Probing nanoscale spatial distribution of plasmonically excited hot carriers

表面等离激元（SP）效应可产生远高于热平衡下费米能级能量的热电子-空穴对（热载流子），从而能够引发和促进相关的光电或者化学过程，为在纳米尺度上高效利用光能实现物质和能量转化提供了极为有效的手段，化学化工学院任斌教授课题组利用前期自主发展的电化学针尖增强拉曼光谱技术，通过调控电位开关SP热载流子催化的反应，实现了有效热载流子催化反应区域的纳米分辨成像，使反应区域在实空间的分布可视化。实验上获得了有效热载流子的输运距离，从而证明了能量越高的热载流子越需要在更短的输运距离范围内收集捕获。 该工作在任斌教授和王翔副教授的共同指导下完成。实验主要由化学化工学院已毕业博士生黄声超完成。理论计算主要由电子科学与技术学院的朱锦峰副教授和已毕业硕士生李察微完成。此外，化学化工学院已毕业硕士生赵庆庆、博后何玉韩和胡树等人也参与了部分研究与课题讨论。【Abstract】Surface plasmons (SPs) of metals enable the tight focusing and strong absorption of light to realize an efficient utilization of photons at nanoscale. In particular, the SP-generated hot carriers have emerged as a promising way to efficiently drive photochemical and photoelectric processes under moderate conditions. In situ measuring of the transport process and spatial distribution of hot carriers in real space is crucial to efficiently capture the hot carriers.Here, we use electrochemical tip-enhanced Raman spectroscopy (EC-TERS) to in situmonitor an SP-driven decarboxylation and resolve the spatial distribution of hot carriers with a nanometer spatial resolution. The transport distance of about 20 nm for the reactive hot carriers is obtained from the TERS imaging result. The hot carriers with a higher energy have a shorter transport distance. These conclusions can be guides for the design and arrangement of reactants and devices to efficiently make use of plasmonic hot carriers.The authors acknowledge the financial supports from MOST of China (2016YFA0200601), NSFC (21633005, 21790354, 21503181, 21711530704, U1830116), Natural Science Foundation of Fujian Province (2016J05046), China Postdoctoral Science Foundation (2017M622062) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (20720190010).本研究工作得到了国家自然科学基金委和科技部等的资助和支持

苍山铁矿选矿工艺试验研究

针对苍山含铁较低的贫磁铁矿,开展了预先抛废技术,使矿石磁性铁品位富集,再利用阶段磨矿、粗磨抛尾及粗磨提精工艺,回收苍山贫磁铁矿中的铁,从而形成了难处理铁矿中铁的回收工艺,以达到提质降耗、实现贫磁铁矿中铁综合回收的目的。采用两个方案进行了选矿试验,分别为:干式磁选-粗粒湿式磁选-阶段磨矿-弱磁选、干式磁选-粗粒湿式磁选-磨矿-弱磁选-细筛-筛上再磨再选。原矿经干式磁选与粗粒湿式磁选后可以获得产率为77.62%、铁品位36.20%的球磨给矿。该作业可以抛出产率22.38%、含铁13.40%的合格废石,全铁损失率9.65%,磁性铁损失仅1.88%,抛废效果明显。两个试验方案均可获得产率约为35%、铁品位约为65.6%、铁回收率约为74%的铁精矿。</p

内蒙古某低品位铅锌矿生物浸出研究

内蒙古某低品位铅锌矿成份复杂,矿石中的金属矿物占矿物相对含量的7.23%,矿物之间的嵌布关系较为复杂,难以解离。对该矿进行生物浸出,研究结果表明:当矿浆浓度10%,粒

复杂金精矿焙烧预氧化-氰化提金工艺研究

某富含砷复杂金精矿主要金属矿物为黄铁矿和毒砂,占金属矿物含量的98.19%。金主要以微粒金和超显微金形态存在,常规氰化时浸出率只有40%。通过固定床两段焙烧、固定床常规一段焙烧、间断式沸腾焙烧和连续式沸腾焙烧试验等一系列焙烧预氧化-氰化提金工艺试验,发现固定床两段焙烧是处理该精矿的最佳工艺选择。在一段焙烧温度500℃、焙烧时间1 h、充气氧含量3%和二段焙烧温度650℃、焙烧时间1 h、充气氧含量21%条件下,金浸出率可达91.40%

临沂某铁矿生产超级铁精粉的试验研究

通过对临沂某铁矿普通铁精矿工艺矿物学研究,确定该铁矿石的含铁矿物主要为磁铁矿,是矿石中主要回收矿物,主要脉石矿物为石英。针对该普通铁精矿在磨矿-弱磁-精选、预先抛尾&mdash;精矿再磨&mdash;磁选&mdash;精选、预先抛尾&mdash;阶段磨矿阶段选别、预先抛尾&mdash;阶段磨矿阶段选别&mdash;反浮选流程的探索试验研究基础上,对预先抛尾&mdash;一段磨矿&mdash;弱磁&mdash;精选&mdash;二段磨矿&mdash;精选&mdash;反浮选的选别工艺进行了系统的试验研究。确定了在一段磨矿细度为-0.043 mm/98.68%、二段磨矿细度为-0.030 mm/92.05%、捕收剂YS-3用量为200 g/t的条件下,可获得品位71.88%、酸不溶物0.19%、二氧化硅0.30%的超级铁精粉。</p

ph调整剂对含砷酸性废水中氧化fe共沉淀固砷行为的影响

双氧水催化氧化Fe(Ⅱ)共沉淀砷的过程中,采用不同的pH调整剂调节溶液的pH,研究了不同的pH调整剂对废水中砷沉淀效果及沉淀渣性质的影响。结果表明:采用Na_2CO_3和CaO作为pH调整剂时有利于废水中砷的脱除,生成的共沉淀渣中砷主要是以无定形的非晶态块状颗粒形式存在的;使用Na_2CO_3作为pH调整剂时最有利于沉淀渣颗粒的长大,所得沉淀渣粒径最大,但是砷渣的稳定性最差,更容易从渣中释放出砷;采用CaO获得的沉淀渣中由于CaSO_4棒状颗粒的存在,渣的粒径相对较小,但砷的存在形式最为稳定,固砷效果最好

不同胶凝材料对氰化废渣的固化性能研究

采用胶凝材料固化技术,以不同类型胶凝材料为固化剂,对氰化废渣进行固化处理。结果表明:与硅酸盐水泥(PC)、铝酸盐水泥(AC)和硫铝酸盐水泥(SAC)相比,改性硫氧镁水泥(MOC)固化剂所得固化体的强度性能最优;固化体中CN-的浸出率大小顺序为R_(AC)&gt;R_(SAC)&gt;R_(PC)&gt;R_(MOC),固化体中CN~-的累积浸出分数AC&gt;SAC&gt;PC&gt;MOC;在MOC固化体系中,部分氰化废渣还参与了胶结反应,一方面促进了强度的增长,另一方面阻碍了CN~-的浸出。</p