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将轮胎废料转化为碳量子点（P-CDs）及利用ZnO-CDs纳米复合材料增强有机废物的光催化降解

DOI：10.1007/s10854-019-01517-4 期刊：Journal of Materials Science: Materials in Electronics 出版年份：2019 更新时间：2025-11-19 16:56:42
摘要： 将固体废弃物转化为有价值材料对可持续发展具有重要意义。本文报道了通过水热法和催化降解去除固液废弃物的方法：首先采用水热转化法将轮胎等固体废弃物转化为磷氮共掺杂碳纳米点（P-CDs）；其次利用负载于氧化锌纳米颗粒的P-CDs，在能量效率高的弱光LED光源照射下，实现亚甲基蓝（MB）溶液等液体废弃物的可见-近红外光催化降解。与纯氧化锌（0.008 h?1）相比，ZnO-P-CDs的光降解速率常数显著提高近10倍（0.08 h?1），这种增强效应在弱光源条件下尤为突出。通过循环伏安法和光学特性测定了P-CDs的最高占据分子轨道（HOMO）和最低未占分子轨道（LUMO）。基于ZnO与P-CDs的能级分析，催化性能提升归因于P-CDs导带电子向ZnO导带转移，从而加速了光生电子-空穴对的分离。P-CDs的上转换光致发光特性是促进激子分离和捕获长波长光的另一重要原因。这种结合水热/催化降解与弱LED光照的固液废弃物协同处理技术，将为固体废弃物治理和水净化技术提供高效解决方案。
作者： Nian N. Mohammad，Khalid M. Omer，Shirwan Baban
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究轮胎废料转化为碳量子点（P-CDs）及利用ZnO-CDs纳米复合材料增强有机废物光催化降解的方法。

研究成果

该研究成功证明了通过热液转化轮胎废料制备P-CDs并实现固液废弃物双重去除的可行性，同时利用其增强弱LED光下亚甲基蓝的光催化降解效果。纳米复合材料ZnO-P-CDs展现出显著提升的光催化活性，这归因于P-CDs向ZnO的高效光电子转移及其上转换特性。该方法为废弃物处理与水净化提供了一种可持续的解决方案。

研究不足

该研究聚焦于特定类型的废弃物（轮胎）和单一有机污染物（亚甲基蓝）。光催化增强效果是在受控条件下使用弱LED光源进行测试的，这可能无法代表所有现实场景。

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