建筑科學(xué)

封面介紹：建筑室內(nèi)和室外低濃度空氣污染是影響人體健康的重要因素之一.傳統(tǒng)大氣污染控制技術(shù)一般針對(duì)高濃度污染治理，不適合低濃度空氣污染凈化.光催化技術(shù)具有環(huán)境友好、無二次污染的特點(diǎn)，在室內(nèi)空氣污染凈化中表現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景.董帆課題組制備了高性能可見光驅(qū)動(dòng)光催化劑，并將其應(yīng)用于低濃度NO治理.研究結(jié)果顯示，（BiO）2CO3微球/氧化石墨烯復(fù)合光催化劑，在可見光照射下對(duì)NO表現(xiàn)出了大幅增強(qiáng)的可見光催化活性和良好的光化學(xué)穩(wěn)定性.這對(duì)氧化石墨烯基半導(dǎo)體光催化材料的可控合成和催化機(jī)理認(rèn)識(shí)提供了新思路，為低濃度空氣污染物的高效治理提供了一種新材料.封面所示為該研究構(gòu)筑的三維分級(jí)結(jié)構(gòu)光催化劑，與氧化石墨烯結(jié)合后，既能提高催化劑對(duì)可見光的吸收效率，又能提升光生電荷分離效率.詳見董帆等人文（p1915）.

微結(jié)構(gòu)優(yōu)化與GO耦合大幅提高（BiO）2CO3可見光催化性能

董帆，李秋燕，何詠基，等

以檸檬酸鉍、無水碳酸鈉和氧化石墨烯（GO）為原料，采用一步水熱法合成（BiO）2CO3與GO復(fù)合的新型三維（3D）分級(jí)結(jié)構(gòu)光催化劑（BOC-GO）.通過X射線衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、傅里葉紅外光譜、拉曼光譜、X射線光電子能譜、表面積測(cè)定、紫外可見漫反射光譜和熒光光譜對(duì)樣品進(jìn)行表征分析.結(jié)果表明，（BiO）2CO3微球分散在GO薄膜上，形成了新穎的3D分級(jí)結(jié)構(gòu).這種特殊的新結(jié)構(gòu)作為光催化劑，在可見光照射下對(duì)ppb級(jí)NO（1 ppb=1 μg/m3）表現(xiàn)出了大幅增強(qiáng)的可見光催化活性和良好的光化學(xué)穩(wěn)定性，遠(yuǎn)高于（BiO）2CO3以及其他可見光催化劑.BOC-GO優(yōu)異的活性可歸因于3D分級(jí)結(jié)構(gòu)與GO的耦合.一方面（BiO）2CO3微球特殊的3D分層結(jié)構(gòu)，既能誘導(dǎo)入射光產(chǎn)生多次的散射和反射效應(yīng)，增加對(duì)可見光的捕獲利用，也能促進(jìn)光催化過程中反應(yīng)物和中間產(chǎn)物的快速轉(zhuǎn)移和運(yùn)輸，為催化劑提供更多的活性位點(diǎn)；另一方面歸因于GO自身優(yōu)越的電子遷移能力，能夠?qū)ⅲ˙iO）2CO3的導(dǎo)帶電子迅速轉(zhuǎn)移和運(yùn)輸，從而促進(jìn)（BiO）2CO3上電子-空穴對(duì)的有效分離.將光催化劑自身微結(jié)構(gòu)優(yōu)化與GO耦合是一種大幅提高可見光催化性能的新方法.

水熱法；（BiO）2CO3；石墨烯；3D分級(jí)結(jié)構(gòu)；可見光催化；電子-空穴分離

來源出版物：科學(xué)通報(bào)，2015，60（20）： 1915-1923聯(lián)系郵箱：董帆，dfctbu@126.com

海藻酸鈉冷凍干燥制備環(huán)保型直通孔多孔氧化鋁陶瓷

孫陽，薛偉江，黃勇，等

摘要：將海藻酸鈉、氧化鋁混合制成的漿料定向冷凍，使水定向結(jié)冰成孔，再對(duì)坯體進(jìn)行冷凍干燥，使冰升華留下的孔隙結(jié)構(gòu)得以保存，制備具有直通孔結(jié)構(gòu)氧化鋁多孔陶瓷.氣孔率為66.7%的多孔氧化鋁陶瓷具有比傳統(tǒng)氧化鋁泡沫陶瓷高10倍的滲透率.利用固相體積含量25%的漿料制備的多孔陶瓷抗壓強(qiáng)度達(dá)到16.03 MPa.通過在原料中加入天然無毒的海藻酸鈉作為黏結(jié)劑，不僅使整個(gè)工藝過程和原料都環(huán)境友好，而且使干燥后的坯體具有一定強(qiáng)度，可以滿足搬運(yùn)和機(jī)加工的要求.通過控制漿料的黏度和流動(dòng)性以及分散劑加入量，獲得均勻的孔隙結(jié)構(gòu).此外，還研究了固相含量、燒結(jié)溫度對(duì)氣孔率、壓縮強(qiáng)度及滲透率等性能的影響.隨著固相含量從 30%降低到 20%，樣品的氣孔率從 61%提高了到72%，而壓縮強(qiáng)度從16.03 MPa下降到3.42 MPa，滲透率從0.19×10-11m2提高到4.51×10-11m2.隨著燒結(jié)溫度從1300℃提高到1500℃，材料的氣孔率從69.72%下降到67.02%，而壓縮強(qiáng)度從4.45 MPa提高到18.66 MPa，滲透率從4.51×10-11m2下降到4.09×10-11m2.

關(guān)鍵詞：直通孔；氧化鋁；冷凍干燥；海藻酸鈉

來源出版物：硅酸鹽學(xué)報(bào)，2015，43（6）： 709-715聯(lián)系郵箱：孫陽，yangsun8@yahoo.com