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预处理对硝酸盐与草酸同步光修复过程中铜与锐钛矿型二氧化钛表面相互作用的影响
摘要： 通过湿法浸渍法制备了铜促进的锐钛矿型TiO2光催化剂（2.5 wt% Cu），其中一种TiO2预先在600°C下煅烧，另一种未进行任何热预处理。后者对硝酸盐的光还原无活性，而600°C预煅烧的TiO2制得的材料对该反应具有活性。通过BET比表面积、SEM、TEM、XRD、XPS、TPR、UV-Vis漫反射、DTA、N2O脉冲化学吸附和FTIR研究测定了材料的表面性质。BET、XRD和DTA显示TiO2的预煅烧稳定了载体，但未进行热预处理的TiO2中观察到颗粒团聚，结晶粒径增大即为证据。同样，XPS、FTIR和TPR证实预煅烧TiO2表面形成了Cu2O颗粒。另一方面，未进行预煅烧步骤导致铜物种嵌入生长的锐钛矿晶粒中，阻碍其在TiO2上的均匀分布，从而导致其硝酸盐光还原活性丧失。然而，使用预煅烧TiO2制备的材料显示出硝酸盐和草酸的总去除效率分别为31%和70%，N2和NH4+的选择性分别为44.9%和55.1%。这些结果揭示了活性-结构关系的重要性，表明两种表面在化学上并不相似。因此，正如吸附实验所支持的那样，所制备材料之间光催化行为的差异是结晶度、粒径、表面缺陷缺失和高能位点的函数。
关键词： 硝酸盐、光催化剂、光修复、金属氧化物-载体相互作用、草酸
更新于2025-11-19 16:56:35
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Ln(III)硝酸盐与1,10-菲啰啉加合物的电子结构与光学性质
摘要： 采用X射线光电子能谱（XPS）和量子化学方法（DFT/TDDFT）研究了稀土元素Ce(III)、Nd(III)、Eu(III)和Er(III)的三硝酸盐与两分子1,10-菲啰啉形成的加合物Ln(NO3)3(Phen)2?；赬射线衍射数据构建了DFT模拟的几何结构。为分析研究系列中电子结构的组成差异，获取了XPS谱图并通过计算数据进行解析。研究表明：当菲啰啉分子与硝酸盐配合物结合时会发生极化，导致可见光区吸收增强并缩小HOMO与LUMO能隙。通过TDDFT模拟对实验获得的吸收光谱进行描述与解析，加合物中苯环配体π→π*轨道跃迁决定了主要吸收带。以单重态与三重态能级相关图为例，揭示了Ce(III)、Nd(III)和Er(III)离子加合物无荧光发射的原因，并利用TDDFT确定了加合物显色的可能起源。
关键词： 光学性质、硝酸盐、密度泛函理论、镧系离子、光电子能谱
更新于2025-09-23 02:27:46
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紧密耦合的TiO2/g-C3N4光催化剂与原位培养生物膜协同增强水中硝酸盐还原
摘要： 氮污染已成为水生环境的主要威胁，解决这一问题的关键在于增强水体中的硝酸盐还原能力。光催化与生物降解紧密耦合（ICPB）技术是降解难生物降解污染物的新型方法，但此前尚未应用于硝酸盐还原。本研究采用TiO?/g-C?N?光催化剂与原位培养生物膜紧密耦合的系统，在无需额外电子供体的条件下实现水体硝酸盐还原。结果显示，ICPB系统运行16小时后硝酸盐去除率达40.3%，且N?选择性高达86.3%，优于其他处理工艺。在ICPB过程中，硝酸盐首先被还原为亚硝酸盐（主要由生物膜作用贡献），随后通过光催化剂与生物膜的协同作用进一步还原——这种机制既减少了不良副产物生成，又提高了N?选择性。此外，ICPB过程中微生物的生长有利于反硝化作用。研究表明，TiO?/g-C?N?产生的光诱导电子被微生物捕获，促使生物膜群落结构向有利于硝酸盐还原的方向优化。本研究为增强水体硝酸盐还原提供了新策略，并揭示了ICPB体系中硝酸盐的还原机制。
关键词： 紧密耦合系统、生物膜、电子、光催化、硝酸盐
更新于2025-09-19 17:13:59
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LED光照配方对垂直农场种植叶菜类蔬菜采后品质的影响
摘要： 垂直农业是一种通过控制气候、水分、养分和光照，在封闭环境中种植食物的技术。这种方法能实现蔬菜无农药及其他污染物生长。我们研究了如何在保持高产量的同时，通过调控采前生长条件来影响采后品质。商业农场目前采用多种标准LED光照配方（红/蓝或红/白，含或不含远红光）。本研究选用了来自不同品种的生菜、嫩叶菠菜、芝麻菜和罗勒，均在垂直农业研究设施中种植。以标准红白LED光配方为对照，我们通过调整光谱增加蓝光和/或远红光比例，或在采收前（采前阶段）施加数日连续光照刺激。监测了采收时品质及采后贮藏期间的品质损耗。研究发现光照质量会使嫩叶菠菜和芝麻菜的货架期延长数天：高蓝光含量（35%）的光配方效果最佳，而高远红光（25%）效果最差。此外，不同光照质量下维生素C、K、硝酸盐、叶绿素和黄酮醇含量存在差异。硝酸盐（生菜、芝麻菜和菠菜中）及芝麻菜的维生素C受采前连续光照显著影响，为降低硝酸盐含量并提高抗氧化水平提供了途径。研究还发现风味会随光照质量变化，但这种变化的程度强烈依赖于品种特性。
关键词： LED照明、硝酸盐、维生素K、保质期、垂直农业、口感、维生素C
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用遥感技术研究孟加拉湾西南部硝酸盐时空变化的年代际格局
摘要： 研究了孟加拉湾西南部海表硝酸盐的季节和年际变化。利用MODIS-Aqua获取的海表温度和叶绿素数据，建立了2002-2017年期间的季节性硝酸盐分布图。通过2013年的实测数据对季节性硝酸盐图像进行验证，该硝酸盐模型在季风后期（R2=0.612）、夏季（R2=0.535）、季风前期（R2=0.554）和季风期（R2=0.533）均呈现统计显著关系。季节性的海表温度、叶绿素a、硝酸盐和风速图像清晰展现了各季节间的规律性变化模式，多年观测期间未出现趋势的突变。Kruskal-Wallis单因素秩次方差分析也证实了季节间存在统计学显著差异（P=0.001）。结果表明，硝酸盐浓度处于自然控制之下，未受人为污染影响。
关键词： 抛物面，硝酸盐，季节，中分辨率成像光谱仪，叶绿素，海表温度
更新于2025-09-10 09:29:36
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气相沉积PEDOT的结构/性能与被动硝酸盐掺杂敏感性的关系
摘要： 随着数字技术融入我们的日常生活，感知和监测流程或环境要素的能力变得至关重要。这对农业领域尤为如此——实时掌握土壤肥料含量的知识正赋予农民更强的能力。这种传感与监测需要理解特定材料的结构-性能-性能关系。本研究探讨了导电聚合物聚(3,4-乙撑二氧噻吩)（PEDOT）及其与硝酸根（NO3）被动掺杂的这种关系。蒸汽沉积法制备的甲苯磺酸盐（Tos）掺杂PEDOT具有高度有序结构，这与高掺杂水平相匹配。进而导致PEDOT-Tos/NO3中的硝酸盐掺杂水平对周围溶液中的NO3浓度敏感。这种认知对于设计其他用于离子传感应用的导电聚合物具有潜在影响。
关键词： 结构-性能关系，农业，离子选择性材料，硝酸盐，导电聚合物
更新于2025-09-10 09:29:36
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NO2和NO3-/HNO3吸附对一氧化氮光催化转化的影响
摘要： 一项研究采用两种光催化剂（P25和HT-ET）对NO、NO2及NO3-/HNO3的吸附与光催化转化进行了探究。HT-ET是我们实验室合成的催化剂，仅含锐钛矿相且比表面积是P25的三倍。粉末状催化剂以无压实方式填装于管式反应器中（该条件下压降可忽略）。这种管式光反应器作为连续反应系统运行，可在转化过程中通过FTIR分析催化剂表面。虽然NO吸附量可忽略，但FTIR研究表明反应18小时后表面会形成亚硝酸盐。两种催化剂在该反应时段的NO总转化效率均超过68%，但对NO2的选择性都很高。研究发现两种催化剂在NO光催化转化过程中消除的NOx摩尔数，与针对该分子吸附研究中观测到的吸附NO2摩尔数相符，表明NO2分子未能有效实现光催化转化。观测显示大部分NO2会在催化剂表面发生歧化反应，生成硝酸盐和NO。FTIR研究表明相当比例的NO2会与表面硝酸盐相互作用，形成在NO气氛中能稳定存在于催化剂表面的[(NO3-)-(H2O)n-NO2]复合体。
关键词： 二氧化氮、二氧化钛、氮氧化物、光催化、硝酸盐、傅里叶变换红外光谱、一氧化氮
更新于2025-09-09 09:28:46
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新型熔盐硝酸盐法制备的B、N共掺杂TiO?光催化活性增强
摘要： 采用溶胶-凝胶法结合熔融硝酸盐工艺制备了B、N共掺杂二氧化钛介孔晶体以调控样品形貌。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、布鲁诺尔-埃米特-泰勒(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及选区电子衍射(SAED)对所得样品的组成、形貌和微观结构进行表征。傅里叶变换红外光谱(FTIR)显示，羟基引入使Ti-O氧化物与不饱和位点(Ti3+)产生弱复合振动，该现象在块体二氧化钛(B-N-TiO2)中未观察到。研究了硼氮共掺杂TiO2在可见光照射下降解亚甲基蓝(MB)的光催化活性，经硝酸盐处理的B掺杂TiO2比B掺杂TiO2和硝酸盐处理TiO2表现出更优的染料降解光催化性能，其中550°C煅烧温度处理的样品性能最佳。
关键词： 光催化、可见光、硝酸盐、掺硼二氧化钛
更新于2025-09-09 09:28:46