收或解吸等物理化学过程,这就又涉及化学热力学方面的基本知识。
近日,《催化学报》在线发表了中国石油大学(北京)戈磊教授团队在光催化解水领域的最新研究成果。该工作报道了结合动力学和热力学对PtPd修饰硫化镉锌纳米棒高效光催化制氢的机理研究。论文第一作者:张临河硕士,论文通讯作者:戈磊教授。02背景介绍双金属合金是目前最有效的共催化剂之一。与单金属纳米粒子相比,双金属纳米粒子由于其独特的微观结构和优良的催化性能而具有巨大的催化潜力。Pt具有较高的功函数和较低的质子还原能力,被认为是最有效的贵金属助催化剂。本课题组研究发现,在氢气生产过程中,PtPd合金作为助催化剂的光催化性能高于Pt。这一现象可以通过PtPd合金的热力学结果来理解,而反应动力学在光催化制氢中也起着重要作用。因此,利用热力学和动力学相结合的方法来研究改进析氢活性的PtPd共催化剂的性质和机理是很有必要的。
纳米光催化技术在大气污染治理中的应用论文
在学习和工作中,大家都跟论文打过交道吧,论文是学术界进行成果交流的工具。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?下面是我整理的纳米光催化技术在大气污染治理中的应用论文,欢迎大家分享。
摘要: 现如今,环境污染问题已成为全球性的问题,加大环境保护力度,促进环境与经济的协调发展是世界经济发展的主要手段。大气污染作为环境污染中的一种,加大大气污染的治理力度,缓解温室效应给社会发展带来的难题,有利于实现和谐社会的建设。基于此,文章主要对纳米光催化技术进行了分析,并对其在大气污染治理中的应用进行了研究,以供相关人士参考。
关键词: 纳米光催化技术;大气污染;治理应用
纳米光催化技术在大气污染中的应用,可以提高大气污染的治理水平。由于纳米光催化技术的光敏效果较好,容易达到其反应条件,效率高,对环境及人体具有无害的特点,所以,纳米光催化技术已成为当前社会最先进的空气净化技术。对纳米光催化技术进行分析与研究,充分了解其在大气污染治理中的应用,有利于解决我国严重的.雾霾问题,优化人们的生活环境,促进经济的快速发展。
一、纳米光催化技术理论
太阳能作为“取之不尽,用之不竭”的清洁能源之一,在能源短缺和环境污染日趋严重的今天,其有效利用显得尤为重要。而光催化污染物降解技术既能充分利用太阳能,又能解决大气污染物的处理难题。纳米光催化技术作为一种新型的大气污染物治理方法,在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。与传统的物理吸附法(活性炭)相比,利用纳米光催化技术净化空气具有以下优势:催化降解反应可以在常温常压下进行;操作简便;在太阳光的激发下,能有效去除大气中的污染物如NOx和VOCs,不会造成二次污染。
光催化技术理论主要基于“Fu-jishima-Honda”效应,20世纪70年代后期,Frank和Bard关于水中氰化物在TiO2表面的光分解研究及Carey等关于多氯联苯在TiO2紫外光下的降解研究,极大推动了光催化技术在环境污染治理方面的研究。半导体材料的催化氧化机理如下:当能量大于禁带宽度的光照射半导体催化剂时,价带(va-lenceband,VB)上的电子被激发,跃过禁带进入导带(conductionband,CB),而在价带上产生与电子()对应的空穴(),即产生自由电子-空穴对,活泼的电子、空穴在电场作用下可以分别从半导体的导带、价带迁移至半导体/吸附物界面,而且跃过界面,使被吸附物还原和氧化;同时也存在着电子、空穴的复合。价带空穴()将吸附的H2O氧化为羟基自由基(),导带电子()将空气中的O2还原为超氧自由基()。这两个自由基(),是降解污染物的关键活性基团。其反应原理如下:
二、纳米光催化技术的实际应用
纳米光催化技术在大气污染治理中的应用比较广泛,TiO2作为应用效果较好的光催化剂,具有较好的抗酸碱性、耐光腐蚀性,其化学性质稳定性较好,来源丰富,能源较大,具有产生的光生电子和空穴的电势电位较高等优势。但是,在实际的纳米光催化技术应用过程中,容易受到催化剂、有机物浓度的影响。因此,在大气污染治理过程中,相关人员应重视这些因素对光催化技术的影响。
(一)催化剂对纳米光催化技术的影响。纳米光催化技术的原理,是利用催化剂净化大气的。在反应过程中,催化剂的表面积、粒径等等,都会影响纳米光催化反应。如:当催化剂的粒径不断缩小时,溶液中的单位质量粒子就会增多,虽然光的吸附效率有所增加,但是,光吸收不易饱和;当催化剂系统的表面积增加时,就意味着催化剂参加反应的面积增大,有利于催化反应的进行,反之,则不利于催化反应的进行。另外,催化剂的表面羟基及混晶效应,也是影响纳米光催化反应的另一因素。
(二)光源与光强对大气污染的影响。纳米光催化技术常用的光源有黑光灯、高低压汞灯、紫外灯、杀菌灯等,波长在200-400nm的范围内。一般情况下,在纳米光催化反应过程中,其光的强度越强,催化反应速度就会逐渐趋于常数,但是,光量子效率则会随着光强度的变化而变化。此外,PH值不同,外加助催化剂及无机盐等等,在一定程度上也会影响纳米光催化技术的反应。
三、纳米光催化大气污染控制技术与其他技术的联用
(一)室内污染控制与通风技术。目前常用室内环境净化与通风技术有主动式和被动式2种。前者是将室内环境净化装置与机械通风系统有机结合起来成为一个整体,而后者采用空气净化过滤器结合自然通风系统。这两种技术均涉及高效通风技术,前者主要针对外源性污染,可采用高效低阻过滤的方式;而后者主要针对内源式污染,比较有效的方式为各种室内净化技术。目前主要通风方式包括混合通风、置换通风和个性化送风。混合通风和置换通风均以营造室内可感风环境为目的,若将空调设定温度调高必然会引起室内人员热舒适性的降低;个性化送风由于其实际使用中制约较多,在实际工程中较少。
(二)过滤技术。过滤技术主要包括纳米纤维过滤技术、光催化纤维过滤技术、膜过滤技术。纳米纤维过滤技术具有一定梯度结构的复合过滤材料可大大提高过滤性能,已用于室内空气净化、水体有机物净化等领域,有望实现大规模工程化应用;纳米光催化技术是一种新型的处理大气污染物的方法,在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。
四、结语
在大气污染治理过程中,单独利用纳米光催化技术的效果并不是特别明显,因此,在治理大气污染过程中,相关人员应将纳米光催化技术与其他先进的大气净化技术进行有效结合,提高大气污染治理效果,保证人们生活健康。
参考文献:
[1]曹军骥,黄宇.纳米光催化技术在大气污染治理中的应用[J].科技导报,2016,17:64-71.
[2]王韶昱.光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].浙江大学,2013.
纳米光催化技术在大气污染治理中的应用论文
在学习和工作中,大家都跟论文打过交道吧,论文是学术界进行成果交流的工具。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?下面是我整理的纳米光催化技术在大气污染治理中的应用论文,欢迎大家分享。
摘要: 现如今,环境污染问题已成为全球性的问题,加大环境保护力度,促进环境与经济的协调发展是世界经济发展的主要手段。大气污染作为环境污染中的一种,加大大气污染的治理力度,缓解温室效应给社会发展带来的难题,有利于实现和谐社会的建设。基于此,文章主要对纳米光催化技术进行了分析,并对其在大气污染治理中的应用进行了研究,以供相关人士参考。
关键词: 纳米光催化技术;大气污染;治理应用
纳米光催化技术在大气污染中的应用,可以提高大气污染的治理水平。由于纳米光催化技术的光敏效果较好,容易达到其反应条件,效率高,对环境及人体具有无害的特点,所以,纳米光催化技术已成为当前社会最先进的空气净化技术。对纳米光催化技术进行分析与研究,充分了解其在大气污染治理中的应用,有利于解决我国严重的.雾霾问题,优化人们的生活环境,促进经济的快速发展。
一、纳米光催化技术理论
太阳能作为“取之不尽,用之不竭”的清洁能源之一,在能源短缺和环境污染日趋严重的今天,其有效利用显得尤为重要。而光催化污染物降解技术既能充分利用太阳能,又能解决大气污染物的处理难题。纳米光催化技术作为一种新型的大气污染物治理方法,在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。与传统的物理吸附法(活性炭)相比,利用纳米光催化技术净化空气具有以下优势:催化降解反应可以在常温常压下进行;操作简便;在太阳光的激发下,能有效去除大气中的污染物如NOx和VOCs,不会造成二次污染。
光催化技术理论主要基于“Fu-jishima-Honda”效应,20世纪70年代后期,Frank和Bard关于水中氰化物在TiO2表面的光分解研究及Carey等关于多氯联苯在TiO2紫外光下的降解研究,极大推动了光催化技术在环境污染治理方面的研究。半导体材料的催化氧化机理如下:当能量大于禁带宽度的光照射半导体催化剂时,价带(va-lenceband,VB)上的电子被激发,跃过禁带进入导带(conductionband,CB),而在价带上产生与电子()对应的空穴(),即产生自由电子-空穴对,活泼的电子、空穴在电场作用下可以分别从半导体的导带、价带迁移至半导体/吸附物界面,而且跃过界面,使被吸附物还原和氧化;同时也存在着电子、空穴的复合。价带空穴()将吸附的H2O氧化为羟基自由基(),导带电子()将空气中的O2还原为超氧自由基()。这两个自由基(),是降解污染物的关键活性基团。其反应原理如下:
二、纳米光催化技术的实际应用
纳米光催化技术在大气污染治理中的应用比较广泛,TiO2作为应用效果较好的光催化剂,具有较好的抗酸碱性、耐光腐蚀性,其化学性质稳定性较好,来源丰富,能源较大,具有产生的光生电子和空穴的电势电位较高等优势。但是,在实际的纳米光催化技术应用过程中,容易受到催化剂、有机物浓度的影响。因此,在大气污染治理过程中,相关人员应重视这些因素对光催化技术的影响。
(一)催化剂对纳米光催化技术的影响。纳米光催化技术的原理,是利用催化剂净化大气的。在反应过程中,催化剂的表面积、粒径等等,都会影响纳米光催化反应。如:当催化剂的粒径不断缩小时,溶液中的单位质量粒子就会增多,虽然光的吸附效率有所增加,但是,光吸收不易饱和;当催化剂系统的表面积增加时,就意味着催化剂参加反应的面积增大,有利于催化反应的进行,反之,则不利于催化反应的进行。另外,催化剂的表面羟基及混晶效应,也是影响纳米光催化反应的另一因素。
(二)光源与光强对大气污染的影响。纳米光催化技术常用的光源有黑光灯、高低压汞灯、紫外灯、杀菌灯等,波长在200-400nm的范围内。一般情况下,在纳米光催化反应过程中,其光的强度越强,催化反应速度就会逐渐趋于常数,但是,光量子效率则会随着光强度的变化而变化。此外,PH值不同,外加助催化剂及无机盐等等,在一定程度上也会影响纳米光催化技术的反应。
三、纳米光催化大气污染控制技术与其他技术的联用
(一)室内污染控制与通风技术。目前常用室内环境净化与通风技术有主动式和被动式2种。前者是将室内环境净化装置与机械通风系统有机结合起来成为一个整体,而后者采用空气净化过滤器结合自然通风系统。这两种技术均涉及高效通风技术,前者主要针对外源性污染,可采用高效低阻过滤的方式;而后者主要针对内源式污染,比较有效的方式为各种室内净化技术。目前主要通风方式包括混合通风、置换通风和个性化送风。混合通风和置换通风均以营造室内可感风环境为目的,若将空调设定温度调高必然会引起室内人员热舒适性的降低;个性化送风由于其实际使用中制约较多,在实际工程中较少。
(二)过滤技术。过滤技术主要包括纳米纤维过滤技术、光催化纤维过滤技术、膜过滤技术。纳米纤维过滤技术具有一定梯度结构的复合过滤材料可大大提高过滤性能,已用于室内空气净化、水体有机物净化等领域,有望实现大规模工程化应用;纳米光催化技术是一种新型的处理大气污染物的方法,在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。
四、结语
在大气污染治理过程中,单独利用纳米光催化技术的效果并不是特别明显,因此,在治理大气污染过程中,相关人员应将纳米光催化技术与其他先进的大气净化技术进行有效结合,提高大气污染治理效果,保证人们生活健康。
参考文献:
[1]曹军骥,黄宇.纳米光催化技术在大气污染治理中的应用[J].科技导报,2016,17:64-71.
[2]王韶昱.光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].浙江大学,2013.
如下:
【摘要】:综述了分子氧氧化环己烷制取环己酮的催化剂的研究进展,重点介绍了光催化剂、纳米催化剂、仿生催化剂、分子筛催化剂和复合催化剂在环己烷催化氧化方面的应用,其中,负载在分子筛上的纳米金催化剂具有较高的催化活性、选择性及稳定性。
【关键词】:环己烷氧化,环己酮,催化剂的认识。
环己酮是重要的有机化工原料和工业溶剂,广泛应用于医药、油漆、涂料、橡胶、农药行业、印刷和塑料回收方面。目前,工业上制取环己醇和环己酮的方法主要为苯酚加氢法、苯部分加氢法和环己烷液相氧化法,环己烷氧化法的应用最为普遍,占90%以上。
由于环己醇和环己酮比环己烷更易于被氧化,为获得适宜的环已醇和环已酮的选择性,工业上环己烷氧化转化率通常控制在3.5%~5.0%,氧化选择性为90%左右。
但环己烷的大量循环造成能耗上的巨大浪费。目前,环己烷氧化工艺研究的热点主要集中在对传统工艺的改造优化、氧化剂的选择及高效催化剂的开发。开发高性能和环境友好的催化剂成为研究热点,近年来开发的一些氧化催化剂在改善环己烷转化率和产物选择性方面表现出较好的性能。
本文主要综述分子氧氧化环己烷制环己酮催化剂的研究进展。
催化剂定义:又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)于1981年提出的定义,催化剂是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。催化剂(catalyst)会诱导化学反应发生改变,而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。催化剂在工业上也称为触媒。初中书上定义:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂,又叫触媒。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。我们可在波兹曼分布(Boltzmann distribution)与能量关系图(energy profile diagram)中观察到,催化剂可使化学反应物在不改变的情形下,经由只需较少活化能(activation energy)的路径来进行化学反应。而通常在这种能量下,分子不是无法完成化学反应,不然就是需要较长时间来完成化学反应。但在有催化剂的环境下,分子只需较少的能量即可完成化学反应。催化剂有三种类型,它们是:均相催化剂、多相催化剂和生物催化剂。均相催化剂和它们催化的反应物处于同一种物态(固态、液态、或者气态)。例如:如果反应物是气体,那么催化剂也会是一种气体。笑气(一氧化二氮)是一种惰性气体,被用来作为麻醉剂。然而,当它与氯气和日光发生反应时,就会分解成氮气和氧气。这时,氯气就是一种均相催化剂,它把本来很稳定的笑气分解成了组成元素。多相催化剂和它们催化的反应物处于不同的状态。例如:在生产人造黄油时,通过固态镍(催化剂),能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。固态镍是一种多相催化剂,被它催化的反应物则是液态(植物油)和气态(氢气)。酶是生物催化剂。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶,生物体内的许多化学反应就会进行得很慢,难以维持生命。大约在37℃的温度中(人体的温度),酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃,酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此,利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂,在低温下使用最有效。催化剂分均相催化剂与非均相催化剂。非均相催化剂呈现在不同相(Phase)的反应中(例如:固态催化剂在液态混合反应),而均相催化剂则是呈现在同一相的反应(例如:液态催化剂在液态混合反应)。一个简易的非均相催化反应包含了反应物(或zh-ch:底物;zh-tw:受质)吸附在催化剂的表面,反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生,但又因产物与催化剂间的键并不牢固,而使产物出现。目前已知许多表反应发生吸附反应的不同可能性的结构位置。仅仅由于本身的存在就能加快或减慢化学反应速率,而本身的组成和质量并不改变的物质就叫催化剂。催化剂跟反应物同处于均匀的气相或液相时,叫做单相催化作用;催化剂跟反应物属不同相时,叫做多相催化作用。人们利用催化剂,可以提高化学反应的速度,这被称为催化反应。大多数催化剂都只能加速某一种化学反应,或者某一类化学反应,而不能被用来加速所有的化学反应。催化剂并不会在化学反应中被消耗掉。不管是反应前还是反应后,它们都能够从反应物中被分离出来。不过,它们有可能会在反应的某一个阶段中被消耗,然后在整个反应结束之前又重新产生。使化学反应加快的催化剂,叫做正催化剂;使化学反应减慢的催化剂,叫做负催化剂。例如,酯和多糖的水解,常用无机酸作正催化剂;二氧化硫氧化为三氧化硫,常用五氧化二钒作正催化剂,这种催化剂是固体,反应物为气体,形成多相的催化作用,因此,五氧化二钒也叫做触媒或接触剂;食用油脂里加入0.01%~0.02%没食子酸正丙酯,就可以有效地防止酸败,在这里,没食子酸正丙酯是一种负催化剂(也叫做缓化剂或抑制剂)。