高效、清洁利用可再生的太阳能源不仅能够解决人类即将面临的能源枯竭危机，而且还能帮助解决日益恶化的环境污染等问题。光催化剂是能直接将太阳能转变成化学能的一种新材料［1－2］，它的出现对节能和环保等方面都有积极促进作用。纳米LaB6粒子由于表面发生等离子体共振作用从而可吸收750～1 300 nm的近红外区辐射。它在吸收近红外辐射能量后，其中一部分会转化为热能，从而导致纳米粒子自身温度升高［3－5］。通过制备核壳型纳米材料这种方法，可将两种纳米材料的功能组合在一起，得到具有多种功能组合的新材料［6－8］。 本文将 LaB6＠ SiO2与贵金属 Ag纳米粒子复合在一起制备LaB6＠SiO2/Ag复合型材料，并探讨了LaB6＠SiO2/Ag复合纳米粒子的制备及其光催化性能。

1 实验部分

1.1 LaB6＠SiO2/Ag复合粒子的制备

移取100 mL LaB6乙醇分散液（自制，质量浓度1%）［9］，加入乙醇水溶液（体积比 9 ∶1） 300 mL，超声波处理10 min；然后加入3 mL质量浓度28%的氨水，搅拌30 min；最后缓慢加入1.00 mL的正硅酸乙酯（TEOS），室温条件下搅拌6 h。离心分离，反复用乙醇和去离子水洗涤，得LaB6＠SiO2，备用。

小心滑倒。灯亮了，房间里弥漫着湿濡的气息，还有这句温婉的话。地上潮湿的足迹还在，浴巾斜搭在床角。他能感觉到其间她留下的香波的味道，隐约飘荡在鼻翼间。

分别称取不同量的硝酸银，加入100 mL乙二醇，搅拌至硝酸银全部溶解，得溶液A。再称取1.00 g LaB6＠SiO2粉末，加入200 mL乙二醇，搅拌均匀后再超声波分散30 min，得悬浊液B。把A、B两份液体混合均匀，超声波处理10 min，促进纳米银在LaB6＠SiO2表面沉积，80℃水浴条件下反应30 min。最后，经离心分离后所得沉淀物反复用无水乙醇和去离子水交替洗涤，得到银负载量分别为5%、10%、15%的复合材料LaB6＠ SiO2/Ag，分别记为 S1、S2、S3。

1.2 光催化活性测试

在石英容器中加入LaB6＠SiO2/Ag粉末、甲基橙溶液，搅拌均匀后，放置于暗室中30 min，使复合材料LaB6＠SiO2/Ag与甲基橙达到吸附平衡后，在模拟太阳光照射并搅拌开始光催化反应。每间隔一定时间取出2.00 mL反应悬浊液，5 000 r/min高速离心6 min，上清液经0.25 μm超滤膜过滤。在甲基橙的最大吸收波长464 nm处测定吸光度，根据甲基橙初始浓度计算剩余甲基橙浓度［10］。

分析： 科学家已经发现顶端优势的成因远比原先认为的复杂： ①不同器官对生长素的反应敏感度不同，能促进主茎生长的生长素浓度往往对侧芽和根生长有抑制作用[4]；②顶芽产生的生长素是通过抑制茎中的细胞分裂素合成从而控制茎中细胞分裂素的含量，进而抑制侧芽中生长素的合成及向外运输[6]；③同位素示踪实验显示顶芽产生的生长素并未进入侧芽，顶芽比侧芽处的生长素浓度高，且生长素的浓度自上而下逐渐降低。而不是原先认为的侧芽处能积累生长素而造成其浓度比顶芽处高，生长素并未在侧芽处积累[7]。所以，植物的顶端优势是生长素、细胞分裂素以及其他未知的信号分子共同作用的结果。

2 结果与讨论

2.1 XRD分析

基于以上在实际教学中遇到的问题，教师可利用自然博物馆的教育资源，设计与学科教学内容相结合的科学活动方案。既能丰富学生的学习体验，又能增加学生在“生物进化”方面的学习经历，初步学会科学研究的基本方法。

  

图1 LaB6＠SiO2/Ag样品XRD图谱

2.2 TEM分析

图 2（a）是 LaB6＠ SiO2/Ag 样品的低倍 TEM 图，对图2（a）进行选区电子衍射分析，见图2（b）。在图中出现较多的是多晶衍射环，也有少量非晶衍射环，其中非晶衍射环可能是非晶SiO2所产生。经计算并与标准卡片中的晶面间距数据进行计算比对，可以确定图2（b）中一部分多晶衍射环由 LaB6的｛100｝、｛110｝、｛111｝、｛200｝晶面衍射所产生，而另处一部分由 Ag｛200｝晶面衍射所产生［11］。

选取图2（a）中区域1、2进行了能量色散X射线光谱分析，其结果分别见图2（c）（区域1）和图2（d）（区域2）。可见Si、La两元素信号较强，Ag元素信号较弱。为了更直观地观察LaB6＠SiO2/Ag复合粒子的细微结构，对图2（a）中的区域3进行了高分辨透射电子显微分析（HRTEM），结果见图 2（e）。 在图 2（e）中选取不同区域进行FFT分析，其电子衍射图见图2（f）～（h），经计算并对比可以确认为 LaB6、Ag、SiO2。 通过TEM分析可知，LaB6被SiO2包覆，而粒径5 nm的Ag纳米粒子负载其上。

  

图2 LaB6＠SiO2/Ag样品TEM分析结果

2.3 BET分析

［5］Schelm S， Smith G B.Dilute LaB6nanoparticles in polymer as opti⁃mized clear solar control glazing［J］.Applied Physics Letters， 2003，82（24）：4345－4348.

  

图3 LaB6＠SiO2/Ag样品BET分析

为了进一步区分3个样品的吸附能力与光催化清除甲基橙能力，将吸附量与光催化清除甲基橙的量进行计算，结果见图5。

 

表1 LaB6＠SiO2/Ag样品BET分析结果

  

样品名称比表面积/（m2·g－1）孔体积/（m3·g－1）平均孔径/nm S1 50.36 0.14 7.55 S2 53.60 0.13 5.62 S3 51.19 0.15 6.12

2.4 LaB6＠SiO2/Ag复合纳米粒子光催化性能

图4中，3种LaB6＠SiO2/Ag样品对甲基橙的吸附能力较接近，而光催化清除性能差别明显。3种LaB6＠SiO2/Ag复合纳米粒子中银负载量分别为5%、10%、15%。样品2比样品1的光催化速率快是因为，负载在LaB6＠SiO2表面的银纳米粒子大小相当的前提下，银纳米粒子数量对光催化能力起决定性作用。样品3比样品2的银含量多，光催化能力反而变弱，可能是因为随着LaB6＠SiO2表面负载的银纳米粒子增多，团聚增强，导致银纳米粒子聚集成大颗粒，银纳米粒子比表面积迅速降低从而导致光催化效率下降。

  

图4 LaB6＠SiO2/Ag样品光催化分解甲基橙结果

采用氘灯作为模拟太阳光源测试LaB6＠SiO2/Ag复合纳米粒子的光催化性能，结果见图4。

表1列出了3种LaB6＠SiO2/Ag样品的 BET数据。LaB6＠SiO2/Ag样品比表面积、平均孔径、孔体积分布较窄，可能原因是少量纳米银的形成对比表面积、孔体积、平均孔径影响较小。

  

图5 LaB6＠SiO2/Ag样品对甲基橙吸附与光催化分解量

在图5中，样品S1、S2、S3吸附甲基橙的百分率分别为12%、14%和13%，而光催化清除甲基橙的百分率分别为83%、100%和87%。因此可得出负载10%银的LaB6＠SiO2/Ag样品（S2）具有最强的吸附和光催化清除甲基橙的性能。

3 结 论

［3］郑树起，闵光辉，邹增大，等.La2O3⁃B4C 系反应合成 LaB6粉末［J］.金属学报， 2001，37（4）：419－422.

参考文献：

［1］Fujishima A，Honda K.Electrochemical Photolysis of Water at a Sem⁃iconductor Electrode［J］.Nature， 1972，238：37－38.

［2］Konstantinou I K， Albanis T A.TiO2⁃assisted photocatalytic degrada⁃tion of AZO dyes in aqueous solution： kinetic and mechanistic investi⁃gations—A review［J］.Applied Catalysis B：Environmental， 2004，49（1）：1－14.

制备了 LaB6＠SiO2/Ag复合材料，通过 XRD和HRTEM对其结构与形貌进行了研究，采用BET对材料进行了比表面积测试。结果表明，LaB6＠SiO2/Ag复合材料中银纳米粒子分布在LaB6＠SiO2核壳纳米粒子表面。在模拟太阳光照射下进行清除甲基橙实验，详细研究了LaB6＠SiO2/Ag复合材料的光催化清除有机染料甲基橙的性能。银负载量分别为5%、10%、15%的3种LaB6＠SiO2/Ag复合材料吸附甲基橙的百分率分别为12%、14%和13%，而光催化清除甲基橙的百分率分别为83%、100%和87%。通过实验得知银负载量为10%的LaB6＠SiO2/Ag复合纳米材料具有最强的吸附和光催化清除甲基橙的能力。

常见有机污染物来源于化工、制衣、造纸、涂料等工业领域，许多有机污染物对动植物有害且不易被降解，甚至会引起癌症或基因突变。污染处理技术中的吸附技术以其工艺简单、成本低廉和处理高效等而备受青睐。

2.2 不良反应 所有患者在治疗前2周均存在不同程度的不良反应，但经对症治疗和减少剂量后可得到缓解。多数不良反应为1～2级，12例(31.6%)为3～4级(表1)。

［4］Uijttewaal M A， Wijs G A D， Grootf R A D.Ab Initio and Work Function and Surface Energy Anisotropy of LaB6［J］.J Phys Chem B，2006，110：18459－18465.

在教学中，将把知识教育同价值观教育、能力教育结合起来，进一步注重课堂话语传播的有效性。作为职业技术学院，应提高人才培养层次，重点在于要求学生的职业素质和能力要求，即重视思想政治素质、公民道德素质、职业素质和身心健康素质等。

图3为LaB6＠SiO2/Ag样品的氮气等温吸附曲线图和孔径分布图。样品等温线属IUPAC分类中的Ⅲ类型，由此可知样品与氮气之间只有较弱小的相互作用，且有少量介孔存在。滞后环属于H3类型。H3类型迟滞回线由片状颗粒材料或缝形孔材料给出，可能是核壳粒子形成时在两相界面间因结合力不强而形成的缝形孔。

图1为3个LaB6＠SiO2/Ag复合纳米材料的XRD检测图谱。 可见 3个样品在 21.4°（100）， 30.4°（110，最强峰）和 37.4°（111），43.5°（200），49.0°（210）等处的衍射峰与立方 LaB6对应（PDF＃73⁃1669）；38.1°（111），44.3°（200），64.4°（220）和 77.4°（311）等处的衍射峰与立方相 Ag（PDF＃87⁃0717）一致。

［6］Rajib G C， Santanu P.Core/Shell Nanoparticles： Classes， Proper⁃ties， Synthesis Mechanisms， Characterization， and Applications［J］.Chem Rev， 2012，112（4）：2373－2433.

［7］Lai B H，Lin Y R， Chen D H.Fabrication of LaB6＠SiO2/Au composite nanoparticles as a catalyst withnear infrared photothermally enhanced activity［J］.Chemical Engineering Journal， 2013，223：418－424.

［8］Lai B H， Chen D H.Vancomycin⁃modified LaB6＠SiO2/Fe3O4composite nanoparticles for near⁃infrared photothermal ablation of bacteria［J］.Acta Biomaterialia， 2013（9）：7573－7579.

［9］苏玉长，张鹏飞，肖立华，等.微波固相合成纳米LaB6的组织结构及透光特性［J］.中南大学学报（自然科学版），2011，42（10）：3015－3019.

［10］张 军，许向阳，韩 帅，等.绢云母表面氧化钛和氧化硅复合负载及其光催化性能初探［J］.矿冶工程， 2016，36（3）：102－111.

高管技术专长对创新投入的影响研究....................................................................................................................................刘力钢 孙 亚（1）

［11］汤洪波.基于LaB6纳米复合材料的制备及光学、光催化性能研究［D］.长沙：中南大学材料科学与工程学院，2015.