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一种独特的(4,4,5)-连接三维锌(II)金属有机框架,用于紫外光下高效光降解罗丹明B
摘要: 一种新型锌(II)金属有机框架化合物[Zn3(L)2(nbta)2]n(1)(L=1,4-双(苯并咪唑-1-基)-2-丁烯,H3nbta=5-硝基-1,2,3-苯三甲酸)通过水热法合成并进行了结构表征。该化合物具有独特的三维(4,4,5)连接网络,其Schl?fli符号为{42.63.8}2{44.62}{47.63}2。此外,在紫外光照射下考察了化合物1对罗丹明B(RhB)的光催化降解性能。
关键词: 半刚性双(苯并咪唑)、水热合成、晶体结构、金属有机框架、锌(II)、光催化降解
更新于2025-09-23 15:22:29
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用于高通量光催化反应器的半透明填充床结构
摘要: 研究人员探究了半透明光催化反应器结构作为微反应器放大方法中"数量放大"的潜在替代方案。通过详细阐述该结构的构造与光源设计来引入这一概念。采用光线追踪算法对光场进行表征,设计出由硼硅酸盐小球构成矩形玻璃反应器——小球尺寸足以在反应器内形成互联微通道阵列。研究发现光线追踪可作为便捷设计多LED光源并预测相应辐照度分布的有效工具。通过表观速率常数、时空产率及新近提出的光催化时空产率(该性能参数综合考虑了灯功率与反应器产能)评估反应器性能。当入射辐照度为191 W·m?2时,反应器表观速率常数达0.82 min?1,据我们所知处于微反应器常规范围,且比文献中任何高通量固定化反应器高出1-2个数量级。凭借0.657 m3·day?1·m?3·reactor·kW?1的光催化时空产率,本反应器在产能与能效方面位居已报道最佳性能之列。该性能与高达4267 m2·m?3的比光照表面积及1.9 g·L?1的高催化剂负载量相关。
关键词: 光分布、结构化反应器、光催化、光催化降解、发光二极管、反应器工程
更新于2025-09-23 15:22:29
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Co2?掺杂ZnCuFe?O? (0.0 ≤ x ≤ 0.5)铁氧体:合成、磁结构与光学特性及其光催化性能研究
摘要: 通过自燃技术将钴离子(Co2?)依次取代ZnCuFe?O?中的锌位点,成功制备了Zn?.???Co?Cu?.?Fe?O?(0.0 ≤ x ≤ 0.5)铁氧体。在光催化降解实验前,对所有合成的铁氧体进行了结构、成分、形貌、磁学及光学性能表征。傅里叶变换红外光谱显示四面体和八面体伸缩振动峰向高频移动,证实Co2?已成功取代ZnCuFe?O?中的离子。X射线衍射图谱表明形成了单相立方尖晶石结构,且随着Co2?取代量增加,平均晶格常数从8.3915 ?降至8.3224 ?。以亚甲基蓝(MB)为模型染料,在可见光和直射阳光下测试了所得铁氧体催化剂的光催化性能。在阳光照射下,该光催化剂对MB的降解率提升至91%,证明其作为可见光响应型磁性光催化剂具有高效利用光能的特性。
关键词: 光催化降解、磁性材料、亚甲基蓝、溶胶-凝胶法、尖晶石型ZnCuFe2O4
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用氧化锌光催化降解药物微污染物
摘要: 本论文通过实验研究了以ZnO为光催化剂、紫外光为催化剂激活光源时,孕酮(PGS)、布洛芬(IBU)和萘普生(NAP)三种污染物的降解效果。在间歇式光催化反应器中测试了催化剂投加量和污染物初始浓度两个操作参数。为验证大规模应用可行性,还在浸没式膜光催化反应器中开展了实验。结果表明:在几乎所有实验条件下,ZnO光催化剂均能高效降解这三种污染物,对PGS、IBU和NAP的降解效率分别达到92.3%、94.5%和98.7%。通过光降解动力学研究计算出反应速率常数,发现其符合准一级动力学规律。膜光催化反应器能有效去除污染物,且观测到随着膜振荡频率增加,其降解速率趋近于搅拌式反应器。
关键词: 光催化降解,孕酮,布洛芬,光催化间歇式反应器,萘普生,振荡膜反应器,氧化锌
更新于2025-09-23 15:22:29
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活性炭负载TiO2催化剂对黄曲霉毒素B1的光催化降解
摘要: 本研究评估了活性炭负载二氧化钛催化剂(AC/TiO2)在紫外-可见光下降解黄曲霉毒素B1(AFB1)的光催化效率。通过简易水热合成法制备AC/TiO2,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)进行表征。研究了催化剂用量、pH值及光源等不同因素对AFB1降解效率的影响。AC/TiO2复合材料(98%)比纯TiO2(76%)具有更高的降解效率,这归因于活性炭与二氧化钛协同作用带来的更大比表面积和增强的可见光利用率。AFB1的降解过程符合准一级动力学模型。此外,该催化剂易于从溶液中分离并保持良好活性。研究发现空穴(h+)和羟基自由基(?OH)在AFB1降解过程中起重要作用。结果表明AC/TiO2兼具高吸附能力和光活性的协同效应,为AFB1降解提供了一种简便、高效且环保的方法。
关键词: AC/TiO2催化剂,光催化降解,黄曲霉毒素B1
更新于2025-09-23 15:22:29
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结合碳纳米管作为"电子桥"的层级二氧化钛微球光催化活性增强
摘要: 通过高效电荷分离增强二氧化钛(TiO2)的光催化活性至关重要但具有挑战性。本研究利用分级TiO2微球与碳纳米管(CNTs)之间形成的"电子桥梁",有效抑制了光生e–-h+对的复合。所制备的具有交错层状晶体覆盖的三维TiO2微球富含孔隙和锐利边缘,形成了具有大比表面积和丰富活性位点的理想光催化界面。结合CNTs后,TiO2微球实现连接与稳定化。此外,CNTs作为电子传输通道,促进e–-h+对的有效分离,从而赋予优异的光催化活性。瞬态荧光光谱显示,在CNTs辅助下TiO2上电子寿命从5.23 ns延长至10.14 ns。在水相体系中,聚集于CNTs的电子可与O2反应生成O2–,同时TiO2主体中残留的大量空穴通过氧化吸附水产生OH,为4-硝基苯酚的光催化降解提供丰富活性物种。当CNTs质量比为5%时,TiO2@CNTs复合材料对有机污染物的去除效率达到最高。
关键词: 电子桥、二氧化钛、碳纳米管、有机污染物、光催化降解
更新于2025-09-23 15:22:29
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采用吸附、光催化降解与膜过滤工艺相结合的混合系统处理废水
摘要: 本研究采用吸附、光催化降解和膜过滤工艺的不同组合,对Chooka造纸厂废水处理进行了探究。通过湿法相转化法制备聚合物膜,分别以聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和二甲基甲酰胺(DMF)作为聚合物基体、亲水性添加剂和溶剂。选用活性炭和TiO?纳米颗粒分别作为吸附剂和光催化剂,其中TiO?纳米颗粒采用溶胶-凝胶法合成,活性炭购自默克公司。通过液-液置换法(LLDP)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试对制备的膜进行表征,同时采用FT-IR和XRD分析对TiO?纳米颗粒进行表征。分离过程以伊朗Chooka制浆造纸厂的废水为进料,在混合分离系统中设置了6种不同构型,通过测定废水成分评估处理前后各工艺的有效性。LLDP分析显示,制备的PAN/PVP(16%/3%)膜平均孔径为9.72 nm;SEM结果表明PAN/PVP膜的活性层比纯PAN膜更厚;接触角测试表明随着聚合物基体中PVP含量增加,膜亲水性增强。单级处理工艺中膜过滤性能最佳,而当光催化降解、吸附和膜过滤按顺序串联使用时,整体分离效果最优。
关键词: 光催化降解、膜过滤、吸附、组合工艺、废水处理
更新于2025-09-23 15:22:29
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采用软模板法两步简易合成具有增强光催化活性的多孔氮化碳
摘要: 在本研究中,我们通过以Pluronic P123为模板的两步简易法(CN-P123-x,其中x代表三聚氰胺与Pluronic P123的质量比),成功合成了具有丰富不规则孔洞的薄片状石墨相氮化碳(g-C3N4)。表征数据表明,Pluronic P123的引入与去除改变了氮化碳的化学材料结构。CN-P123-x呈现含不规则孔洞的层状结构,而未使用Pluronic P123或HCl的温和水热-煅烧法制备的H-g-C3N4则具有致密块状结构。此外,所制CN-P123-x在光照40分钟内展现出98.7%的罗丹明B(RhB)高效降解率。就动力学常数而言,CN-P123-6对RhB降解的最优光催化活性是H-g-C3N4的13.9倍。进一步地,CN-P123-6的产氢速率可达1074.9 μmol?g?1?h?1,而H-g-C3N4仅为3.1 μmol?g?1?h?1。值得注意的是,单独采用HCl(H-g-C3N4-HCl)或Pluronic P123(不含HCl的CN-P123-6)对光催化性能无显著影响。这种高效活性源于薄片中的不规则孔隙,其增加了样品比表面积并为反应提供了额外活性位点。本研究为提升氮化碳的光催化降解与产氢性能提供了重要基础。
关键词: 罗丹明B(RhB)、H-石墨相氮化碳(H-g-C3N4)、产氢、光催化降解、CN-P123-x
更新于2025-09-23 15:22:29
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可见光照射下用于高效去除抗生素的二元相TiO2修饰Bi2MoO6晶体
摘要: 通过溶剂热-煅烧法制备了一系列二元相TiO2改性的Bi2MoO6纳米晶体。微量TiO2改性能有效提升Bi2MoO6对水中抗生素的可见光催化去除性能。采用XRD、N2吸附、SEM、TEM、UV-vis DRS、拉曼、XPS、PL及光电化学测试等物化技术对所得TiO2/Bi2MoO6复合材料进行了表征。TiO2纳米颗粒的存在影响了Bi2MoO6的晶体生长,减小了其晶粒尺寸并有效增大了比表面积。此外,TiO2的导带可作为电子转移平台,显著促进TiO2/Bi2MoO6异质结界面光生载流子的有效分离。当TiO2含量为最佳值(0.41 wt%)时,该复合材料在可见光照射下对环丙沙星、四环素和盐酸土霉素等多种抗生素均表现出最优的光催化降解性能,并阐明了其增强环丙沙星降解光催化性能的机理。
关键词: 机制,二元相二氧化钛,抗生素,光催化降解,Bi2MoO6
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用碳基纳米复合材料对挥发性有机化合物(VOCs)进行集成吸附与光催化降解:综述评论
摘要: 挥发性有机化合物(VOCs)对人类和周围生态系统有害,过去几十年间已开发出大量VOC治理技术。然而单一方法存在能耗高、环境不友好及去除效率低等问题。近年来,吸附与光催化降解VOCs的集成技术被视为具有前景的解决方案。碳材料因其比表面积大、吸附能力强且电子转移速率快,被广泛应用于VOCs的吸附-光催化联合去除领域。因此,系统梳理碳基纳米复合材料作为VOCs吸附-光催化剂的研究进展至关重要。本文针对这一需求,重点从以下三方面对相关文献进行评述:(1)各类碳基纳米复合材料在VOC吸附与光催化降解应用中的优缺点;(2)基于材料特性的吸附-光催化协同去除VOCs模型与机理;(3)控制VOCs吸附-光催化过程的关键因素。本综述旨在建立"结构-性能-应用"关系,推动创新型碳基纳米复合材料的研发,并促进未来VOCs吸附-光催化联合治理技术的研究发展。
关键词: 建模、光催化降解、挥发性有机化合物去除、碳基纳米复合材料、吸附
更新于2025-09-23 15:21:21