黎志 可循环磷酸银的制备及光催化性能研究最终版
可循环磷酸银的制备及光催化性能研究
作者：黎志指导教师：王涛
（安庆师范大学化学化工学院安庆246011）
摘要：磷酸银由于具有高的量子效率、强的光氧化能力和高效的光催化降解污染物的能力，已成为材料学、化学、能源和环境科学等领域研究的热点课题。我们采用高效、节能的溶液燃烧法一步制备得到具有磁性的CoFe2O4/GO复合物，以此复合物为载体负载上可见光催化剂磷酸银。该催化剂可以用磁铁来吸附实现循环使用，并利用XRD对产物的组成和相态进行了表征。最后以染料亚甲基蓝（MB）为目标分析了催化剂的催化效果，可见光照射下30分钟亚甲基蓝的光降解效率大于95%，表明我们制备的光催化剂具有非常优秀的光催化效果。
关键词：磷酸银；光催化能力；CoFe2O4/GO复合物
1. 引言
光催化能够将太阳能转化为化学反应所需要的能量，是一种很有前途的技术,可以促进可再生能源生产，充分利用太阳光分解水产生氢气[1，2]，有望解决目前的能源危机问题。进一步发展满足工业需求,重点推进高效可见光催化剂，研发新型光催化材料，提高对太阳光的利用率，这是非常必要的。已探索的以满足光吸收波长等特殊要求改性光催化剂的可见光响应的催化剂，特别是为有效利用太阳能的催化剂。已经探索的大量的光催化剂，包括无机分子、混合有机和无机材料光诱导电荷分离的材料，都能促进更快的光催化反应。在各种催化剂开发中，二氧化钛无疑是最流行和广泛用光催化剂，因为它是低成本，高光催化活性，化学和光化学稳定性高[3，4]。然而，二氧化钛虽然具有非常高的催化性能，但是由于其禁带宽度为3.2 eV，对应的吸收波长为387.5 nm，光吸收仅局限于紫外光区。基于二氧化钛的局限性，寻找、设计和制备可见光驱动的光催化剂，两策略已经提出。一是修改禁带宽度，使其光响应区拓展到可见光范围；另一个涉及到探索能吸收可见光的新型半导体材料。如BiVO4[5]、Bi2WO6[1,6]、Bi4Ti3O12[7]和其它已报道的有潜力的可见光催化剂[8]。尽管这些光催化剂能有效的降解有机污染物和催化水的分离，目前成就还远远没有达到理想的目标。
叶金花等[9]报道了Nature Materials上报道一种新型且高效的可见光光催化剂—
—磷酸银，作为一种n型半导体，其禁带宽度为2.36 eV，可以吸收波长<525 nm的可见光和紫外光，能够吸收波长小于530 nm的光氧化水并能降解水体中的有机污染物。研究表示，对有机污染物的光催化降解率相比BiVO4和商业的TiO2[9,10]，新型光催化剂可以实现量子效率到90%，吸收的波长大于420纳米，这是显着高于先前催化剂报告的值。可能为解决当前能源危机打开了一条途径有丰富的太阳能光环境，因此研究Ag3PO4吸引了相当大的兴趣。
自那时以来，许多科学家一直致力于进一步改善和优化它们的光电和光催化性能性能。目前对于Ag3PO4光催化材料的研究工作主要集中在制备形貌、结构和晶面可控Ag3PO4，如球形结构、方块状结构以及十二面体结构Ag3PO4材料等，另外也集中在构筑和制备新Ag3PO4基复合光催化材料，如TiO2/Ag3PO4[11–13]、ZnO/ Ag3PO4[14]、SnO2/Ag3PO4[15]、Fe3O4/Ag3PO4[16]、Carbon Quantum dots (CQDs) /Ag3PO4[17]、Ag/Ag3PO4[18–23]和AgX/Ag3PO4[24–25]等，为了研究这些复合型光催化材料的催化活性与稳定性，通过这些光催化材料对有机染料罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)的降解效果来说明。近年来，人们一直致力于提高光催化剂的光催化性能与化学稳定性，发现了一个有效的途径即通过Ag3PO4光催化材料与其它材料的复合。Fe3O4与Ag3PO4之间的复合，合成了Fe3O4 /Ag3PO4复合光催化材料，这种复合材料在光催化性能有稍微的提高，但比纯Ag3PO4更加化学稳定，同时由于Fe3O4具有磁性，使得这种材料可以被磁铁吸收，回收重复利用。于是我们用CoFe2O4来代替Fe3O4能取得一样的效果。另一种优秀的复合材料是GO–Ag3PO4纳米复合材料，我们将性能优异的氧化石墨烯（GO）引入制备GO–Ag3PO4纳米复合材料体系中，这样的复合材料的性能就比纯Ag3PO4有明显的改善，原因是GO 具有较大的比表面积，能吸附大量的有机染料，复合材料就有更强的吸附能力，复合材料的对有机染料的光降解率明显增加，而且GO–Ag3PO4材料具有很强的溶解性。经过研究发现，加入氧化石墨烯后GO–Ag3PO4复合材料，稳定性大幅度的提高了。而且Ag与Ag的化合物都还具有抑制杀灭多种细菌、微生物的能力，所以Liu等[27]在此基础上开发研究了GO–Ag3PO4纳米复合材料，并进行了GO–Ag3PO4 纳米复合材料对大肠杆菌的抑制和杀灭能力的研究。
上述我们提到Fe3O4和Ag3PO4之间的复合，表现出更好的光化学性和化学稳定性，且具有磁性，能被磁铁吸收可循环使用。而GO–Ag3PO4纳米复合材料的稳定
性与光催化性能明显提高。
在Ag3PO4光催化剂形态和定位性能的影响论催化性能与电流理论的关键方面的认识如下：
图1：立方Ag3PO4单元结构，球棒(a)和多面体构型(b)。红色，紫色和蓝色的球体分别代表氧、
磷和银原子。
Ag3PO4为体心立方结构类型，六银离子分布在十二个地点的具有双重对称性[26]。这表明，每个银原子在（0.25，0，0.50）实际上在（x、0、0.50）中占有一个位置（0.5?x，0，0.50）的2倍的轴线上。晶胞结构如图1-a所示，其中Ag原子被四个氧原子配位[29]。P原子周围有四个氧原子配位，而O原子被三个银原子和一个磷原子配位。易和他的同事们[9]一直致力于研究这种高效光催化剂，并已运用多种合成方法制备出各种性能优异的磷酸银及其复合材料。现今的研究表明Ag3PO4有优异的光催化活性和化学稳定性，无论是紫外光的照射下光照和可见光照明，都比商业TiO2 [9,10]和N掺杂TiO2 [9,27,29]更优秀。现在所知的直接影响催化剂的性能有材料的晶相、形貌、尺寸等。磷酸银的常见形貌有球形[29]、菱形十二面体[28]和立方体[28]。菱形十二面体光催化剂活性的有机污染物降解率比球和立方体[30,31]更高，Ag3PO4菱形十二增强的光催化活性主要归因于具有更高表面能的晶面。
2012年Ye Jinhua 等[33]研究了以银氨溶液和磷酸氢二钠合成磷酸银在不同温度、不同银氨溶液陈化时间对形貌的影响。温度低至0℃时，颗粒具有很低的均一性和结晶性，温度40℃时，立方结构变成了弯曲结构，当温度高达80℃时，为球形不规则颗粒。随着银氨溶液溶液时间增加，由于氨的挥发性导致溶液中的银氨比增大，陈化1h产物为不规则的立方体并具有菱形面；2h时产物为具有凹形面的不规则结构；
4 h时则为具有4个对称的箭头形结构。立方形磷酸银具有很好的光催化性质，几乎
能在3 min内将甲基蓝（MB）完全降解。立方形磷酸银比球形磷酸银具有更高、更稳定的的光电转换效率。表面仅存在Ag、P且量之比为1:2，光照射使表面银离子还原成银纳米颗粒，增强了光催化和光电转化性质。并用银氨溶液分别和溴化钠、钨酸钠合成了曲折的溴化银纳米颗粒和钨酸银纳米棒。
同年叶金花等[34]将预先合成的银纳米线加入0.15 M银氨溶液，再加入0.15 M磷酸氢二钠溶液中的得到了项链形银纳米线-磷酸银立方体异质结构，最终产物中无单独的银纳米线和磷酸银颗粒存在。银氨溶液浓度为0.2 M时产物为核壳同轴异质结构，随着银氨溶液浓度减小时（0.1 M、0.05 M）磷酸银立方体减少了。项链形结构比立方体磷酸银对罗丹明B（RhB）和甲基橙（MO）具有更高的光催化活性，当在银纳米线上的磷酸银立方体减少时，催化活性也会较小，会小于同轴异质结构（同轴异质结构对于RhB光催化性能强于立方体磷酸银，而对MO则小于立方体磷酸银）。用硝酸银和醋酸银替换时自由银纳米线和磷酸银晶体混合物存在。而用磷酸二氢钠代替磷酸氢钠则只有一些的磷酸银晶体长在银纳米线上，用磷酸则没有立方的磷酸银晶体存在。银氨溶液的陈化时间对产物形貌也产生很大影响，陈化1h 银纳米线上的磷酸银为具有多个侧面的不规则立方体，陈化2h时则为规则四面体，6h为不规则的球形。还分别用溴化钠和钨酸钠代替磷酸氢二钠合成了Ag/AgBr、Ag/Ag2WO4异质结构。
为了解决Ag3PO4的大规模应用问题，我们采用燃烧法一步制得具有磁性的
Ag3PO4/GOFe2O4/GO复合物，该方法制备简单、省时高效。不仅能提高光催化活性，而且增强了光催化剂的稳定性。磁性Ag3PO4/Fe3O4/GO的性能研究也被考察，其能大规模应用的四个主要原因：一是石墨烯比表面积大，能有效的吸附水中的有机污染物，使催化剂接触到更多的催化反应物质，有效的提高光催化效率。二是（氧化）石墨烯能够快速将光生电子传导出去，减少了光生电子/空穴的再结合，在提高光催化效能的同时也抑制了Ag + 的还原，降低了光催化剂光腐蚀现象的发生，提高了稳定成异质结，加速载流子的传递和分离，提高了光催化活性。三研究发现Fe3O4的引入不仅增加了复合材料对有机污染物的吸附性能，而且增强了对可见光的吸收，材料的稳定性也有提高。四Fe3O4纳米粒子由于其良好的磁性，被广泛应用于磁性催化剂的载体，同时，Fe3O4拥有良好的快速导电性[35]，因此可以利用其良好的导电性与Ag3PO4形成异质结来提高电荷-空穴分离效率。我们用CoFe2O4代替Fe3O4，采
用燃烧法制备了Ag3PO4/CoFe2O4/G磁性光催化剂，不仅可以有效提高磷酸银催化剂的电荷-空穴分离效率，还可以实现光催化剂的快速分离，实现多次循环利用的目的。
2. 试验
2.1试验试剂
硝酸铁、硝酸钴、氧化石墨烯、葡萄糖、磷酸氢钠溶液，亚甲基蓝均为分析纯，购于阿拉丁试剂公司，使用前均未进行任何处理。
2.2 氧化石墨烯（GO）的制备
GO按照Hummers法进行制备，具体为：称取3.0 g石墨与1.5 g硝酸钠于烧杯中混合，置于冰水中添加69 mL浓硫酸，搅拌环境下分批缓慢添加9.0 g高锰酸钾（保持温度20℃），移去冰水于室温下继续搅拌10h，缓慢添加150 mL蒸馏水，放出大量的热，继续搅拌30分钟，以水浴冷却后继续添加400 mL蒸馏水和3 mL 30%双氧水形成金黄色溶液。离心反复洗涤除去可溶性杂质，最后将得到的胶体状物质进行冻干处理得到GO。
2.3 CoFe2O4/GO的燃烧法制备
称取去1 mmol硝酸钴，2mmol硝酸铁加到含20 mL 2 mg/mL GO水溶液的烧杯中并超声20分钟，再称取14 mmol葡萄糖加入到上述混合溶液继续超声30分钟，最后将混合溶液转移到蒸发皿中与300℃马弗炉中加热1h，发生燃烧反应得到黑色固体产物。
2.4 可循环磷酸银催化剂的制备
将0.1 g CoFe2O4/GO超声分散于20 mL 水中，添加5 mL 0.3 mol/L AgNO3，磁力搅拌下添加10 mL 0.05 mol/L 磷酸氢钠溶液反应10分钟后，以磁体吸附辅助洗涤、干燥后得到产物。
2.5 表征
得到的产物的相态通过X射线粉末衍射仪（XRD 6000，Shimadzu，Cu-Ka射线），测试的电压和电流分别为40 kV和30 mA。
2.6光催化性能研究
光催化操作如下：称取50 mg 产物加入到50 mL 亚甲基蓝溶液中，搅拌下光催化操作如下：称取50 mg 产物加入到50 mL 亚甲基蓝溶液中，无光条件下搅拌2h 后，取2 mL溶液离心后收集离心液，测试紫外吸收，剩下溶液继续搅拌下以氙灯照
射，每隔10 分钟收集2 mL 溶液进行离心，同样测试紫外吸收。
3. 结果与讨论
图2. CoFe 2O 4/GO 的XRD 图谱
图2 显示的是CoFe 2O 4的X 射线衍射图。样品在19°处有一个衍射峰，这是石墨烯的特征衍射峰，而位于30.2、35.6、43.2、57.1和62.7的2θ衍射峰表明CoFe 2O 4（JCPDF ：89-3854）的生成。说明了石墨烯的引入没有破坏CoFe 2O 4的晶体结构并且与氧化铜很好的负载在一起。晶体的尺寸通过XRD 图谱按照谢乐公式计算获得：
λ 0.9 cos d βθ
?=? （谢乐公式） d 为物质（hkl ）晶面对应的晶体尺寸，λ是X 射线的波长（0.154056 nm ），β为对应的半峰宽，θ为（hkl ）晶面对应的衍射角。通过计算得到CoFe 2O 4的（220）、（311）、（400）、（511）和（440）晶面对应的晶体尺寸分别为13.0 nm 、136 nm 、13.3、12.7和12.8 nm 。这么小的尺寸意味着产物具有非常大的比表面积。
图3显示的是Ag 3PO 4/CoFe 2O 4/GO 的XRD 图谱。非常清晰地观察到Ag 3PO 4的存在（JCPDF ：71-1836）具有相同的特征衍射峰立方尖晶石CoFe 2O 4。同样通过谢乐公示可以计算得到（210）、（211）和（320）晶面对应的晶体尺寸为22.6、23.0和22.3 nm 。这么小的晶体尺寸表明GO 限制了Ag 3PO 4的生长。
图3. Ag3PO4/ CoFe2O4/GO的XRD图谱。
图4可见光照射下Ag3PO4/CoFe2O4/GO催化亚甲基蓝的紫外可见吸收光谱图，从图4可以看出吸收光谱图的主要变化在550-700之间，时间越长吸收光谱强度越小，这是因为产物减少，所以吸收的光谱强度减小。从图5中可观察到随着照射时间的增长，亚甲基蓝的降解速度逐渐减慢，可见光照射下30分钟亚甲基蓝的光降解效率大于95%，表明我们制备的光催化剂具有非常优秀的光催化效果。
图4. 可见光照射下Ag3PO4/CoFe2O4/GO催化亚甲基蓝的紫外可见吸收光谱图。
图5. Ag3PO4/CoFe2O4/GO催化下亚甲基蓝的降解速度
4. 结论
磷酸银作为一种新兴的材料，光催化可以利用太阳光处理环境污染物，为人治理环境开辟一条行之有效的道路。我们采用高效、节能的溶液燃烧法一步制备得到具有磁性的CoFe2O4/GO复合物，以此复合物为载体负载上可见光催化剂磷酸银。该催化剂可以用磁铁来吸附实现循环使用，并利用XRD对产物的组成和相态进行了表征。最后以染料亚甲基蓝（MB）为目标分析了催化剂的催化效果，可见光照射下30分钟亚甲基蓝的光降解效率大于95%，表明我们制备的光催化剂具有非常优秀的光催化效果。本文制备了具有光催化性能的Ag3PO4。所运用的制备方法具有反应时间短、制备产物纯度高、结晶性好等优点，有望大量应用于其它复合材料的制备和应用。
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The Facile Synthesis of Magnetically Recoverable Ag3PO4 with Highly Efficient Visible Light
Photocatalytic Performance
Author：Li Zhi Supervisor：Wang Tao
（School of Chemistry and Chemistry Engineering, Anqing Normal College, Anqing 246011）
Abstract: Silver phosphate has become the hot topic of material science, chemistry, energy and environmental science because of high quantum efficiency, strong light oxidation ability and efficient photocatalytic degradation of pollutants We applied an efficient, energy-saving solution combustion method to prepare magnetic CoFe2O4/GO complexe and used as the support for visible-light catalyst silver phosphate. The photocatalyst could be easily separated from solution for reuse by simply applying an external magnetic field. The phase and composition of photocatalyst were characterized by XRD. The dye, methylene blue (MB), was used as the model to analyze the photocatalytic degradation activity of the product. Under the irradiation of visible light within 30 min, the photocatalytic degradation efficiency of methylene blue was more than 95%, which indicated that the synthized photocatalyst has excellent photocatalytic activity.
Key words: silver phosphate; photocatalytic activity; CoFe2O4/GO complex
磷酸生产工艺
磷酸生产工艺 一、热法磷酸 热法是用黄磷燃烧并水合吸收所生成的P4O10来制备磷酸，热法磷酸的制造方法，主要有： 1.完全燃烧法(叉称一步法) 将电炉法制磷时所得的含磷炉气直接燃烧，此时不仅磷氧化为五氧化二磷，一氧化碳也被氧化： 反应放出大量的热，由于磷酸酐有强烈的腐蚀作用，此反应热实际不能利用，燃烧后的气体必须冷却。以保证磷酸酐完全吸收。 由于气体温度高，磷酸酐与水作用时首先生成偏磷酸(HPO3)，冷却后再转化成为正磷酸： 此法由于热能利用差，在工业上未被采用。 2.液态磷燃烧法(又称二步法) 二步法有多种流程，在工业上普遍采用的有两种：第一种是将黄磷燃烧，得到五氧化二磷用水冷却和吸收制得磷酸，此法称为水冷流程。第二种是将燃烧产物五氧化二磷用预先冷却的磷酸进行冷却和吸收而制成磷酸，此法称为酸冷流程。这里简要介绍酸冷流程，见图4-7。
将黄磷在熔磷槽内熔化为液体，液态磷用压缩空气经黄磷喷咀喷入燃烧水合塔进行燃烧，为使磷氧化完全，防止磷的低级氧化物生成，在塔顶还需补充二次空气，燃烧使用空气量为理论量的1.6～2.0倍。 在塔顶沿塔壁淋洒温度为30～40℃的循环磷酸，在塔壁上形成一层酸膜，使燃烧气体冷却，同时P2O5与水化合生成磷酸。 塔中流出的磷酸浓度为86%～88%H3PO4，酸的温度为85℃，出酸量为总酸量的75%。气体在85～110℃条件下进入电除雾器以回收磷酸，电除雾器流出的磷酸浓度为75%～77%H3PO4，其量约为总酸量的25%。 从水化塔和电除雾器来的热法磷酸先进入浸没式冷却器，再在喷淋冷却器冷却至30～35℃。一部分磷酸送燃烧水化塔作为喷洒酸，一部分作为成品酸送储酸库。 3.优先氧化法 在454～532℃条件下，与理论量120%～130%的空气混合，使磷蒸气和磷化氢氧化，而CO仅氧化了5.6%～7%，然后用稀磷酸吸收磷酸酐制成热法磷酸。此法尚未工业化。 4.水蒸气氧化黄磷法 用铂、镍、铜作催化剂，焦磷酸锆或偏磷酸铝作载体，在600～800℃温度下用水蒸气氧化黄磷制得磷酸并副产氢气。 此法尚未用于工业生产。 5.窑法磷酸 美国西方化学研究公司为进一步减少电耗，研究在以油燃料的旋转窑中(而不是在电炉中)用磷矿石、焦炭和硅石的混合物生产热法磷酸(简称KPA)。图4-8为旋转窑的示意图。在旋转窑中有两个性质完全不同的区域。在底层的还原区中球状的反应物料用碳将磷矿石中磷还原并升华出磷蒸气；在固体层上的转窑空间为氧化区，在这里升华的磷蒸气被氧化燃烧成五氧化二磷，再将含P2O5的热炉气送入吸收装置冷却吸收成热法磷酸。碳还原磷酸钙所需的反应热和反应温度(1600℃)，由磷氧化燃烧所产生的热
光合作用机理
光合作用机理 光合作用的是能量及物质的转化过程。首先光能转化成电能，经电子传递产生ATP和NADPH形式的不稳定化学能，最终转化成稳定的化学能储存在糖类化合物中。分为光反应（light reaction）和暗反应（dark reaction），前者需要光，涉及水的光解和光合磷酸化，后者不需要光，涉及CO2的固定。分为C3和C4两类。 （一）光合色素和电子传递链组分 1．光合色素 类囊体中含两类色素：叶绿素（图7-21）和橙黄色的类胡萝卜素，通常叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3:1，chla 与chlb也约为3:l，全部叶绿素和几乎所有的类胡萝卜素都包埋在类囊体膜中，与蛋白质以非共价键结合，一条肽链上可以结合若干色素分子，各色素分子间的距离和取向固定，有利于能量传递。 图7-21 叶绿体分子结构 2．集光复合体（light harvesting complex）
由大约200个叶绿素分子和一些肽链构成（图7-22）。大部分色素分子起捕获光能的作用，并将光能以诱导共振方式传递到反应中心色素。因此这些色素被称为天线色素。叶绿体中全部叶绿素b和大部分叶绿素a都是天线色素。另外类胡萝卜素和叶黄素分子也起捕获光能的作用，叫做辅助色素。 图7-22 集光复合体 3．光系统Ⅱ（PSⅡ） 吸收高峰为波长680nm处，又称P680。至少包括12 条多肽链。位于基粒于基质非接触区域的类囊体膜上。包括一个集光复合体（light-hawesting comnplex Ⅱ，LHC Ⅱ）、一个反应中心和一个含锰原子的放氧的复合体（oxygen evolving complex）。D1和D2为两条核心肽链，结合中心色素P680、去镁叶绿素(pheophytin)及质体醌(plastoquinone)。 4．细胞色素b6/f复合体(cyt b6/f complex)
磷酸铁锂材料的制备方法
磷酸铁锂材料的制备方法主要有： （1）高温固相法：J.Barker等就磷酸盐正极材料申请了专利，主要采用固相合成法。以碳酸锂、氢氧化锂等为锂源，草酸亚铁、乙二酸亚铁，氧化铁和磷酸铁等为铁源，磷酸根主要来源于磷酸二氢铵等。典型的工艺流程为：将原料球磨干燥后，在马弗炉或管式炉内于惰性或者还原气氛中，以一定的升温加速加热到某一温度，反应一段时间后冷却。高温固相法的优点是工艺简单、易实现产业化，但产物粒径不易控制、分布不均匀，形貌也不规则，并且在合成过程中需要使用惰性气体保护。 （2）碳热还原法：这种方法是高温固相法的改进，直接以铁的高价氧化物如Fe 2O 3 、LiH 2 PO 4 和碳粉为原料，以化学计量比混合，在箱式烧结炉氩气气氛中于70 0℃烧结一段时间，之后自然冷却到室温。采用该方法做成的实验电池首次充放电容量为151mAh/g。该方法目前有少数几家企业在应用，由于该法的生产过程较为简单可控，且采用一次烧结，所以它为LiFePO 4 走向工业化提供了另一条途径。但该法制备的材料较传统的高温固相法容量表现和倍率性能方面偏低。 （3）水热合成法：S.F.Yang等用Na 2HPO 4 和FeCL 3 合成FePO 4 .2H 2 O，然后与CH 3 C OOLi通过水热法合成LiFePO 4 。与高温固相法比较，水热法合成的温度较低，约 150度～200度，反应时间也仅为固相反应的1/5左右，并且可以直接得到磷酸铁锂，不需要惰性气体，产物晶粒较小、物相均一等优点，尤其适合于高倍率放电领域，但该种合成方法容易在形成橄榄石结构中发生Fe错位现象，影响电化学性能，且水热法需要耐高温高压设备，工业化生产的困难要大一些。据称Pho stech的P 2 粉末便采用该类工艺生产。 （4）液相共沉淀法：该法原料分散均匀，前躯体可以在低温条件下合成。将Li OH加入到（NH 4） 2 Fe（SO 4 ） 3 .6H 2 O与H 3 PO 4 的混合溶液中，得到共沉淀物，过滤 洗涤后，在惰性气氛下进行热处理，可以得到LiFePO 4 。产物表现出较好的循环稳定性。日本企业采用这一技术路线，但因专利问题目前尚未大规模应用。（5）雾化热解法：雾化热解法主要用来合成前躯体。将原料和分散剂在高速搅拌下形成浆状物，然后在雾化干燥设备内进行热解反应，得到前躯体，灼烧后得到产品。 （6）氧化-还原法: 该法能得到电化学优良的纳米级的磷酸铁锂粉体，但其工艺很复杂，不能大量生产，只适合实验室研究。
三聚磷酸铝的制备工艺
三聚 1反应机理： 三聚磷酸铝的分子式：AlH2P3O10.2H2O，它是由氢氧化铝与磷酸反应生成的，反应分以下几步进行： A，中和反应： Al(OH)3+3H3PO4 = Al(H2PO4)3+3H2O B，聚合脱水反应：在加热情况下发生聚合脱水反应： Al(H2PO4)2P3O10+2H2O C，与水分子结合：AlH2P3O10+2H2O = AlH2P3O10.2H2O 2原料的选择：工业氢氧化铝(含Al2O3>60%),工业磷酸(含H3PO4>50%)。 3配方设计：根据反应式及文献资料，P2O5/Al2O3=3.0~3.2时，最终反应物中的三聚磷酸铝可达到95%，P2O5/Al2O3<3.0时，有较多的磷酸铝等副产物，P2O5/Al2O3值太大时，也会有其他聚合状态的副产物出现，因此，实验时，应使P2O5/Al2O3=3.0~3.2。通过实验，确定最佳的P2O5/Al2O3值。 4工艺设计： A，中间产物Al(H2PO4)3的制备：按P2O5/Al2O3=3.2配备物料Al(OH)3和3H3PO4，先加入磷酸量1/3的水于反应器中，在不断搅拌下加入磷酸，然后再加入固体氢氧化铝，为提高反应速度，初始时加温到40℃，因中和反应为放热反应，体系温度会迅速升高，此时应停止加热，并应该控制温度在70~80℃，反
应时间为1.5~2h。 B，中间产物干燥：选用真空干燥箱作为干燥设备，控制真空度（压力）为6~8×10-4Pa，控制温度为100~110℃，干燥时间26h。C，缩合反应生成三聚磷酸铝：采用两部缩合法，第一步控制温度为250~260℃，反应时间为2.5h，此阶段主要形成无定形态； 第二步温度升高到380~400℃，并保持温度在此范围内，反应 时间为2.5h，中间产物Al(H2PO4)3脱水缩合，生成三聚磷酸铝。D，三聚磷酸铝的粉化：三聚磷酸铝硬度大，机械强度高，不易粉粹，可采用水淬的方式进行预处理，降低粉粹难度，即将较高 温度的三聚磷酸铝放入有少量磷酸的冷水中进行水淬。 通过以上工艺，就可得到三聚磷酸铝。由于三聚磷酸铝的酸度，溶解度等原因，单独用作颜料会破坏涂料基料的稳定性。因此，必须对三聚磷酸铝进行改性处理，才能更好地用与涂料中。 5总结：三聚磷酸铝制备及改性方面，目前有很多人在研究，也取得了一定的进展，在众多前人研究成果的基础上，通过实验，找到最佳的P2O5/Al2O3配比，最佳反应温度和反应时间，以及尽量减少原料的浪费和生产工艺的操作简便化。在改性方面寻找最合适的改性物质，改性方法，从经济效果，质量效果，生产工艺的易操作性等方面进行综合考虑来进行实验。 杨远松 2010-7-9
磷酸铁锂正极材料制备方法比较
磷酸铁锂正极材料制备方法比较 A．固相法 一．高温固相法 1．流程：传统的高温固相合成法一般以亚铁盐（草酸亚铁，醋酸铁，磷酸亚铁等），磷酸盐（磷酸氢二铵，磷酸二氢铵），锂盐（碳酸锂，氢氧化锂，醋酸锂及磷酸锂等）为原料，按LiFePO4分子式的原子比进行配料，在保护气氛(氮气、氩气或它们与氢气的混合气体)中一步、二步或三步加热，冷却后可得LiFePO4粉体材料。 例1：C.H.Mi等采用一:步加热法得到包覆碳的LiFePO4，其在30℃，0.1 C 倍率下的初始放电容量达到160 mAh·g-1；例2：S.S.Zhang等采用二步加热法，以FeC:2O4·2H2O和LiH2PO4为原料，在氮气保护下先于350~380℃加热5 h形成前驱体，再在800℃下进行高温热处理，成功制备了LiFePO4/C复合材料，产物在0.02 C倍率下的放电容量为159 mAh·g-1；例3：A.S.Andersson等采用三步加热法，将由:Li2CO3、FeC2O4·2H2O 和(NH4)2HPO4组成的前驱体先在真空电炉中于300℃下预热分解，再在氮气保护下先于450℃加热10 h，再于800℃烧结36 h，产物在放电电流密度为2.3 mA·g-1时放电，室温初始放电容量在136 mAh·g-1左右；例4：Padhi等以Li2CO3，Fe(CH3COO)2，NH4H2PO4为原料，采用二步法合成了LiFePO4正极材料，其首次放电容量达110 mA·h /g；T akahashi 等以LiOH·H2O, FeC2O4·2H2O，(NH4)2HPO4为原料，在675、725、800℃下,制备出具有不同放电性能的产品,结果表明,低温条件下合成的产品放电容量较大；例5：韩国的Ho Chul Shin、Ho Jang等以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为原料,添加5wt%的乙炔黑为碳源、以At+5%H2为保护气氛,在700℃下煅烧合成10h,得到碳包覆的LiFePO4材料。经检测表明,用该工艺合成的LiFePO4制备的电池放电平台在3·4-3·5V之间，0·05C首次放电比容量为150mA·h/g；例6：高飞、唐致远等以醋酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为原料,聚乙烯醇为碳源。混料球磨所得粒径细小，分布的悬浊液。然后将悬浊液采用喷雾干燥的方法制得LiFePO4前驱体,再通过高温煅烧合成LiFePO4/C正极材料，首次放电比容量最为139·4mA·h/g,并具有良好的循环性能,经10C循环50次后,比容量仅下降0·15%；例7：赵新兵、周鑫等以氢氧化锂、磷酸铁、氟化锂为原料,，聚丙烯为碳源，先在500℃下预烧，再在700℃下煅烧合成具有F掺杂的LiFePO酒精为球磨介质4/C材料，电化学测试结果表明，LiFePO3·98F0·02/C 具有最佳放电特性，在1C倍率充放电下比容量为146mA·h/g。 2．优点：工艺简单、易实现产业化 3．缺点：颗粒不均匀；晶形无规则；粒径分布范围广；实验周期长；难以控制产物的批次稳定性；在烧结过程中需要耗费大量的惰性气体来防止亚铁离子的氧化；所生产的LiFePO4粉末导电性能不好，需要添加导电剂增强其导电性能 4．改性：添加导电剂（多用蔗糖，乙炔黑，聚乙烯醇，聚丙烯等碳源）增强其导电性能二．碳热还原法 1.流程：碳热还原法也是高温固相法中的一种，是比较容易工业化的合成方法，多数以氧化铁或磷酸铁做为铁源，配以磷酸二氢锂以及蔗糖等碳源，均匀混合后，在高温和氩气或氮气保护下焙烧，碳将三价铁还原为二价铁，也就是通过碳热还原法合成磷酸铁锂。 例1: 杨绍斌等以正磷酸铁为铁源，以葡萄糖、乙炔黑为碳源，采用碳热还原法合成橄榄石型磷酸铁锂。研究发现：双碳复合掺杂样品电性能最高为148.5 mAh/g，倍率放电性能仍具有优势，10 C时容量保持率为88.1%；例2：Mich等以分析纯的FePO4和LiOH为原料，聚丙烯为还原剂，合成的材料在0.1 C及0.5 C倍率下首次放电比容量分别为160 mAh/g 和146.5 mAh/g；例3：P.P.Prosini 等以(NH4)2Fe(SO4)2和NH4H2PO4为原料首先合成FePO4，然后用LiI还原Fe3+，并在还原性气氛下(Ar:H2=95:5）于550℃加热1 h后合成了最终样品，其在0.1C倍率下的室温
写出氧化磷酸化和光合磷酸化的具体过程
?写出氧化磷酸化和光合磷酸化的具体过程。、 氧化磷酸化： 代谢物脱下的氢离子和电子经电子呼吸链传递到O，生成水，同时释放的能量使ADP磷酸化成ATP的过程即氧化磷酸化，也是电子传递与ATP形成的偶联机制。具体过程： 1.蛋白质、糖类、脂肪、经过分解后，产生相关产物，产生乙酰CoA后进入 三羧酸循环 2.三羧酸循环后产生含有高能电子的NADH与FADH2 3.进入电子传递链（2条途径） 1）NADH呼吸链： 复合体Ⅰ（氧化NADH，获得高能电子并传递给CoQ）→CoQ →复合体Ⅲ（氧化UQH2，获得电子传递给Cytc ）→Cytc →复合体Ⅳ（氧化Cytc ，获得电子并传递给O2，泵出H+）→O2 2）FADH2呼吸链： 复合体Ⅱ→CoQ →复合体Ⅲ→Cytc →复合体Ⅳ→O2 4.高能电子通过电子传递链传递给氧生成水 5.质子驱动，ATP合成 电子传递过程中，膜上电子传递复合物将基质中质子转运至膜间隙，形成 ATP合成酶所需的质子梯度，使ADP磷酸化成ATP。 光合磷酸化
叶绿体的类囊体膜或光合细菌的载色体在光下催化ADP与磷酸（Pi）形成ATP 的反应。在光合作用的光反应中,除了将一部分光能转移到NADPH中暂时储存外,还要利用另外一部分光能合成ATP,将光合作用与ADP的磷酸化偶联起来,这一过程称为光合磷酸化。 具体过程： 1.捕光色素/天线色素（大部分叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素）捕获光能 光，不发生光化学反应 2.反应中心色素（特殊状态的叶绿素a）将光能转变为化学能，分为P700与 P680 3.反映中心色素、原初电子供体（D）和原初电子受体(A)组成反应中心 4.捕光色素捕获光能，通过共振，反应中心色素被激发，在原初电子供体处 获得电子，并将电子传递给原初电子受体，反应中心色素被氧化，从原初电子供体处得电子恢复原初状态，电子供体被氧化。氧化还原不断发生，实现D被氧化A被还原，光能转换为化学能。 5.电子传递： LHCⅡ中天线色素分子吸收光能并将光能传递给P680，P680夺取水中电子，将水氧化成O2，Pheo将电子传递给PQ，PQ接受电子并将基质中的质子转移至类囊体。建立质子梯度。 Cytb6f将电子传递给PC，连接PSⅡ与PSⅠ。 PC接受电子后结合并传递给PSⅠ中激发态P700。电子传递到Fd-NADP+还原酶，合成NADPH。
磷酸银微米粒子制备的设计-课程设计
磷酸银微米粒子制备的设计 摘要本实验利用银氨辅助法成功制备出了尺寸介于1-10μm范围内的立方体磷酸银颗粒，然后用金相显微镜对其形貌进行了表征，最后通过降解甲基橙的实验研究了立方体磷酸银的光催化性能。 关键词: 微米磷酸银银氨辅助法甲基橙光催化 一、介绍 随着全球经济的快速发展,工业化进程的不断推进,导致大气以及水污染越来越严重,全球的大气污染和水资源短缺问题日益突出。雾霾频现、水资源短缺以及全球变暖使人们逐渐到环境问题与人类的生存和发展密切相关。为此，科学家研究和开发了一系列用于环境污染物治理的新方法和新技术。研究发现半导体光催化材料在室温条件下可以直接利用太阳能来驱动催化反应，从而达到降解污染物的目的。因此，近年来半导体光催化材料在光催化方面的应用越来越受到人们的重视。 所谓光催化就是指在光照下触媒被激发，促使与触媒接触的物质发生变化的过程。对于半导体光催化剂的光催化机理如下图所示： 在不考虑热激发和杂质的作用时，半导体中的电子基本上处于价带中，导带中的电子数很少。当用能量大于或者等于半导体禁带宽度的光照射半导体时，
原子外层价电子吸收足够的光子能量，越过禁带，进入导带，成为可以自由运动的自由电子。同时，在价带留下一个自由空穴，即产生电子-空穴对。他们分别具有很强的还原性和氧化性。一些自由电子和空穴会在半导体内部或者表面发生复合，然后以热能或者其他形式的能量释放出来；还有一些自由电子和空穴会和吸附在半导体光催化剂表面的物质发生氧化还原反应，从而降解污染物。 现阶段被人们研究的最为透彻并在生活中应用最为广泛的莫过于TiO2光催化剂，因其降解污染物的能力较强,无毒无害,造价低廉,一直受到人们的广泛关注。但是由于其禁带宽度较宽（约为3.2ev）,由半导体产生本征激发的条件可知：TiO2只能在波长较短的紫外光的照射下发生光催化作用,而在太阳光中紫外光所占的比重大约为3%-5%,使得Ti02光催化剂的太阳光能利用率较低。为了更大限度地利用太阳光，人们期待能开发出更高效的可见光响应型光催化剂。针对这一问题，日本物质与材料研究机构光触媒材料中心的叶金花教授研究发现具有比较窄的禁带宽度的新型Ag3PO4半导体光催化材料可以吸收580nm以下的太阳光，在可见光中的量子产量高达90%，并且具有强大的氧化能力。因此，新型Ag3PO4半导体光催化材料具有很大的研究意义和潜在价值。 二、实验部分 2.1化学试剂 硝酸银（AgN03，分析纯99%），浓氨水（25%-28%），磷酸氢二钠，本实验中所用的水均为去离子水。 2.2银氨辅助法制备微米立方磷酸银颗粒 银氨溶液的配置：取0.100g硝酸银溶于适量去离子水中，然后滴加168ul浓氨水（25%-28%）溶液，形成无色透明溶液。 立方磷酸银的制备：在60。将0.07g磷酸氢二钠（Na2HPO4）溶于适量去离子水中。然后将磷酸氢二钠溶液直接和上述银胺溶液混合，剧烈搅拌30min，生成黄色沉淀。 为了提纯微米级立方磷酸银粒子去除其溶液中多余的杂质，对其进行离心处理。去离子水和无水乙醇交替洗涤，各三次，每次1min，转数6000转每分钟。
不同晶型磷酸铁的制备及与磷酸亚铁锂间的相互转换关系概况
不同晶型磷酸铁的制备及与磷酸亚铁锂间的相互转换关系 磷酸铁FePO4价廉低毒是一种较有潜力的锂离子电池正极材料, 化学锂化后的磷酸铁即橄榄石结构的LiFePO4更是受到学术界和产业界的广泛关注。最近, 很多人已经开始致力于对未锂化磷酸铁的探索研究, 此类型的化合物种类繁多, 在自然界中多以矿物形式存在, 它们的化学计量比, 结构, 以及晶体中所含的结晶水都不尽相同。很明显考虑到材料的比容量以及循环性能等因素, 并不是所有的材料都适合应用于电池。本论文通过合成不同晶型的FePO4/FePO4·nH2O,利用电化学嵌锂、高温固相嵌锂的方法, 较为系统的研究了其与橄榄石结构LiFePO4间的相互转变关系。并运用XRD 、SEM 、IR 、Raman 、TG-DSC 、实验电池充放电性能测试等技术对所制不同晶型的FePO4/FePO4·nH2O及相应嵌锂产品的结构和电化学性能进行了探究, 其主要研究内容与结论如下： FePO4/FePO4、nH2O 的制备：三方晶系FePO4, 属P3132空间群, 以Fe 和H3P04为反应原料, 采用超声波混料的方法使反应物充分混合, 前躯体在空气气氛高温煅烧条件下, 生成了颗粒尺寸较大高度结晶化的磷酸铁样品；单斜晶系FePO4·2H2O,属P21/n空间群, 以Na3P04-12H20与FeCl3·6H2O为反应原料, 盐酸调节反应体系的pH, 采用水热合成法165℃在高温反应釜中反应48h, 获得带有两个结晶水的磷酸铁样品；无定形的FePO4·nH2O,以 Na3P04"12H20与FeCl3·6H2O为反应原料, 盐酸调节反应体系的pH, 采用共沉淀法在室温下合成带有结晶水无定形的磷酸铁样品,XRD 显示其呈不规则颗粒状。不同晶型FePO4/FePO4·nH2O 嵌锂后与LiFePO4相间的转变关系： 1、三方晶系FePO4电化学嵌锂过程并不改变宿主结构的构架,FePO4在首次放电过程中嵌入锂离子生成LixFePO4物相。由充放电曲线可以看出, 其充放电平台较橄榄石结构的LiFePO4要低, 不具备正交晶系LiFePO4材料的典型充放电曲线特征。三方晶系 FePO4其呈高度的结晶态, 颗粒尺寸较大, 处于电化学惰性状态。本文采用一种新的处理方法—湿法球磨, 即以丙酮为溶剂将材料与乙炔黑混合球磨, 而使电化学性能得到有效改善, 并探讨了不同煅烧温度对FePO4材料的晶体结构、形貌及电化学性能的影响。结果表明样品在400-700℃下煅烧24h, 当煅烧温度为400℃时, 产物为无定形态；煅烧温度为500℃时产物结晶, 但未结晶化, 且仍存在无定形物；当煅
磷肥生产工艺流程图
磷肥生产工艺流程图 ?酸法用硫酸、磷酸、硝酸或盐酸分解磷矿，并把磷矿中的钙以钙盐的形式分离或固定。这是磷肥的主要生产方法，中特别是硫酸法。硫酸分解磷矿，将硫酸钙分离后制得磷酸。 ?磷酸是生产高浓度磷肥的中间原料。酸法又称为湿法，用酸法制得的磷肥，常统称为湿法磷肥。 ?热法利用高温分解磷矿, 并进一步制成可被作物吸收的磷酸盐或玻璃体物质。这类生产方法所制得的产品往往不溶于水。磷肥的热法生产习惯上还包括元素磷和热法磷酸生产，再以热法磷酸为原料加工成高浓度磷肥。用热法制得的磷肥常统称为热法磷肥。
?普通过磷酸钙生产方法有两种：稀酸矿粉法和浓酸矿浆法。前种用稀硫酸与矿粉发反应，再经化成熟化制得粉状SSP，后者用浓硫酸与矿浆反应，再经化成熟化制得粉状SSP。 ?钙镁磷肥磷矿石，含镁矿石，燃料破碎成小块，按一定比例配料，装入高炉，在高温条件下，炉料熔融成FMP，放出用水淬速迅速冷却，成为颗粒状玻璃体，再经沥水，干燥及其研磨即成粉状FMP成品。
?湿法磷酸用各种无机酸分解磷矿，得到磷酸。现在我国大部份磷酸产量都来自湿法。湿法生产中绝大部分是硫酸法。 ?磷酸铵磷酸铵主要有磷酸一铵和磷酸二铵，生产方法主要有传统法和料浆法。二铵采用传统法，一铵采用料浆法。
?重过磷酸钙 ?化成法以浓磷酸和磷矿粉为主要原料，在混合机内生成料浆，并继续反应固化，然后转移到熟化仓库，经过缓慢反应成化，成为粉粒状半成品。在造粒机内造粒，再经干燥，破碎，冷却等制成颗粒状成品。
?重过磷酸钙 ?料浆法以稀硫酸和硫矿粉为主要原料，在反应槽混合生成料浆，然后送到造粒机与返粒滚动成粒，再经干燥，破碎，冷冻制得粒状成品。
磷酸铁锂的合成方
磷酸铁锂的合成方法 班级：应化1202 姓名：彭亮学号：1505120623 磷酸铁锂是一种锂离子电池的正极材料，具有比容量大，成本低和资源丰富的特点。磷酸铁锂(LiFePO4)理论比容量高，可逆性极佳，具有优良的充放电循环性能，同时与传统的尖晶石结构的LiMnPO4和层状结构的LiCoO2相比，具有原料来源广泛、成本低、无环境污染等优点，因此LiFePO被认为是非常理想的锂离子正极材料。目前，国际上在磷酸铁锂制造方面领先的企业主要有3家，分别是美国的A123、加拿大的Phostech以及美国的Valence，掌握着较为成熟的量产技术[1]。 制备LiFePO的方法很多，大致可分为固相合成法和液相合成法两大类。合成方法决定了合成产物的晶型、相纯度、颗粒大小、形貌以及表面积及其电化学性能。固相合成法包括：高温固相反应法、碳热还原法（CTR）、微波合成法、机械合金化法，液相合成法包括：液相共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法。现着重选取三种方法进行阐述。 溶胶一凝胶法 溶胶一凝胶法是通过金属有机化合物、金属无极化合物或者上述两者混合物等经水解反应，然后凝胶化进行相应反应的制备方法。 此处阐述以磷酸铁、氢氧化锂和草酸为原料合成磷酸铁锂分方法[2]。该法中草酸在反应中起到了还原和络合的双重作用，其分解产物是CO、CO2和H2O的混合物，没有污染气体产生，同时气体会抑制颗粒的聚集从而得到均匀分布的颗粒。其反应如下： FePO4+3H2C2O4→H3Fe(C2O4)3+H3PO4 2H3PO4+2H3Fe(C2O4)3+2LiOH→2LiFePO4+7CO2↑+5CO↑十+7H2O 总反应如下： 2FePO4+6H2C2O4+2LiOH一2LiFePO4+7CO2+5CO↑+7H2O 将FePO4·4H2O、LiOH·H2O、草酸按一定的摩尔比加入到适量的蒸馏水中，再分别添加质量分数为4.4％、5.9％、8.3％的葡萄糖，一定温度下搅拌直至溶胶形成，溶胶经减压蒸馏去除部分水分形成凝胶，凝胶在真空干燥箱中干燥得干凝胶。干凝胶研磨后在高纯氮气氛围下于一定温度下预烧，球磨后再在高温下煅烧即得LiFePO4／C材料。该工艺方法简单、合成周期短、能耗较少是一种可能用于工业化生产的磷酸铁锂制备工艺。 共沉淀法
黎志 可循环磷酸银的制备及光催化性能研究最终版
可循环磷酸银的制备及光催化性能研究 作者：黎志指导教师：王涛 （安庆师范大学化学化工学院安庆246011） 摘要：磷酸银由于具有高的量子效率、强的光氧化能力和高效的光催化降解污染物的能力，已成为材料学、化学、能源和环境科学等领域研究的热点课题。我们采用高效、节能的溶液燃烧法一步制备得到具有磁性的CoFe2O4/GO复合物，以此复合物为载体负载上可见光催化剂磷酸银。该催化剂可以用磁铁来吸附实现循环使用，并利用XRD对产物的组成和相态进行了表征。最后以染料亚甲基蓝（MB）为目标分析了催化剂的催化效果，可见光照射下30分钟亚甲基蓝的光降解效率大于95%，表明我们制备的光催化剂具有非常优秀的光催化效果。 关键词：磷酸银；光催化能力；CoFe2O4/GO复合物 1. 引言 光催化能够将太阳能转化为化学反应所需要的能量，是一种很有前途的技术,可以促进可再生能源生产，充分利用太阳光分解水产生氢气[1，2]，有望解决目前的能源危机问题。进一步发展满足工业需求,重点推进高效可见光催化剂，研发新型光催化材料，提高对太阳光的利用率，这是非常必要的。已探索的以满足光吸收波长等特殊要求改性光催化剂的可见光响应的催化剂，特别是为有效利用太阳能的催化剂。已经探索的大量的光催化剂，包括无机分子、混合有机和无机材料光诱导电荷分离的材料，都能促进更快的光催化反应。在各种催化剂开发中，二氧化钛无疑是最流行和广泛用光催化剂，因为它是低成本，高光催化活性，化学和光化学稳定性高[3，4]。然而，二氧化钛虽然具有非常高的催化性能，但是由于其禁带宽度为3.2 eV，对应的吸收波长为387.5 nm，光吸收仅局限于紫外光区。基于二氧化钛的局限性，寻找、设计和制备可见光驱动的光催化剂，两策略已经提出。一是修改禁带宽度，使其光响应区拓展到可见光范围；另一个涉及到探索能吸收可见光的新型半导体材料。如BiVO4[5]、Bi2WO6[1,6]、Bi4Ti3O12[7]和其它已报道的有潜力的可见光催化剂[8]。尽管这些光催化剂能有效的降解有机污染物和催化水的分离，目前成就还远远没有达到理想的目标。 叶金花等[9]报道了Nature Materials上报道一种新型且高效的可见光光催化剂—
磷酸铝溶液制造方法
磷酸铝溶液制造方法 摘要：目的 构成： 磷酸液和氢氧化铝和/或氧化铝在高浓度阶段加热使其反应，用浓度60～75 重量% 磷酸铝使生成P2O5/Al2O3 摩尔比2.2～2.8 透明的磷酸铝溶液，然后添加水调节浓度制造P2O5/Al2O3 摩尔比2.2～2.8 的磷酸铝溶液。 【项1】 磷酸液和氢氧化铝和/或氧化铝加热使反应，用浓度60～75 重量%磷酸铝使生成 P2O5/Al2O3 摩尔比2.2～2.8 透明的磷酸铝溶液，之后添加水调节浓度，制造 P2O5/Al2O3 摩尔比2.2～2.8 的磷酸铝溶液。 【项2】 透明的磷酸铝溶液生成后4 小时内进行上述水的添加，按请求项1 记载的方法。【3】权利 磷酸铝溶液的制造方法 磷酸液和氢氧化铝和/或氧化铝使反应之际，往磷酸液里添加氢氧化铝和/或氧化铝，按请求项1 记载的方法。 【4】权利要求 磷酸液和氢氧化铝和/或氧化铝使反应之际，往磷酸液里连续或分开添加氢氧化铝和/或氧化铝，按请求项1 记载的方法。 发明的详细说明： 【产业上的利用领域】 本发明，有关磷酸铝溶液的制造方法，特别是作为第一磷酸铝主要成分P2O5/Al2O3 摩尔比2.2～2.8，铝成分高，且稳定性高的磷酸铝溶液。 以前的技术。 磷酸铝，知道它是各种各样的化合物，第一磷酸铝Al（H2PO4）3，第二磷酸铝Al 2（4）HPO3，第三磷酸铝AlPO4，sesqui 磷酸铝AlH3（PO4）2，Tripoli 磷酸铝AlH2P3O10，meta 磷酸铝Al（PO3）3 等一般使用。 磷酸铝化合物中，第一磷酸铝，因为是水溶性的化合物，作为水溶液被屡次使用。另外，虽然粉末状的东西也被使用的，但因其强大的吸湿性而被敬而远之的事也很多。 第一磷酸铝为主要成分的磷酸铝溶液，不稳定已经被人们所熟知，包含着不能长期保存的问题点。磷酸铝溶液保管中，生成沉淀物常常有使用不良的情况。沉淀物是第三磷酸铝，或是sesqui 磷酸铝。磷酸铝溶液，P2O5/Al2O3 摩尔比越高的长 期保存性高，一般使用的是P2O5/Al2O3 摩尔比，2.9～3.0 的东西。 磷酸铝溶液，耐火材料结合剂、金属表面处理剂等领域被广泛使用。以前的磷酸铝溶液，由于使用目的不同被调整各种浓度比被供用，一般使用50wt%左右的东西。近年来，在耐火材料结合剂、金属表面处理剂等领域用途中，铝成分的高磷酸铝溶液的要求越来越高。耐火材料结合剂在提高耐火性中，这种铝成分的高磷酸铝溶液的使用其耐火性的提高自是不用说，也能达到耐裂开性提高的优势。本发明者们推测，这是一个在高温度下的磷酸的缩合（冷凝）伴随着缩合（冷凝）水的发生而被抑制。另外，金属表面处理剂是金属表面涂布，加热处理的时候，生成
活性碳负载磷酸银光催化剂的制备及其光催化性能
本科毕业论文 题目：活性碳负载磷酸银的制备及其光催化性能学院：化学与化工学院 班级：09级化学6班 姓名：高学庆 指导教师：王俊丽职称：讲师 完成日期：2013 年06 月05 日
活性碳负载磷酸银光催化剂的制备及其光催化性能 摘要：本法采用沉积转变法制备活性碳负载磷酸银的光催化剂。通过控制生成Ag3PO4的质量和加入活性碳的质量，可制得磷酸银的比例依次为10%~50%的活性碳负载磷酸银光催化剂。之后以甲基橙的光催化降解为模型，评价了不同含量磷酸银的活性碳负载磷酸银光催化剂的光催化性能。结果表明，当光催化剂活性碳负载磷酸银的用量为1.1 g/L时，经60 min的模拟可见光光催化反应，30 mg/L 的甲基橙的脱色率可达83%。其中Ag3PO4含量为50%的活性碳负载磷酸银光催化剂的光催化效果最好。 关键词：活性碳；磷酸银；光催化；可见光
目录 1 前言 (1) 2 实验部分 (2) 2.1 试剂与仪器 (2) 2.2 催化剂的制备 (2) 2.2.1 纳米磷酸银光催化剂的制备 (2) 2.2.2 活性碳负载磷酸银光催化剂的制备 (3) 2.3 催化剂的光催化降解实验 (3) 3 结果与讨论 (3) 3.1 磷酸银的制备原理 (3) 3.2 活性碳负载磷酸银光催化剂的光催化活性 (4) 4 结论 (5) 参考文献： (5) 致谢 (7)
1 前言 作为治理环境的一种新兴方法，光催化技术受到了广泛关注。光催化技术是在20世纪70年代发展起来的基础纳米技术，在我国我们常常用光触媒这个通俗词来代替光催化剂。光催化反应[1] ，顾名思义，就是在光的照射下，材料表面通过发生电子的激发和转移，光子所携带的能量转化成为电子所携带的化学能，这样就形成了具有强氧化或者强还原能力的各种活性基团，这些活性基团能将吸附在材料表面上的有机物质分解破坏，转变成二氧化碳和水，从而就达到了清洁的目的；这些活性基团还能杀灭或破坏材料表面的细菌和病毒，从而达到清除污渍、抑菌、除臭、抗菌的功能。从Fujishima和Honda[2]发现在紫外光照射的条件下，TiO2作为光阳极时，可分解H2O为H2和O2之后，TiO2的纳米半导体光催化氧化技术在净化空气、治理污染等领域得到了广泛的运用[3-5]。然而，由于通常用的宽带隙光催化材料TiO2的量子化效率低（约4%）[6]且光催化反应只能在紫外光条件下才可进行[7]，这些都极大的限制了它对太阳光的利用。所以，探索和开发利用太阳光的新型高效半导体光催化剂，成了当今研究的热点问题之一。 目前已发现很多能吸收可见光的光催化剂，比如氧化亚铜(Cu2O)[8,9]，磷酸银( Ag3PO4)[10-13]等。其中，磷酸银是一种重要的半导体材料，其优异的可见光光催化活性已经被Yi课题组[14,15]研究发现；Umezawa Naoto等[16]则应用密度泛函理论计算分析得出了磷酸银有较好可见光光催化活性的原因。磷酸银光催化剂非常具有最应用前景，但因为银的成本比较高，而且还存在降解活性较慢的局限。近几年来，在Ag3PO4作光催化剂的领域进行了广泛的研究，其中有半导体光催化剂的负载、离子掺杂等方案。Ye J H等[17]用不同的方法制备出具有不同晶型的纳米磷酸银，并在模拟太阳光氙灯照射的情况下，用磷酸银光催化剂对水中有机污染物降解进行了研究。结果表明，用醋酸银（CH3COOAg）和磷酸氢二钠（Na2HPO4）为原料，可直接制得的具有菱方十二面体晶型的磷酸银，这种磷酸银的光催化活性最好；用硝酸银（AgNO3）、氨水（NH3·H2O）和磷酸氢二钠（Na2HPO4），可合成的立方磷酸银，这种磷酸银的光催化性能次之。王韵芳等[18] 则用沉淀转换法[19]制备出了磷酸银，并在模拟太阳光的氙灯照射下，考察了其对水中有机污染物的光催化降解性能，同时采用XRD、UV-Vis及XPS对其进行了表征，对其光催化机理进行了较详细的分析，这些为磷酸银处理水中有机污染物的实际应用提供了依据。但是，实践发现纯的磷酸银很难回收再利用，并且处
磷酸化
磷酸化（phosphorylation ）：生物分子结合磷酸基团的过程。 磷酸化是将磷酸基团加在中间代谢产物上或加在蛋白质（protein）上的过程。磷酸基团的添加或除去（去磷酸化）对许多反应起着生物“开/关”作用。磷酸基团的添加或除去能使酶（enzyme）活化或失活，控制诸如细胞分裂这样的过程。添加磷酸基团的酶称为激酶（kinases）；除去磷酸基团的酶称为磷酸酶。 磷酸化就是通过磷酸转移酶在底物上加上一个磷酸基团。 光合磷酸化（photophosphorylation）：在光照条件下，叶绿体将ADP和 无机磷(Pi)结合形成ATP的生物学过程。是光合细胞吸收光能后转换成化学 能的一种贮存形式。 氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）：物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应。主要在线粒体中进行。 底物水平磷酸化（substrate level phosphorlation）：物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键的化合物，而这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成，这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化 底物水平磷酸化不同于：氧化磷酸化（电子传递水平磷酸化） 1. 氧化磷酸化偶联在生物氧化过程中，代谢物脱下的氢经呼吸链氧化生成水时，所释放出的能量用于ADP磷酸化生成A TP。氧化是放能反应，而ADP生成ATP是吸能反应，这两个过程同时进行，即氧化时偶联磷酸化的过程称为氧化磷酸化。这种方式生成的ATP 约占ATP生成总数的80%，是维持生命活动所需能量的主要来源。 2. 电子传递链中A TP形成的部位 3. 影响氧化磷酸化的因素 （1）ATP与ADP的调节作用：ADP/ATP比值下降，说明细胞储备ATP较多，所以氧化磷酸化速度缓慢甚至停止。反之这个比值升高说明细胞需要ATP，于是氧化磷酸化加速进行。 （2）甲状腺素的调节作用：导致氧化磷酸化增强，促进物质氧化分解代谢，结果耗氧量和产热量均增加。故甲状腺机能亢进的病人常出现基础代谢率（BMR）增高、怕热，易出汗等症状。 （3）氧化磷酸化的抑制剂：氧化磷酸化的抑制剂主要有两类：一是抑制电子传递的抑制剂（呼吸链抑制剂）；另一类是使氧化磷酸化拆离的解偶联剂。呼吸链抑制剂的作用与一定部位的电子传递体结合而阻碍其电子传递。 氧化磷酸化解偶联剂不影响呼吸链的电子传递，但能减弱或停止ATP合成的磷酸化反应。最常见的解偶联剂是2，4-二硝基苯酚（DNP）。
植物生理生态学复习资料
植物生理生态学 ●绪论 植物生理生态学：研究植物与环境的相互作用和机制的一门实验科学。 研究层次：植物个体—器官—组织水平。 植物生理生态学特点：植物生态学的一个分支，主要用生理学的观点和方法来分析生态学现象。研究生态因子和植物生理现象之间的关系。 植物生理生态学主要集中在组织、器官、个体与生物环境之间的相互关系，作为对生态现象的验证和解释，同时也对微观植物生理学提供了表征验证。 ●植物与环境 环境：某一特定生物体或生物群体周围一切因素的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。 环境的本质就是生物生存和发展的资源或影响这种资源的因素。 生态因子：环境中对生物起作用的因子。对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响。 生存条件：生态因子中对生物生存环境不能缺少的生态因子的总称。 生境：特定生物个体或群体的栖息地的生态环境。 生态因子根据性质划分： 1)气候因子：温度、水分、光照、风、气压和雷电等。 2)土壤因子：土壤结构、土壤成分的理化性质及土壤生物。 3)地形因子：陆地、海洋、海拔高度、山脉走向与坡度等。 4)生物因子：包括动物、植物和微生物之间的各种相互作用。 5)人为因子：人类活动对自然的干预、影响、破坏及对环境的污染等。 植物与生态因子之间的相互关系： 1)生态作用：生态因子对植物的结构、过程、功能、分布等产生的影响。 2)生态适应：植物改变自身结构与过程以与其生存环境相协调的过程。 3)相互作用：植物对环境做出的响应和反馈，并影响环境的过程。（环境小 气候、土壤结构、土壤微生物、大气组分、生物链结构、协同进化、生 物多样性。）
普钙生产工艺
普钙 用于肥料的生产硫酸铵（俗称硫铵或肥田粉）和过磷酸钙（俗称过磷酸石灰或普钙每生产一吨硫酸铵，就要消耗硫酸（折合成100%计算）760kg，每生产一吨过磷酸钙。 普钙与重钙的区别 重钙是磷酸二氢钙 制备方程：Ca3(PO4)2+4H3PO4=3Ca(H2PO4)2 普钙是磷酸二氢钙和硫酸钙的混合物 Ca3(PO4)2+2H2SO4=Ca(H2PO4)2+2CaSO4 这两个都没有反应条件的。放在一起就反应了。 其实就是磷酸钙不可溶，用可溶的盐作化肥效果好，所以就转化成可溶的酸式盐，加磷酸转化的成本高，但是肥料的质量好，没有杂质，做出来的叫重钙；加硫酸转出来的质量差，成本低，有杂质，叫普钙。 主要成分为磷酸二氢钙Ca（H2PO4)2和石膏CaSO4·2H2O。又称过磷酸石灰。用硫酸分解磷灰石Ca5（PO4）3F制得的称为普通过磷酸钙，简称普钙，主要成分为Ca（H2PO4)2·H2O、无水硫酸钙和少量磷酸，含有效P4O10 14 ％～20％，其中80％～95％溶于水，属水溶性速效磷肥，可直接作磷肥，也可用于制复合肥料。由于普通过磷酸钙的品位比较低，单位有效成分的销售价格偏高，磷肥工业又出现一些高浓度磷肥。用磷酸和磷灰石反应，所得产物中不含硫酸钙，而是磷酸二氢钙，这种产品被称为重过磷酸钙，为灰白色粉末，含有效P4O10高达30％～45％，为普通过磷酸钙的两倍以上。重过磷酸钙主要用作酸性磷肥。将重过磷酸钙与碳酸氢钠作用，可放出二氧化碳气体，用于食品发酵。
过磷酸钙 guolinsuangai过磷酸钙single superphosphate 又称普通过磷酸钙，简称普钙，是用硫酸分解磷矿直接制得的<>。主要有用组分是磷酸二氢钙的水合物Ca(HPO)HO 和少量游离的磷酸，[kg2]还含有无水硫酸钙组分(对缺硫土壤有用)。过磷酸钙含有效PO14％～20％（其中80％～95％溶于水），属于水溶性速效磷肥。灰色或灰白色粉料（或颗粒），可直接作磷肥。也可作制<>的配料。 过磷酸钙是最早的化肥品种。自1842年J.B.劳斯在英国建成第一个生产厂以后，到20世纪50年代以前，一直是磷肥的主要品种。由于过磷酸钙的品位低，单位有效成分的销售费用高,随着高浓度磷肥产量的增长,它在磷肥总产量中的比例不断下降。其绝对产量(以PO计)长期保持在每年7～8Mt。在一些缺硫土壤地区，磷肥销售距离短的国家，或有副产硫酸和废硫酸找不到其他用途的地方，仍适宜生产过磷酸钙。原料要求<>的质量直接影响产品的品位和质量，碳酸盐杂质含量高时，将增加硫酸的消耗定额；铁、铝、镁等的杂质含量高时，不但增加硫酸的消耗，而且还会使产品物理性质变坏（粘结和易潮湿）。对原料硫酸的质量无严格要求，可用浓度70％以上的工业硫酸；石油、钢铁和有机化学工业中的废硫酸，经适当处理分离除去有害杂质后也可用。生产原理和工艺条件硫酸分解磷矿制造过磷酸钙的主要反应为：2CaF(PO)＋7HSO＋3HO ─→3Ca(HPO)HO＋7CaSO＋2HF 实际反应分两步进行：先是硫酸与部分磷矿反应生成磷酸和硫酸钙，这一步反应很快，几分钟内即可完成；生成的磷酸与另一部分磷矿反应生成磷酸二氢钙，这一步反应受液相扩散控制，速度很慢，要持续几天或几周。 反应中生成的氟化氢与磷矿中带入的二氧化硅或硅酸盐反应生成四氟化硅，部分逸出，部分水解为氟硅酸，留在反应物料中。磷矿中的一些伴生杂质矿物也参与反应：碳酸盐矿物迅速被硫酸分解，生成硫酸盐并逸出二氧化碳；铁、铝矿物被酸分解，形成酸式磷酸盐。生成过磷酸钙的反应是强放热的，大量反应热使物料温度升高到110～120℃，大量水分被蒸发，而且由于反应生成物析出大量结晶，物料迅速变得稠厚并干固成多孔状的固体物料。 反应速率和产品质量受磷矿粉细度、硫酸浓度、温度和磷矿与硫酸的用量