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二氧化硅-碳量子点修饰的二氧化钛作为日光驱动光催化剂用于减少水环境中的对乙酰氨基酚

DOI：10.1016/j.jphotochem.2020.112436 期刊：Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 研究人员发现水生环境中的药品化合物（如对乙酰氨基酚）可能危害人类健康后，已将其列为环境问题。光催化降解技术作为极具前景的废物处理方法，通常采用二氧化钛（TiO2）。但TiO2存在光吸收范围窄和电荷复合速率快等缺陷，导致光催化活性不佳。本研究通过简易混合方法，将稻壳衍生的硅-碳量子点（Si-CQDs）负载于TiO2基质中以克服这些局限。系统研究了不同掺杂量下TiO2的转化过程及Si-CQDs的引入效果，发现1 wt%的Si-CQDs掺杂量能使复合材料的催化效能最大化。在日光照射下，该1 wt% Si-CQDs/TiO2复合材料可在240分钟内完全降解5 mg/L的对乙酰氨基酚（比纯TiO2快33.3%）。其优异性能源于表面Si-CQDs的双重作用：既作为光敏剂拓宽TiO2的光吸收范围（紫外-可见漫反射光谱证实带隙能从3.20 eV降至3.12 eV），又作为电子捕获剂延长电荷分离寿命；同时光致发光光谱和氮气吸附等温线表明Si-CQDs使材料比表面积增大17%。该Si-CQDs/TiO2复合材料还展现出良好稳定性，有利于未来开展药品废物处理。
作者： Viona Wongso，Hui Khee Chung，Nonni Soraya Sambudi，Suriati Sufian，Bawadi Abdullah，Muhammad Dzul Hakim Wirzal
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究二氧化硅-碳量子点修饰的二氧化钛作为日光驱动光催化剂在水环境中降解对乙酰氨基酚的性能。

研究成果

Si-CQDs/TiO2复合材料在阳光照射下表现出增强的光催化活性，这归因于Si-CQDs添加的协同效应——它扩展了光吸收范围、降低了带隙能量并改善了电荷分离。该复合材料具有良好的稳定性，在水体环境中去除药物废料方面具有应用潜力。

研究不足

该研究聚焦于特定条件下对乙酰氨基酚的降解，可能未涵盖所有药物化合物或环境场景。Si-CQDs/TiO2复合材料的可扩展性及实际应用仍需进一步探究。

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