关键词： 超级电容器   利用率   离子通道   反应活性   非晶  

摘要： 电极材料是超级电容器的核心,电极材料的性质直接决定了超级电容器的储能性能。在超级电容器材料中,母体的改性已经很难突破大型器件对超级电容器电极材料高能量密度的追求,需要从更微观的层面去研究材料本征的特性,从原子电子层面来对材料进行设计,为材料的设计提供更基本的理论基础。从实用性上来讲,更小空间内实现电极材料高负载量同时保证材料的利用率是实现超级电容器在大型器件应用上重要一环。在本论文中,我们着眼于电极材料微结构的设计,开发出高能量密度的电极材料以满足大型器件对超级电容器器件高能量密度的追求。首先,我们设计三维离子通道来研究块体材料的利用率问题;其次从赝电容超级电容器电荷转移原理出发,调控电子自旋状态来降低电荷转移能以提高赝电容电极材料的活性;最后,结合材料利用率和电子态,设计并制备体相非晶多孔材料,研究开发高负载量下高能量密度的超级电容器。本论文主要内容和结果如下:(1)体相BaCoF电极材料三维离子通道构筑与电化学储能性质研究。选取大尺寸原子Ba作为骨架,通过水热法制备具有离子通道的块体材料BaCoF。通过XRD测试、精修和高分辨透射电镜等手段确定BaCoF的晶体结构(空间群C2/m),并证实其具有较大的三维离子通道(垂直ab平面方向上离子通道尺寸为7.095或5.884?;垂直bc平面上离子通道尺寸为7.838或5.223?;垂直ab平面离子通道尺寸为3.528?;与c轴呈24.3°方向上离子通道尺寸为6.359?)。电化学测试表明,BaCoF电极材料具有较好的电化学储能性能,比电容达到375 F g。10500次循环后,电容剩余94.1%,体现了高的循环性质:这是由于三维离子通道的作用,即使在循环过程中部分通道被堵塞,由于离子仍然可以通过其它方向上的通道到达活性原子并发生氧化还原。进一步研究了BaCoF电极材料的动力学行为,通过公式i=av计算获得b值(0.96),表明赝电容与双电层电容特性,并具有很高的倍率性能。与此同时,全固态电极(ASC)同样展现出来较高的能量密度,在675 W kg的功率目下达到了32.66 Wh kg的能量密度,这是普通体相材料能量密度的2～3倍。(2)CoMnF电极材料合成、自旋态与电化学储能性质研究。Co F和Mn F在酸性溶液中混合,在水热反中应实现Co,Mn互掺,研究电子状态与电化学性质之间的关系。(Co,Mn)元素的互掺改变了Co-F的键长,键长的变化诱导Co的3d电子从低自旋态到高自旋态的转变。电子自旋态跟电荷转能有很大的关系,而电荷转移能跟电化学性能有很重要的联系,从而建立起电化学和电子状态之间的关系。电化学性能测试表明了具有高电子自旋态的CoMnF具有很好的电化学性能。测试结果表明,单电极在1 A g的电流密度下达到976 F g的比电容。通过动力学的计算,CoMnF材料在动力学上的b值为0.63低于Co F的0.79和Mn F的0.7,证明了CoMnF这种材料是以氧化还原反应为主导的反应机理,这是由于高电子自旋态局域活性结构而造成的氧化还原反应为主导电容贡献占更大的比例造成的。全固态电极(ASC)展现出了很高的能量密度,在800 W kg的功率密度下达到110.44 Wh kg的能量密度,其能量密度远高于现存的过渡族金属硫化及过渡族金属氧化物,与现有报道的高能量密度氢氧化物相近。(3)体相多孔非晶KCo(OH)电极材料的构筑与电化学储能性质研究。基于前面两章分别在微观层面调控电子自旋态和材料利用率上面的研究,设计出体相多孔非晶材料KCo(OH)。通过电子衍射确定材料的原子排列无序性,BET分析确定材料的多孔结构,SEM图表明材料为体相材料。体相多孔非晶材料能够在高负载(23.4 mg)实现高活性,高利用率以及低空间占有率,这将是超级电容器从科学走向商业应用的基础。单电极测试表明,KCo(OH)材料在2 m A cm的电流密度下达到12.5 F g的面积比电容。4000次循环后,电容剩余92%,证实了非晶材料机械稳定性良好。全固态电极(ASC)展现出了超高的能量密度和循环稳定性。在1.5 m W cm的功率密度下达到0.89 m Wh cm的能量密度,实现了高负载量下高利用率的目的。

关键词： 热电材料   碲化铋   硒化锡   晶粒织构   声子工程  

摘要： 基于泽贝克、佩尔捷两大物理效应,热电材料能够实现热能与电能之间的直接相互转换,可以应用于温差发电和热电制冷。热电材料体系种类繁多,其中Bi2Te3基合金是目前唯一实现商业化应用的材料体系,而Sn Se基合金是目前热电性能最高的材料体系,二者是热电研究领域中的热点。Bi2Te3、Sn Se都具有层状结构特性,其合金的电、热输运特性在面内、面外方向表现出较强的各向异性,因此材料内部晶粒的织构程度将直接影响其热电性能的优劣。本论文选取P型Bi0.48Sb1.52Te3+3 wt%Te（Bi Sb Te）和Sn Se为研究对象,通过晶粒织构的调控与化学组分的设计来实现P型Bi2Te3、Sn Se多晶热电性能的协同优化。主要研究内容如下:1.区熔Bi Sb Te中致密位错网络的构建与双高材料制备的研究。区熔工艺是目前商用Bi2Te3基合金的主要制备方法,能够显著提升材料内部晶粒织构取向而获得性能优异的Bi Sb Te材料,但是区熔材料过高的晶格热导率κlat制约了热电性能的提升。通过掺杂无定形硼单质,在Bi Sb Te区熔晶体中引入大量位错、应力应变将κlat降低至0.47 W m-1 K-1。在此基础上,共掺杂In元素提升其电输运性能,获得了高达55μW cm–1 K–2的功率因子PF。最终,B-In共掺杂的区熔Bi Sb Te材料获得了1.45的ZTmax@350 K和ZTave,较基体分别提升45%和35%,维氏硬度从0.9 GPa提高1.3 GPa。理论计算的转换效率为7.4%,输出功率为0.36 W cm-2。*** Sb Te多晶织构优化与电声输运性能改善。区熔材料呈现了优异的热电输运性能,然而其极高的织构取向度使得材料容易沿着面内方向解理,导致材料利用率低、器件集成难度大、服役性能受限等问题。因此,亟需发展高强度碲化铋烧结材料制备新技术及其性能优化新策略。本论文通过热压织构化技术进一步提高Bi Sb Te的晶粒取向度,使PF提升至40.2μW cm–1K–2,最优化ZT值在350K达1.1,整个测量温度内的平均ZT约为0.9。采用该工艺所获得的热电性能超过商业化区熔晶体,适合于碲化铋材料规模化烧结制备。3.多尺度微观缺陷结构协同调控Bi Sb Te多晶电声输运。单一地提高材料织构度,在有效提升电输运性能的同时也会导致κ增加,使得材料ZT值提升效果不明显。因此,在提升织构度的同时调控晶粒微结构,实现载流子和声子输运的部分解耦合,将促进ZT进一步提升。将热压织构化工艺直接应用到区熔铸锭上,促进晶粒细化、重排,引入大量的晶界、位错和应力应变区域,尽管功率因子略微降低,但κlat因声子散射作用增强而显著减小至0.51 W·m-1K-1（仅为区熔的50%）。织构化热压样品在350 K获得了1.44的最优化ZT值,比区熔样品提高了近50%。4.自旋轨道耦合效应优化立方Sn Se复合材料热电性能。理论研究发现,Sn Se存在热力学稳定的立方结构相,其能带对称点处多达24的简并能谷数预示着更高有效质量m*和PF,声子谱计算表明立方相Sn Se的Gruneisen常数高达2.81因而具有极低的κlat,是一种极具潜力的热电材料。通过立方Ag Sb Se2固溶成功获得立方结构的Sn Se材料,实验结果表明随着Ag Sb Se2量增加,σ和S同时增大,实现了电输运性能的部分解耦合和PF的显著优化(PF～7.4μWcm-1K-2@840K,较正交结构Sn Se提升～54%),并取得0.82的ZT。物相结构解析和第一性原理计算表明,立方Sn Se-Ag Sb Se2独特的热电输运行为来源于自旋轨道耦合效应打开的带隙。5.晶格膨胀致能带扁平化效应综合优化Sn Se热电性能和力学性能。为进一步提升立方相Sn Se材料的热电优值,采用Ag Sb Te2替代Ag Sb Se2制备了Sn Se-Ag Sb Te2立方相材料。Ag Sb Te2固溶引入额外的缺陷以增强声子散射,将κlat进一步降低至0.24 Wm-1K-1的最小值;另一方面,由于Ag Sb Te2晶胞参数略大于Ag Sb Se2,导致Sn Se-Ag Sb Te2费米面附近能带比Sn Se-Ag Sb Se2更加扁平,在保持多能谷数的同时提高了单带有效质量,从而取得了11.3μWcm-1K-2的功率因子,在820 K和全温区获得了1.0的ZTmax和0.7的ZTave。更为重要的是,立方相Sn Se-Ag Sb Te2材料维氏硬度达到了1.9 GPa,比层状正交结构Sn Se提升了近四倍。

关键词： 微结构光纤   Sagnac干涉   双芯光纤耦合   表面等离子体共振   有源内腔传感  

摘要： 微结构光纤凭借其制作材料丰富多样,结构灵活多变而备受关注,尤其在光纤传感领域为传感器的研究提供了新的思路。微结构光纤传感器由于不带电、抗电磁干扰、防爆、防燃、质量轻、体积小、可长期监测等优点被迅速应用到了国家安全、重大工程等领域,又因为微结构光纤结构的特殊性使得填充变成了可能。近年来,填充型微结构光纤传感器展现出了独特且优异的性能,实现了更高灵敏度,更高精确度,更长距离的传感。本论文针对材料填充微结构光纤传感器展开了相关的理论和实验研究,主要研究内容及创新成果如下: 1.设计了一种基于Sagnac干涉的微结构光纤高灵敏度温度传感器。通过引入Sagnac干涉系统并在微结构光纤中填充温度敏感材料酒精来增加传感器的灵敏度,利用矩形晶格微结构光纤的双折射变化实现了光纤传输谱的移动。结果显示,在45℃到75℃的温度范围内,平均灵敏度达到了16.55 nm/℃。 2.设计了一种基于双芯微结构光纤的高灵敏度、高集成度磁场传感器。通过在中心空气孔填充磁流体实现对磁场敏感的特性。根据双芯光纤耦合理论,外界磁场改变时,光在两纤芯中传输的周期发生改变,最终导致耦合传输谱发生漂移。结果显示,在30～520 Oe的磁场强度范围内,最高灵敏度达到了-442.7 pm/Oe,且仅需2000μm的双芯光纤便能够实现传感。 3.设计了一种基于表面等离子体共振具有超宽探测范围的微结构光纤折射率传感器。通过在光纤中引入金属金来激发表面等离子体共振,使传输谱中形成损耗峰。并在光纤中心气孔填充待测液体作为纤芯来提升传感器探测范围。结果显示,该传感器能够实现1.29～1.49范围内的折射率探测,且灵敏度达到了-4156.82 nm/RIU(Refractive Index Unit)。 4.提出并通过实验验证了一种多通道有源内腔吸收的高灵敏度空芯微结构光纤气体传感网络。利用光开关和密集波分复用器将时分复用和波分复用技术相结合,实现了16通道传感。又通过电压梯度法将检测效率提高了约6倍。实验结果表明,该传感系统在1530.371 nm和1531.588 nm处的最低探测极限分别为25.91 ppm和26.85 ppm。

关键词： 功能微结构   拉刀刀齿   拉削性能   微结构制备装置   拉削  

摘要： 拉削加工因其较高的加工效率和加工精度,被广泛应用在航空航天、汽车、船舶、核电能源等领域大批量高精密关键零部件的加工中,是工业生产中不可或缺的一种加工工艺。但在传统拉削过程中,仍然存在较大的不足。如较大的拉削负载会加剧刀齿磨损,增加刀屑粘附,导致刀具使用寿命降低,刀齿不易去屑等问题。研究发现,在刀齿前刀面开设功能微结构能够有效的改善刀具的切削性能。但拉刀前刀面内凹、尺寸狭小,常见的微结构制备工艺均无法在其表面制备微结构。因此,为了不断提高拉刀的拉削性能,对微结构拉刀开展研究是十分重要的。为此,本文围绕拉刀刀齿表面功能微结构制设计与制备,开展了以下研究。(1)针对拉刀刀齿表面功能微结构SPDT制备装置进行了设计。基于单点金刚石刀具的微结构振动压印制备原理,对装置的机械部分、电气部分和软件部分分别进行了设计和选型。其中机械部分设计主要包括整机设计和机械零部件的选取,电气部分设计主要包括电控原理设计以及电气元器件的选型,软件部分设计主要是根据NC300数控操作系统和Servo Studio驱动控制软件,设计了一套适用于本制备装置的控制软件。(2)针对拉刀刀齿表面功能微结构进行了设计和制备。设计了凹坑状微结构(PM)、沟槽状微结构(GM)和仿生微结构(BM),并对这三种功能微结构进行了三维模型的建立,利用设计搭建的功能微结构制备装置在拉刀前刀面上制备了这三种形式的微结构。(3)针对刀齿表面功能微结构拉刀进行拉削试验研究。搭建了拉削试验系统,针对常用的45号钢轴套工件,开展了三种功能微结构拉刀的干拉削试验。通过拉削负载、切屑变形系数和刀屑粘结长度三个角度系统分析了不同功能微结构对拉削性能的影响。结果表明:拉刀前刀面功能微结构的存在,可以有效提高拉刀的拉削性能,并且所设计的仿生微结构(BM)对提高拉削性能效果最为显著。相较于常规拉刀,微结构拉刀上开设仿生微结构(BM)的区域可以降低拉削负载均值86.9N,降幅达到了12.09%;可以降低切屑变形系数0.32,降幅达到了8.23%;可以降低刀屑粘结长度34.65μm,降幅达到了18.38%。

关键词： Thin films     Polymers     Smart materials     Biological interfaces     Microfabrication     Surfaces (Technology)  

ISBN: (纸本)9787313220998

关键词： 微结构材料   拓扑优化   多目标优化   废气净化系统   填充材料  

摘要： 微结构材料是由人工机械结构单元构筑的、具有特定物理性能的一类新型人工材料。采用拓扑优化方法设计的微结构,可以合理分布基体材料,获得特定力学性能的微结构材料。本次研究采用的参数化水平集方法是基于水平集方法演变而来的一种方法,基本思想是运用径向基函数对水平集函数进行参数化,采用水平集函数的零等值面构建结构边界。在废气净化问题中,为提高废气净化效率,需要在废气过滤位置添加填充材料。对于猪场废气净化用填充材料,因考虑其除氨效率,填充材料应具有一定的粗糙度,并且填充材料整体应具有一定孔隙率。本文建立由微结构单胞周期性排列形成的微结构材料,研究基于逆向均匀化方法和参数化水平集方法的多目标拓扑优化模型,设计具有特定等效体积模量、等效渗透率等力学性能的微结构构型。针对猪场废气净化系统对填充材料的设计要求,运用上述微结构多目标拓扑优化方法设计符合实际工业应用需求的微结构材料。主要研究内容如下: (1)构建基于逆向均匀化方法和参数化水平集方法的微结构拓扑优化模型,以微结构单胞为设计域,运用数值均匀化方法计算微结构的等效力学性能,设计具有特定力学性能的微结构构型。通过二维案例分析讨论单胞构型的有效性。(2)考虑猪场废气净化系统对填充材料的设计要求,建立以最大等效体积模量和最大等效渗透率为多优化目标的微结构拓扑优化模型,在等效孔隙率约束下,运用帕累托优化法求得满足多目标条件的帕累托最优解。通过三维算例分析讨论单胞构型的有效性和可用性。(3)根据帕累托最优解设计不同孔隙率下的填充材料,并开展试验验证设计方法的可行性与正确性。 本文通过多目标优化设计方法,获得了符合微结构材料Hashin-Shtrikman性能极限的微结构构型。根据废气净化系统的实际需求,为达到更好的氨气净化效果,设计选用了孔隙率分别为80%、85%和90%时的填充材料,试验结果证明填充材料前后端压力差与填充材料渗透率趋势一致,同时测试采用上述孔隙率的填充材料的净化系统除氨效率分别为67%、63%和58%。本文的微结构材料设计可为猪场废气净化系统填充材料设计提供参考,根据不同猪舍实际对风阻与净化效率的要求选择填充材料。

摘要： For microstructural characterization and determination of the mechanical and optical properties of a new ceramic material infiltrated with polymer, not sold in Brazil, the present study compared it with Vita Enamic®, considered as the gold standard material. It is a new category of composite materials, known as hybrid ceramic or PICN ("Polymer-infilteredceramic-network"), which aim to combine the advantageous properties of ceramics, such as durability, biocompatibility, and aesthetic stability, with the advantageous properties of polymers, such as high flexural strength and low abrasiveness. The tested null hypothesis was that there would be no significant difference between the new hybrid ceramic material and the control material. Rectangular specimens (n = 96) were analyzed for surface roughness, microhardness, and color stability, before and after immersion in distilled water, coffee, cocabased soft drink, energy drink, orange juice and red wine. The same analyzes were performed also after aging in an autoclave. For flexural strength and Digital Image Correlation (DIC) the specimens were prepared in a bar format (n = 24). For thermogravimetry, crushed fragments from both materials were used (n = 3). For wear resistance, conical specimens with hemisphere extremities (n = 20) were subjected to 3 X 105 cycles and specimens in the shape of a maxillary canine (n = 24) underwent thermomechanical cycling in the fatigue resistance analysis. After the statistical analysis (generalized linear model of repeated measurements, T test of independent samples and Weibull analysis, p <0.05), Vita Enamic® showed higher microhardness initial values, lower fracture resistance and color stability, in addition to less stability of roughness and microhardness when exposed to different commonly consumed drinks. In the thermogravimetric analysis, it was observed that the Vita Enamic® material has a low content of polymeric network (14% by weight), while in Ambarino® it was found 30% p

关键词： PbSe纳米晶体薄膜   磁控溅射   溅射功率   沉积时间   退火温度  

摘要： 半导体纳米晶具有带隙可调性和优异的发光性能,已广泛应用于发光二极管、太阳能电池和光电探测器等领域。在各种半导体纳米晶中,PbSe因其激子玻尔半径大(46 nm)、介电常数高、载流子迁移率高而备受关注。作为一种IV-VI化合物,PbSe是一种直接带隙半导体,在室温条件下禁带宽度为0.27 e V,且可以通过不同的元素掺杂或不同的制备技术进行调节。目前,PbSe材料广泛应用于发光二极管、红外探测器、激光发射器和热电转换器等。在大多数应用中,PbSe材料以薄膜形式存在。因此,制备高质量的PbSe薄膜是拓展其在光电领域应用的关键。本文采用磁控溅射镀膜法制备了PbSe纳米晶体薄膜,运用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线光电子能谱仪、共聚焦拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计和荧光分光光度计对所制备的薄膜样品进行了微观结构表征和光学性能分析。研究了溅射功率、沉积时间和退火温度三个主要参数对所制备的薄膜的结晶质量、表面形貌、化学成分、光学带隙及发光性能的影响。主要研究内容分为三部分:(1)研究了溅射功率对PbSe薄膜微观结构和发光性质的影响。XRD和XPS结果表明,随着溅射功率升高,PbSe薄膜结晶质量提高,Pb/Se化学计量比趋于1:1,光学带隙随薄膜厚度和晶粒尺寸增大而减小。在655 nm处观察到一个强发射峰,其强度与PbSe薄膜的结晶质量密切相关。(2)研究了沉积时间对PbSe薄膜微观结构和发光性质的影响。随沉积时间增加,PbSe颗粒的形状首先由类球状变为过渡态的棒状或絮状,再转变为三角状,这与XRD显示的PbSe薄膜的主要生长取向变化一致。Pb/Se化学计量比随沉积时间增加趋于1:1并稳定。沉积时间延长使薄膜厚度增加,晶粒尺寸增大,导致光学带隙减小。655 nm处的发射峰强度变化趋势与PbSe薄膜的形貌演变完全一致。(3)研究了退火温度对PbSe薄膜微观结构和发光性质的影响。随退火温度升高,PbSe薄膜的主要生长方向由(200)变为(111),再转为(220),与PbSe颗粒形貌的变化情况一致。温度升高使Se元素升华,Pb/Se的化学计量比失衡。晶粒尺寸随温度升高而增大,光学带隙减小。655 nm处的发射峰的强度因PbSe薄膜结晶质量的降低而下降。

关键词： 氮掺杂二氧化钛   钼氮共掺杂   金属硫化物   异质结   反应动力学  

摘要： 光催化技术可在常温常压下将光能转变为化学能,用于分解有机污染物实现环境净化而备受关注。光催化剂是实现光催化过程的核心。氮掺杂二氧化钛(N-TiO2)由于能够实现可见光光催化而成为研究热点之一。但是,N-Ti02仍存在光吸收范围相对较窄及载流子复合率较高的不足,进一步提高其性能一直是本领域的研究热点之一。为此,本论文通过金属离子(Mn+)掺杂调控N-TiO2的晶体结构,减小金属和氮共掺杂TiO2(M,N)-TiO2的形成能,从而调控N掺杂浓度及化学状态,并重点研究了 Mo6+掺杂对N-TiO2电子结构和晶格结构的影响;分别采用CdS和MoS2与N-TiO2构建异质结,提高载流子分离效率;研究了 N-TiO2对典型气相污染物苯的降解过程、对水体中苯酚和重金属离子Cr(Ⅵ)的协同净化过程,对经典降解动力学模型进行了修正。主要研究内容如下:第一性原理模拟计算和实验研究结果表明,Nb5+、Mo6+和W6+的首先掺入可降低(M,N)-TiO2的形成能,并将TiO2中N掺杂浓度由0.84%分别提高到1.12%、1.38%和1.20%,同时促进了 N掺杂由间隙掺杂向取代掺杂转变,实现了 N掺杂浓度和状态的调控;Co2+和Fe3+的掺入则提高了(M,N)-TiO2的形成能,不利于N掺杂,使N掺杂浓度从0.84%分别降低到0.69%和0.73%。研究了 Mo6+掺杂对N-TiO2电子结构和晶体结构的影响。Mo6+的掺入在N-TiO2导带底附近引入Mo-d能级,提升了其光吸收能力;将{001}/{101}晶面能的比值从1.92降低到0.91,减小了{001}和{101}晶面的生长速率之差,提高了 {001}晶面暴露比例,增强了 {001}/{101}表面异质结的形成;对于{001}/{101}表面异质结,在光照条件下,电子向{001}面迁移,空穴向主暴露面{101}面迁移,增强了载流子分离效率。采用水热法制备了(Mo,N)共掺杂TiO2(Mo,N)-TiO2,在 150 min 内,(Mo,N)-TiO2 对苯的降解率达到 70.9%,其反应速率常数为0.0125 min-1,是N-TiO2溶胶反应速率常数的2.4倍。通过构建N-TiO2/CdS和N-TiO2/MoS2异质结,提高了 N-TiO2的光催化性能。研究表明,N-TiO2纳米颗粒与片状CdS形成了具有良好接触界面的异质结结构,CdS的引入不仅提高了 N-TiO2对可见光的吸收能力,还促进了光生载流子的分离,当Cd浓度为2%时所得N-TiO2/CdS异质结的光催化性能最优,为N-TiO2光催化性能的3倍。为了提高稳定性,制备了 N-TiO2/MoS2异质结,对苯的降解速率常数为N-TiO2降解速率常数的3.3倍,N-TiO2/CdS降解速率常数的1.1倍。研究了 N-TiO2对苯的可见光催化降解过程,并对传统Langmuir-Hinshelwood(LH)动力学模型进行了修正。通过GC/MS手段分析测得苯降解中间产物主要为酚类和小分子脂肪族化合物,提出了苯降解途径为苯→酚类→小分子有机化合物-→CO2和H2O;降解动力学研究中发现,传统LH模型所得的热力学吸附常数KL出现了在恒温下随光强增加而减小的现象,利用表观吸附常数KA对LH模型进行修正得到M-LH模型,并通过M-LH模型研究了不同光强条件下苯浓度与光照时间的关系。研究了 N-TiO2对水体中苯酚-Cr(Ⅵ)共存体系的净化反应过程,发现了协同净化增强效应。使用苯酚-Cr(Ⅵ)共存体系模拟实际污染水体环境,发现共存体系中光能利用率为3.3%,远高于单苯酚体系(0.93%)和单Cr(Ⅵ)体系(0.0053%);自由基捕获实验结果表明苯酚和Cr(Ⅵ)可分别与光催化反应中的氧化性(h+、·OH)和还原性物种(e-、·O2-)反应,避免了光生载流子的复合,产生了协同净化增强效应。根据水体中苯酚和O2在N-TiO2表面形成竞争吸附的事实,建立了二级反应动力学模型并研究了苯酚的光催化降解过程。