光催化反应原位检测论文

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μmol/h·g，产氢活性为 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Å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 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 μmol/h·g）和 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、和 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

第一作者：Zhong-Hua Xue

通讯作者：张华彬教授、楼雄文教授

通讯单位：阿卜杜拉国王科技大学、南洋理工大学

DOI:

全文速览

人工光催化能源转化是通过直接收集太阳能以解决能源危机和环境问题的一种非常有趣的策略，其中开发高效的光催化剂是推动光催化反应走向实际应用的中心任务。近年来，单原子催化剂(SACs)因其最大的原子利用率和优异的催化活性，而成为一种极具前景的光催化剂候选材料。在本文中，作者综述了面向光催化能源转化系统的SACs研究最新进展及当前面临的挑战，并系统性地探讨了单原子光催化过程中电荷分离/传输和分子吸附/活化的基本原理。作者不仅概述了单原子活性位点如何促进光生电子-空穴的传输并促进高效光活化循环的构建，而且全面介绍了SACs在各种光催化领域中的广泛应用。通过综述上述进展，并利用与SACs光催化整体发展相关的潜在解决方案以应对未来的一些挑战，从而为将来的SACs光催化能源转化研究提供一些启示。

背景介绍

对于无限且可自由获取的太阳能利用，人工光催化能源转化提供了一种很有希望的战略，即通过减少温室气体排放以克服全球能源危机和应对日益不稳定的气候变化。例如，光催化分解水是实现可持续清洁H2燃料生产的一种技术简单且具有成本竞争力的途径，而光催化CO2还原则是一种可部署且极具吸引力的战略，其将惰性的CO2转化为高附加值化学品并最终关闭碳循环。然而，传统的光催化系统在很大程度上依赖于催化剂的能带结构和表面结构，并由于电子-空穴对的分离缓慢和表面活性中心有限等问题，使其性能仍远不能令人满意。尽管已经付出巨大努力，但迄今为止多相光催化剂仍存在许多不足之处，如电荷载流子复合速度快、分子活化效率低等，从而显著抑制从催化剂表面到反应物物种的电荷传输与分子的进一步转化。

基于上述情况，SACs成为设计和开发经济高效的光催化剂和助催化剂的新选择及理念。有利的是，单原子光催化系统中孤立的反应位点不仅可以为光催化反应创建更多的活性中心，而且还可以拓宽光吸收范围以提高电荷分离/传输效率。所构建出的单原子光催化剂的构型具有高度可调控性，从而提供足够的光阱和表面结构精细修饰以吸附和活化分子。此外，单原子光催化剂的结构简单性可以使科研人员能够得出更精确的结构-性能相关性，从而更好地理解光催化的基本机理，并促进目标光催化剂的合理设计。尽管SACs在光催化系统中的应用研究仍处于起步阶段，但上述这些优势足以使其成为促进光催化反应的候选材料。为了推动这一新兴但发展迅速的领域，及时对单原子光催化应用的最新进展进行综述将不仅有助于揭示其主要工作机理，而且有助于启发未来的研究方向。据作者所知，尽管此前的文献中有一些非常优秀的综述重点介绍SACs的背景和合成策略，以及它们在光催化方面的独特优势；然而，这些综述并没有涵盖与单原子光催化中能带工程和能量转移路线高度相关的基本原理。

图1 . SACs用于光催化能源转化示意图。

在该综述中，作者重点从文献中提炼出单原子光催化的关键原理，以全面了解其工作机理，从而促进更高效单原子光催化剂的合理设计与制备。作者首先简要介绍了SACs光催化应用的成就和特点，随后对单原子光催化剂的合成策略及相关结构表征方法进行概述。更重要的是，作者通过举例说明了单原子金属位点加速表面电荷分离/传输的机理以及单原子光催化中分子的吸附和活化。此外，作者还介绍了SACs在众所周知的新兴光催化领域中的应用以及最新进展。最后，作者对SACs在光催化能源转化方面的未来发展方向提出了一些挑战与展望，有望为光催化中SACs的理解和工程提供一些新见解，并进一步加速这一重要新兴研究领域的发展。

图文解析

图2 . 从Webof Science中分析出单原子光催化的文献总结：(a)通过搜索单原子光催化关键词获得的文献数量和引用数量(截止于2021-12-12)；(b)近年来不同单原子光催化体系的百分比分布。

图3 . 单原子光催化的发展成就和特性表征时间线。

图4 . 单原子光催化剂的合成策略。

图5 . 孤立金属位点能带调控。

总结与展望

综上所述，本文详细地总结了SACs的主要原理及其在光催化领域的广泛应用。毫无疑问，单原子光催化剂因其可以加速电荷分离/传输效率和增强分子吸附/活化能力，是构建高效光催化系统的优秀候选材料。除了此前已获得的杰出成就外，单原子光催化剂的探索和实际应用还面临着许多挑战，包括如何实现孤立反应位点的长期稳定性和高负载等。为了克服当前的挑战，作者提出以下十点未来的研究方向和解决方案：

1. 单原子催化剂相对较低的稳定性，是其在光催化领域中应用的一个明显缺点。由于反应中间体或副产物与孤立金属位点的强键合而产生的毒化效应，可能使单原子光催化剂失活。此外，光生电子诱导的单原子反应位点向零价态金属原子的转化，也可能导致孤立金属位点的聚集形成团簇或纳米颗粒。在理想条件下，增强金属-载体相互作用和优化光催化反应，可能在一定程度上能够防止反应过程中孤立金属位点的团聚。

2. 尽管单原子光催化剂的能量转换效率在平均反应位点方面具有显著优势，但由于不饱和活性位点的密度较低，其整体性能仍远不能令人满意。因此，应进一步修饰半导体载体的表面结构以增强相互作用，可以增加单原子的负载量。此外，在基底中引入足够多的锚定位点(例如N、P和S)或特定官能团(例如吡啶和-NH2)也可用于提供丰富的结合位点以稳定单原子。

3. 精确控制反应位点的配位几何结构和单原子的数量，对于调节单原子光催化剂的活性和选择性至关重要，但这仍然是一个巨大的挑战。在合成过程中需要精确控制孤立反应位点和半导体载体之间的相互作用，以构建所需构型。通过基于结构-性能关系的理论预测，也可以提供一种可行的策略。此外，在实践中非常需要提高表征策略的准确性以准确分析单原子光催化剂的配位构型。

4. 探究两个相邻单体之间的协同作用，对于控制催化性能和加深对多相催化机理的理解具有巨大的潜力。因此，双原子或多金属单原子光催化剂的可控合成是非常必要的。由于双原子或多金属单原子光催化剂中相邻反应位点之间的协同效应，反应物的反应路径可能会大大改变，从而导致反应势垒显著降低，催化性能得到显著提高。

5. 自然界中的光催化和酶催化系统为从太阳能到化学能的转化提供了一个精妙的蓝图，其在环境条件下通常表现出卓越的活性和选择性。通过模仿自然光合反应中酶催化等活性位点的结构，可以实现更高水平SACs的仿生设计，以进一步提高SACs的整体光催化能源转化性能。将末端功能配体或孤立金属位点周围的附加活性位点进行集成，可能是开发仿生单原子光催化剂的可行策略。

6. 大量单原子光催化剂是基于含缺陷的半导体材料所开发，其中含有丰富配位金属原子的表面结合位点，从而实现增强的电荷分离/传输。然而，高浓度的缺陷可能会恶化半导体材料的结晶度，从而增加单原子光催化剂体相或表面上电子-空穴对的大量复合。因此，作者建议仔细调控单原子光催化剂中半导体载体的结构(如结晶度、缺陷)，并进一步确定其对整个反应过程的贡献。

7. 对单金属位点诱导的单原子光催化剂中电荷分离/传输过程的完整理解目前仍然具有挑战性。为此，将超快瞬态吸收光谱与电化学或显微镜技术相结合，是研究光催化反应中能量转移和捕获过程的有力手段。开发实时超快瞬态吸收技术来跟踪光催化中光生载流子的动力学，将进一步加深对电子泵模型和孤立金属位点诱导电子陷阱态的理解。

8. 追踪光催化反应过程中活性位点的结构演化，不仅可以深入了解单原子的光活化过程，还可以为合理设计高效的光催化剂提供指导。然而，目前相关的实验证据仍然非常有限，通常无法理解光催化系统中SACs的分子吸附/活化机制。利用原位或operando研究结合各种技术如拉曼光谱、XAS和XPS，可能是检测反应过程中孤立金属位点化学状态和配位环境动态演化的极好方法。

9. 将理论计算与实验结果相结合，已成为研究催化剂电子结构和光催化过程中分子吸附/活化的有力手段，其可以揭示出单原子光催化在原子尺度上的工作机理。然而，光催化反应过程中活性中心动态演化的理论模型，在实现对单原子光活化循环的合理认识方面相当有限。结合不同的模拟方法，可为探索单原子光催化剂在反应过程中的演化和揭示光催化活化机理提供合理途径。

10. 作为人工智能最有力的组成部分之一，基于计算机算法的机器学习可通过数据挖掘实现了快速可靠的预测，其在探索高效催化剂方面也显示出巨大潜力。因此，探索合适的机器学习方法并结合理论计算数据来预测单原子光催化剂的催化性能，并找出目标反应的理想构型是非常必要的。机器学习的实施还将为光催化反应构建结构-性能关系，从而提高对单原子光催化的理解，并促进具有高度应用潜力的高效单原子光催化剂合理开发。

文献来源

Zhong-Hua Xue, Deyan Luan, Huabin Zhang, Xiong Wen (David) Lou. Single-atom catalysts for photocatalytic energy conversion. Joule. 2022. DOI:.

文献链接：

2014光催化反应器毕业论文

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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。

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光化学反应论文

!!!!!!!!空气的成分一般说来是比较固定的，这对于人类和其他动植物的生存是非常重要的。然而，特殊情况下，空气的成分也会发生变化。这些变化有人为的，也有天然的。人为的变化。自近代以来，随着现代化工业的发展和燃料用量的激增，从世界范围看，排放到空气中的有害气体和烟尘改变了空气的成分，并使空气受到污染。排放到空气中的气体污染物较多的是二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等，这些气体主要来自矿物燃料（煤和石油）的燃烧和工厂排放的废气。我国是世界上燃煤最多的国家，空气污染以烟尘和燃煤污染为主。在煤燃烧过程中会产生大量烟尘和二氧化硫，造成空气污染。另外，工厂废气及汽车尾气也是污染空气的一个重要原因。这种空气成分的改变对人类造成很大的危害。由于大气中存在二氧化硫和氮氧化合物，这些物质在对流层中经过一连串的大气光化学反应，可生成硫酸和硝酸蒸气，而气态的硫酸和硝酸极易溶于云雨滴中，再经降水过程形成雨滴落下，造成酸性降雨，这就是危害极大的酸雨。被污染的空气进入人体，可导致呼吸、循环、神经等系统疾病，严重地损害人体健康。空气的污染及酸雨对农、林、渔、牧业生产所造成的损失更为严重。还有一种变化是天然的。它是地下矿藏中挥发性物质在天然条件下逸散到大气中造成的。例如，汞是许多有色金属和贵金属矿（如铜、铅、锌、金、银、钼等）的重要伴生元素，因此汞矿床或与它有关的矿床的上空都可能有汞蒸气存在。由于它在空气中扩散的范围广，比直接找矿更容易发现，根据空气中汞成分含量的分布情况能迅速找到矿床所在地。在美国内华达州北部就曾用这种方法发现一处埋藏在地下"#米的金矿带。事实上，在天然条件下，不仅汞会挥发逸散到大气中去，另外一些元素，如氟、氯、溴、碘、硫、氦、氢等也会在大气中造成强弱不等的分布变化。曾经查明，在许多金属矿床，如斑岩铜矿、黄铁矿，甚至某些煤矿的上空，二氧化硫的含量要比正常情况下高出二至六倍。我国目前在防止空气污染方面所采取的主要措施有：$）减少或防止大气污染物的排放；（%）大力开展植树造林活动，通常$公顷阔叶林可以吸收$吨二氧化碳，并放出#&’"吨氧气；（"）对空气污染源进行治理，废气经过处理才能排放到空气中。另外，对于天然原因引起的空气成分变化，可通过研究空气成分变化的情况，探察地下矿藏。总之，空气成分的变化不容忽视。

环境保护论文大家的生活都是离不开生活的，你我的生活都与环境有着息息相关的，谁都离不开谁的。我校地处工业比较发达的东北塘镇农坝村，这里是镇里的工业园区。前几年，工厂像雨后春笋在农坝村安营扎寨，铸件厂、橡塑厂、印染厂等好多企业虽然是本村的一些老牌企业，也是村里的骨干企业，起步早，根底深，但都是污染比较严重的企业，是废气、废水、废物等污染源的诞生地。在这里，以前我们常常可以看到一些工厂上空，出现一条条“黄龙”，据同学们后来查资料了解到这些“黄龙”里可能隐藏着剧毒的红棕色气体——二氧化氮。它的毒性约为众所周知的一氧化硫毒性的10倍。它能吸收空气中的水分生成硝酸酸雾，刺激人的呼吸器官，轻则引起慢性气管炎，重则经过一系列的光化学反应，是产生癌症的发病因素。因此，人们称它为“污染大气的毒龙”。在农坝村的北面，是一条横贯东西的锡北运河，自从沿河造起了印染厂后，河水就一直没清澈过，河里的水经常脏得不能洗东西，也养不了鱼虾河蚌，老百姓为此没少埋怨过。为了教育和帮助青少年学生充分认识当前人类所处的环境，从小养成保护环境，美化环境的意识。我校近几年不仅加强了对学生这方面的宣传教育，还多次邀请校外辅导员来校宣讲，举办环保知识图片展，开展大中队主题活动，带领学生走出校门，到社会上走访群众，实地调查和考察等活动，使更多的学生亲眼目睹了我村的环境变化和整治状况。同学们也为此写出了多篇调查小报告、小论文，建议书，印发给家长和群众。表明了当今小学生对本地环保工作的关心和保护自身身心健康的强烈愿望。很多来我校就读的学生，主要是一些来自我国边缘山区的孩子，不仅通过上网了解，还在平时生活中切身感受到了无锡这个改革开放城市的现代发展气息，体验到了在经济发展的背后，人类居住环境被污染后所带来的事故隐患和后遗症。我校的一些外来学生以前因长期居住在西北、西南农村，有的来自偏远山区，那里虽然经济条件落后，但周围自然生态环境良好，空气清新，水质纯净，所以一到我们号称“鱼米之乡”的江南，似乎不敢相信自己心目中的江南，除了人多车多钱多，就是工厂、高楼多，由于遍地都是工厂，各地都有“三废”的存在，有一阵子，市场上很难买到没有被污染过的大米、蔬菜水果，甚至连有的水产品也因水质关系，沾染了异味。就拿我村来说，当初大片大片绿油油的田野再也见不到了，水稻田面积从原来的一千多亩缩减到如今的二、三百亩。走在村道上，眼前见到的除了厂房还是厂房。就连我们的校园也已被周围的工厂几乎包围了起来，学生视野被阻不说，还要常年受噪音、废气的侵袭，人人苦不堪言。有的小学生也会说：“如果靠这样占用农田造厂，污染环境来发展经济，那我们宁愿贫穷一些”。多么诚挚的感言啊！不知我们的一些企业领导听了有何感想？确实，这种状况不光是我们这里有，恐怕其它地方都有，是我国目前普遍的社会现实问题，当前已到了非化大力气整治的时候。可喜的是近年来农坝村村领导也已经注意到了这个问题，并且开展了一系列的环境整治工作。在组织学生到村委和工厂调查走访的过程中，同学们了解到：村里每年都要召开有关环保的座谈会，听取汇报，研究部署整治工作。还经常组织相关负责同志到工厂、家庭了解情况，听取意见。现在村里不仅给多家企业签订了环境整治协议书，还和村里的几十家商店、摊贩签定了清洁卫生责任书。一方面减少了大气污染和污水的排放量，另一方面促使部分企业、店铺化本钱投资改造原有的旧设备，尽力降低污染源的毒性，将“三废”排放降到最低程度。村里还高度重视了本村公共环境设施建设，先后投资数百万元，率先实现了家家通自来水，喝上清洁的太湖水；户户通有线电视和电话，方便老百姓了解新闻动态，及时反映问题。今年，又将条条道路浇上了柏油或水泥，两旁还安装了路灯，使得原本既窄又脏的村道变得既宽敞又整洁。现在村里有农贸市场、老年活动室、多家中型超市，人们出门购物娱乐既方便，又快速。难怪第一次来到这里的外乡人，将它误认为是市镇呢。村领导还根据群众意见，在各自然村统一建起了数十只大花坛，里面种植了月季、海棠、紫荆、杜鹃、樱花、香樟、广玉兰等花木，一年四季，各个村落，鲜花不断，香味扑鼻，仿佛置身于公园一样。村里还每年出资对几条主干河道进行淤泥清理，使河道常年保持水流畅通，水质干净。村里还对家庭生活垃圾和生活污水排放作了统一规划，在全村布置投放了数百只垃圾箱和塑料粪桶进行集中处理。在村委门口，我们可醒目看到一排用不锈钢建的宣传橱窗，里面不仅经常张贴环保知识资料和图片，还定期公布各单位、各村民小组对于环境整治所做的一些工作和取得的成果。通过一系列的工作，现在农坝村的自然和人文环境有了很大改观，老百姓对自己所居住环境的满意度也越来越高。作为在农坝村工作多年的一份子，而且是肩负培养下一代重任的小学教育工作者。我经历了农坝村这十多年来的变化发展，感慨万分。我想：一个国家，一个地区，既要发展经济，又要保护环境。对一些主管领导来说，是不是太为难了？但通过农坝村近年来的发展变化，我从内心明白了：任何地方、任何时候，人类不能以牺牲自然环境为代价来发展经济，否则是以小失大，必将受到自然界的惩罚而自食其果。综观历史上全球发生的多次特大灾难事故，那些热衷于靠毁田毁林来开发景观，靠以污染环境为代价来发展经济的“能人”，还不应该清醒吗？其实许多有识之士早在多年前就坦言：从眼前看，重视环境保护，可能会影响当地财政收入等经济指标，但这是暂时的。从长远看，治理污染、保护生态，实现经济社会的可持续发展，最终可以增加财政收入，使群众增收。实现环境治理和经济发展的“双赢”，途径就是加大结构调整力度，用高新技术改造和提升传统产业。联想到近几年中，我国各地因破坏生态环境而造成的自然灾难和人身伤亡事故，难道这不是血的教训吗？听说前阶段，国家有关部门已采取相关政策关闭小煤矿、停止小炼焦，健全和发展国有煤矿，扶持开发大机焦，这是煤炭和焦化产业的升级换代，不仅扩大了生产规模，增加了国家和地方税收，还减少了环境污染，可谓一箭双雕，地方和财政皆大欢喜。由此，我们的某些企业不值得借鉴吗？现在的孩子虽然对环保的意识还比较朦胧，对周围一些涉及环保不力而引发的事故，也可能熟视无睹或者漠不关心，但并不能说明环保与孩子们无关。相反。我们的孩子是环境污染的最大受害者，青少年是祖国的未来，民族的希望。保护下一代的身心健康，要从我们每个人身上做起。保护环境，清洁空气、水源，还大自然本来面目，这是所有孩子们的心愿，也是我们共同的心愿。童心是最宝贵的，童言是最真心的。我们不能让幼小的心灵因此蒙上阴影。从儿童身上，我们要看到环保工作的重要性和艰巨性，全民动员，人人出力。，~~~~~~~~~~~~~

植物光合作用及其对光的需求无论是采用太阳光还是人工光进行植物生产，最终都是通过光合作用来完成产物的积累。光合作用是通过植物叶绿素等光合器官，在光能作用下将CO2和水转化为糖和淀粉等碳水化合物并释放出氧气的生理过程；与光合作用相对应的是呼吸作用，呼吸作用是通^植物线粒体等呼吸器官，吸收氧气和分解有机物而释放CO2与能量的生理过程，是植物把光合作用形成的碳水化合物作为能量用来形成根、茎、叶等形态建成的重要生理活动。呼吸作用包括与光合作用毫无关系的暗呼吸以及与光合作用同时进行的光呼吸2个部分。作物的光合作用与呼吸作用之间有一个相互平衡的过程，随着生长阶段的不同，其平衡点也不同。实际生产中经常利用控制作物的光合速度和呼吸速度来调节营养生长和生殖生长的相对平衡，达到提高目标产量或改善产品品质的目的。植物的光合作用与CO2的吸收、释放关系密切，光合时吸收CO2，呼吸时排放CO2，这2种生理活动是同时进行的，所以光合器官的叶片内外的CO2交换速度也就等于光合速度减去呼吸速度。通常把该CO2交换速度也叫做净光合速度，其中的呼吸速度则是暗呼吸速度与光呼吸速度的总和。一般而言，C3植物光呼吸速度高，C4植物光呼吸速度低。因此，净光合速度为0时，光合速度等于光呼吸速度。光合速度的单位为kg/cm2・s）或mol/cm2・s）（以CO2计），表示单位叶面积单位时间内CO2的吸收、排放或交换量。光强对作物光合的影响光合产物的形成与光照的强度及其累积的时间密切相关。光照的强弱一方面影响着光合强度，同时还能改变作物形态，如开花、节间长短、茎的粗细及叶片的大与厚薄等。在某一CO2浓度和一定的光照强度范围内，光合强度随光照强度的增加而增加。当光照强度超过光饱和点时，净光合速度不但不会增加，反而还会形成抑制作用，使叶绿素分解而导致作物的生理障碍。不同类型植物的光饱和点的差异较大，光饱和点一般会随着环境中CO2浓度的增加而提高。因此，植物生产中给予光饱和点以上的光照强度毫无意义；而另一方面，当光照强度长时间处于光补偿点之下，植物的呼吸作用超过了光合作用，有机物消耗多于积累，作物生长缓慢，严重时还会导致植株枯死，因此对植物生长也极为不利。通常情况下，耐荫植物的光补偿点为200～1000 lx，喜阳植物的光补偿点为1000～2000 lx。植物对光照强度的要求可分为喜光型、喜中光型、耐弱光型植物。蔬菜多数属于喜光型植物，其光补偿点和光饱和点均比较高，在人工光植物工厂中作物对光照强度的相关要求是选择人工光源的最重要依据，了解不同植物的光照需求对设计人工光源、提高系统的生产性能都是极为必要的。光质对作物光合的影响光质或光谱分布对植物光合作用和形态建成同样具有重要影响，地球上的植物都是在经过亿万年的自然选择来不断适应太阳辐射，并依据种类不同而具有光选择性吸收特征的。到达地面的太阳辐射的波长范围为300～2000 nm，而以500 nm处能量最高。太阳辐射中，波长380nm以下的成为紫外线，380～760 nm的叫可见光，760 nm以上的是红外线也称为长波辐射或热辐射。太阳辐射总能量中，可见光或光合有效辐射占45%～50%，紫外线占1%～2%，其余为红外线。波长400～700 nm的部分是植物光合作用主要吸收利用的能量区间，称为光合有效辐射；波长700～760 nm的部分称为远红光，它对植物的光形态建成起到一定的作用。在植物光合过程中，植物吸收最多的是红、橙光（600～680 nm），其次是蓝紫光和紫外线（300～500nm），绿光（500～600 nm）吸收的很少。紫外线波长较短的部分，能抑制作物的生长，杀死病菌孢子、波长较长的部分，可促进种子芽、果实成熟，提高蛋白质、维生素和糖的含量；红外线还对植物的萌芽和生长有刺激作用，并产生热效应。不同的光谱成分对植物的影响效果也不尽相同（表1），强光条件下蓝色光可促进叶绿素的合成，而红色光则阻碍其合成。虽然红色光是植物光合作用重要的能量源，但如果没有蓝色光配合则会造成植物形态的异常。大量的光谱实验表明，适当的红色光（600～700 nm）/蓝色光（400～500 nm）比（R/B比）才能保证培育出形态健全的植物，红色光过多会引起植物徒长，蓝色光过多会抑制植物生长。适当的红色光（600～700 nm）/远红色光（700～800 nm）比（R/FR比）能够调节植物的形态形成，大的R/FR比能够缩短茎节间距而起到矮化植物的效果，相反小的R/FR比可以促进植物的生长。所有这些特征都是植物工厂选择人工光源时必须考虑的重要因素，尤其是对于近年来发展起来的新型节能光源，如LED、LD以及冷阴极管等来说显得更为重要，因为这些光源需要通过不同光谱的单色光组合构成作物最适直的光质配比，以保障高效生产和节能的需求。光周期对植物的影响植物的光合作用和光形态建成与日长（或光期时间）之间的相互关系称其为植物的光周性。光周性与光照时数密切相关，光照时数是指作物被光照射的时间。不同的作物，完成光周期需要一定的光照时数才能开花结实。长日照作物，如白菜、芜青、芭英菜等，在其生育的某一阶段需要12～14 h以上的光照时数；短日照作物，如洋葱、大豆等，需要12～14h一下的光照时数；中日照作物，如黄瓜、番茄、辣椒等，在较长或较短的光照时数下，都能开花结实。

光催化期刊

Applied Surface Science期刊的中科院分区基础版为2区，升级版为1区，最新期刊影响因子为. 本期刊所在地为荷兰，隶属于ELSEVIER出版集团，每年24期。

期刊的五年影响因子变化情况，该期刊影响因子逐年上升，最新数据为。

Applied Surface Science涵盖对表面，界面，纳米结构及其应用的更好理解的主题。该期刊与特定表面分析技术和/或计算方法以及此类结构的处理有关的原子和分子水平的科学研究有关。

该期刊包含如下主题：

·催化、电催化和光催化的表面科学；

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二维组装；通过定向能量沉积（激光、离子或电子束）或其他技术（如等离子体）进行表面和界面改性；表面工程和功能化；功能性表面和涂层；表面电化学和腐蚀保护策略·应用于能量转换和储存的表面科学；表面纳米技术和器件；半导体——表面和界面；生物界面

光催化的核心期刊推荐--催化学报

催化学报

大核心期刊、CSCD核心期刊、统计源期刊收录。催化学报主要报道能源、环境、有机化工、新材料、多相催化、均相催化、生物催化、光催化、电催化、表面化学、催化动力学等学科领域的基础性和应用基础性的最新研究成果。

2.光学学报

是国内外公开发行的光学学术刊物，反映中国光学科技的新概念、新成果、新进展。《光学学报》内容主要包括量子光学、非线性光学、适应光学、纤维光学、激光与物质相互作用、激光器件、全息和信息处理、光学元件和...

3.应用光学

《应用光学》是一本综合性技术类期刊，综合因子为：，被北大核心期刊、CSCD核心期刊收录。应用光学重点反映光电子技术国内外的发展状况、研究水平、应用情况，密切跟踪国外高新技术的研究动态。

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中国光学

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化学反应原理小论文

焰色：钠——黄色，铜——绿色，钡——黄绿色，铷——浅紫色，铯——天蓝色，锂——深红色，钙——砖红色，锶——洋红色，············记不住了，见谅。卤素的颜色规律·以及其他反应都有自己的颜色变化，应注意收集。

研究性学习是由学生在一定的情景中发现问题、选择课题、设计方案 ,通过主体的探索、研究求得问题解决的学习活动。化学课程中的研究性学习主要是以化学知识作为载体 ,其内容有以下几方面来选择：1、探索性化学实验；2、选择具有开放性的化学问题；3、选择跨学科的综合性问题；4、选择能体现研究过程的问题；5、选择联系实际的现实问题；6、选择现代社会的热点问题本文是本人在指导研究性学习在高中化学实验应用中得出的的一点体会: 首先，弄清化学实验与研究性学习的关系: 在中学化学教学中，充分利用化学学科“以实验为基础”的基本特征，挖掘和开发化学实验在研究性学习中的功能，对于改变学生的学习方法，形成终身学习的能力具有重要的意义。一、化学实验是研究性学习的一种重要途径研究性学习是学生自主地获取知识和技能、体验和了解科学研究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学的价值观和活动过程。化学实验是学生化学学习中的能动的实践活动形式。化学实验为学生创设了亲身参与实践的情境，具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化学实验的功能和研究性学习的特征决定了化学实验必然是研究性学习的重要途径。二、化学实验作为研究性学习途径的教学策略在化学教学中提倡和鼓励学生通过化学实验进行研究性学习，要充分挖掘化学实验在研究性学习中的功能，发挥化学实验在研究性学习中创设问题情境、验证假设或猜想等环节中的作用，研究开发研究性实验，引导学生通过实验去发现和研究解决问题的方法，在化学实验中培养学生的科学素质，实现学生的学习方式由被动接受式学习向主动研究性学习的根本转变。第二、化学实验与研究性学习课题的选择: 通过化学实验开展研究性学习，必须着力培养学生的化学实验能力和自主学习能力，同时也必须依据学生的知识能力来确定研究课题，特别是依据学生的化学实验能力来选择适当的研究课题。根据我们开展研究性学习的体会，在服从课题研究的原则基础上，我们主要采用以下几种方法选择课题。一、结合化学教学选择研究课题。当今课改的重要任务就是要提高学生的实践能力和创新精神，适当增加一些探索性实验，有利于提高学生的探索欲望，培养学生的创新能力。例如Fe2+和Fe3+的转化，可以改进为探索性实验：根据现有实验条件，如何实现Fe2+和Fe3+的转化？让学生首先设计实验方案，其次交流设计思想，筛选确定最佳方案，最后实施实验并得出实验结论。这种探索过程比空洞的讲授更能调动学生利用多种感官主动参与信息加工、构建知识，使学生的潜能得到更好的开发。二、结合日常生活选择研究课题。社会生活中的问题无处不在，我们引导学生从自己身边开始思考，提出问题，并筛选确定研究课题，然后让学生收集资料、研究实验方案，通过实验自主探讨、自主学习，极大发挥学生的创新能力。如探讨铁生锈的原因，一方面学生选择了生活中常见的各种铁件，又设计了锈蚀的不同条件开展实验，另一方面学生又到工厂、商店、居民区、农村……开展实地调查，学生对铁生锈的原因、造成的危害及预防生锈的措施有了全面深刻的认识，写出了较高质量的化学小论文。三、结合当地生产实践选择研究课题。我们结合当地经济建设的实际情况，结合课外活动及实践活动的开展，让学生大胆探索、积极创新。譬如围绕水的问题，可以启发学生从我县水的资源、利用、水患、污染、监测、防治等方面去思考，学生积极性高，提出了许多问题，他们调查排污口，参观自来水厂，监测水的pH值及重金属离子、苯酚等含量，并请来环保局人员共同分析，取得了良好的社会效益。四、结合化学课外活动选择研究课题。利用化学课外小实验、趣味化学实验、化学小魔术等积极探讨化学实验的设计方案，研究化学实验的现象、实验装置、实验操作、实验观察、实验记录、实验分析和实验报告。如自制汽水的原理与方法、热水瓶(锅炉)中水垢成分的分析、相片冲洗原理的探索等等。第三、研究性学习在化学实验应用: 1.设计实验方案教师提出实验目的 ,让学生设计实验方案 ,然后师生共同逐个讨论 ,寻找多种方案或确定最佳方案。例如 ,在学习实验室制乙烯这一内容时,先说明乙烯中会混有SO2和CO2气体。让学生设计实验 ,证明它们的存在。结果学生都知道应先将气体通过装有品红溶液的洗气瓶 ,看到品红褪色,证明有SO2气体。但在接下来的检验CO2存在的操作中 ,意见出现了分歧 ,学生提出了如下方案 :①将气体通入澄清的石灰水中 ,石灰水变浑浊;②将气体通过装有足量的NaHCO3溶液的洗气瓶后 ,再通入澄清的石灰水中 ,石灰水浑浊 ;③将气体通过装有酸性KMnO4溶液的洗气瓶中 ,溶液褪色,再通入澄清的石灰水中 ,石灰水变浑浊 ;④将气体通过装有酸性KMnO4溶液的洗气瓶中 ,溶液不褪色 ,再通入澄清的石灰水中 ,石灰水变浑浊 ;⑤将气体再一次通过装有品红溶液的洗气瓶中 ,品红不褪色 ,再通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊。然后师生讨论 :方案①和③没有将可能未与品红溶液反应完全的SO2带入澄清石水中 ,方案不合理 ;方案②虽完全除去了SO2气体,但SO2与NaHCO3溶液反应会产生CO2气体 ,显然也不合理 ;方案④和⑤既能完全除去SO2气体 ,也不会减少或生成CO2气体 ,且现象明显,上述两个方案都合理。 2.改进实验装置教材上有些实验装置复杂、实验费时费药 ,有些实验现象不够明显 ,还有些实验环境污染严重等等 ,教师可带领学生对这些实验进行改进。如酚醛树脂制取实验以后,试管难以洗净 ,每次实验只得更换试管 ,改进后我们用医用废磷霉素小瓶替代试管进行实验 ,不但节省了大量的试管 ,而且药品用量比原来少了许多。 3.研究不同反应条件对实验的影响学生做了在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液实验后 ,让他们将上述实验操作顺序颠倒 ,观察现象 ,并进行解释。再如用较纯净的锌粒与稀硫反应速度较慢,当在反应混合物中加入少量CuSO4溶液时 ,反应速度大大加快 ,可让学生探索原理。 4.开展家庭小实验活动家庭小实验没有给出药品、仪器、步骤、现象等 ,靠学生在家中独立完成 ,对培养学生的创新精神和实践能力 ,起着十分重要的作用。总之，通过化学实验开展研究性学习，把研究性学习的教学和教育理念贯穿于化学实验之中，增强了学生开展研究性学习的主动性和趣味性。学生化学实验能力的提高，促进了研究性学习活动的开展，提高了研究课题的质量；反之，研究性学习又进一步提高了学生的实验能力和实践能力，促进了学生创新能力和综合素质的全面发展。同时学生在实验研究中树立了坚忍不拔、百折不回的意志品质，养成了追求真理、实事求是的科学精神

探究：坚持理论联系实际的原则，紧密结合教材，在开展社会实践活动的基础上，运用所学知识和方法，解决社会．生活．或生产过程中遇到的有关实际问题．格式：依次是题目，摘要，正文，参考文献．

常见的特征反应现象及对应物质常见的特征反应现象及对应物质：① 焰色反应显黄色Na显紫色（透过钴玻璃）的元素是K② 有臭鸡蛋气味或能使湿Pb(Ac)2 试纸变黑的气体是H2S ③ 在空气中由无色迅速变为红棕色NO④ 使品红溶液褪色SO2⑤ 能使淀粉变蓝I2 ⑥ 与碱溶液反应生成白色沉淀在空气中迅速变灰绿色最终变红褐色的离子___Fe2+⑦ 滴入KSCN溶液显血红色以及遇苯酚显紫色的离子__Fe3+ ⑧ 投入水中生成气体和难溶物(或微溶物) CaC2 Al2S3 Mg3N2⑨ 既能跟酸反应又能跟碱反应且生成气体Al NH4HCO3 (NH4)2CO3 (NH4)2S ⑩ 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体NH3 【自己发挥一下，就是自己的东西了。】