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ZIF-8衍生的ZnO/Zn6Al2O9/Al2O3纳米复合材料在模拟太阳光照射下具有优异的光催化性能
摘要: 本研究通过在ZIF-8合成过程中原位引入Al3?,制备了三元ZnO/Zn6Al2O9/Al2O3纳米复合材料,旨在提升ZIF-8衍生ZnO在模拟太阳光照射下的吸附与光催化性能。采用XRD、SEM、TEM、HRTEM、XPS、UV-Vis DRS、BET和PL等技术分析了样品的晶体结构、成分、形貌、光吸收及电荷分离特性。通过模拟太阳光照射下降解甲基橙(MO)评估样品的光催化活性。与ZIF-8衍生ZnO相比,ZnO/Zn6Al2O9/Al2O3纳米复合材料的形成可提供高比表面积、降低带隙、抑制电子-空穴对复合,从而显著提升光催化活性。当Al/Zn摩尔比为1:1时,该复合材料在模拟太阳光照射60分钟后,对初始浓度150 mg/L的MO溶液实现了97.5%的最大降解率,较ZIF-8衍生ZnO提高了3.18倍。
关键词: Zn6Al2O9,模拟太阳光照射,Al2O3,ZIF-8,ZnO,光催化降解
更新于2025-09-23 12:02:15
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ZnS-TiO?/RGO三元复合物对亚甲基蓝降解的光催化与吸附性能
摘要: 以氧化石墨烯为前驱体,通过简便的溶剂热法成功合成了具有良好可见光驱动光催化活性的ZnS-TiO2/RGO纳米复合材料。Ti4+离子来源于二氧化钛粉末(TiO2,P25)和钛酸四丁酯,S2-离子分别由硫化钠和醋酸锌提供。通过亚甲基蓝水溶液的光催化降解研究了该纳米复合材料的光催化和吸附性能。结果表明:采用钛酸四丁酯制备的ZnS-TiO2/RGO纳米复合材料在可见光照射下对亚甲基蓝表现出更优的光催化和吸附活性,其光催化效率在60分钟光照后达到90%,几乎是P25合成的ZnS-TiO2/RGO的1.5倍,这归因于石墨烯片层光吸收效应与ZnS纳米颗粒光催化效应的协同作用。其中钛酸四丁酯体系制备的ZnS-TiO2/RGO吸附活性达48%,比P25体系制备的ZnS-TiO2/RGO高约1.7倍,比ZnS/RGO高约3.7倍。
关键词: 纳米复合材料、石墨烯、溶剂热法、吸附性、二氧化钛、光催化降解
更新于2025-09-23 13:31:33
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双功能S掺杂g-C3N4针孔多孔纳米片用于Ag+选择性荧光传感及染料可见光催化
摘要: 本研究探索了无需模板、简便合成具有多孔结构的硫掺杂g-C3N4针孔纳米片(SCNPNS),用于Ag+离子的荧光传感及染料的可见光光催化降解。通过XRD、FT-IR、TEM、BET、XPS和紫外-可见光谱等多种分析手段对合成的SCNPNS样品进行了表征。在最优条件下,Ag+的检测线性范围为0-1000 nM,检出限(LOD)为57 nM。由于Ag+-SCNPNS复合物通过光诱导电子转移导致显著的荧光猝灭,SCNPNS对Ag+表现出高度灵敏和选择性检测。此外,在可见光照射下,SCNPNS在180分钟内对阳离子亚甲基蓝(MB)染料实现了90%的降解率。SCNPNS增强的光催化活性归因于其负ζ电位与阳离子染料的静电相互作用,以及针孔多孔结构能提供更多活性位点,从而加速表面电荷载流子的传输。由于成本低廉、制备简便、对Ag+离子的选择性识别以及在可见光下高效光催化降解阳离子染料等优势,我们提出的SCNPNS可作为环境安全工具。
关键词: 阳离子染料、针孔多孔纳米片、光催化降解、可见光、银离子、硫掺杂氮化碳、荧光传感
更新于2025-09-23 21:07:01
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阳光诱导下高效碳掺杂二氧化钛(CTiO2)纳米颗粒对扑热息痛的光催化降解
摘要: 通过溶胶-凝胶法成功合成了碳掺杂二氧化钛(CTiO2)光催化剂。采用X射线衍射、布鲁诺尔-埃米特-泰勒比表面积(SBET)、扫描电子显微镜、紫外-可见光谱、X射线能谱(EDS)、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对CTiO2的晶体结构、表面形貌及光学性能进行了表征。研究了该合成光催化剂在紫外光和自然阳光照射下对水溶液、海水和污染海水中对乙酰氨基酚(AMP)的光催化降解效果。与纯TiO2相比,CTiO2在对乙酰氨基酚光催化去除方面的优势显著。同时考察了催化剂投加量、AMP初始浓度和溶液pH值等优化条件以实现高效光催化去除。当催化剂用量为2.0 g L?1、pH为7时获得最高降解率。动力学结果表明,CTiO2对AMP的光催化降解符合准一级反应动力学。
关键词: 光催化降解、海水、CTiO2、纳米颗粒、对乙酰氨基酚、阳光
更新于2025-09-24 00:13:56
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一步原位合成具有高能{001}晶面暴露的BiOCl/(BiO)?CO?复合光催化剂
摘要: 通过调控复合光催化剂的化学组成与形貌是实现优异光催化活性的关键途径。本研究开发了一种简便方法,可可控制备暴露{001}晶面的BiOCl/(BiO)2CO3复合光催化剂。仅需改变初始反应体系中乙醇/水的体积比,即可轻松调控该复合材料的化学组成与形貌。盐酸胍前驱体不仅作为氯离子和碳酸根离子源形成BiOCl/(BiO)2CO3复合物,同时作为晶体生长抑制剂控制BiOCl纳米片的生长。该复合材料在可见光照射下降解罗丹明B时展现出卓越的光催化活性,这归因于BiOCl纳米片与(BiO)2CO3纳米颗粒之间的II型能带排列、紧密的界面接触以及其暴露的高能晶面。我们已对BiOCl/(BiO)2CO3复合材料的形成机制及光催化降解机理进行了研究并提出相应解释。
关键词: BiOCl/(BiO)2CO3复合材料,溶剂热合成,暴露{001}晶面,光催化降解,光催化剂
更新于2025-09-24 03:03:48
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可见光LED照射下黑Ti3+/N-TiO2对环丙沙星的光催化降解增强:动力学、能耗、降解途径及毒性评估
摘要: 本研究首次探究了可见光LED照射下黑色Ti3+/N-TiO2(记作b-N-TiO2/LED)对环丙沙星(CIP)的光催化降解作用。通过XRD、UV-Vis DRS、FE-SEM、EDS、HRTEM和BET等技术对制备的光催化剂进行了表征。比表面积近100 m2 g?1、带隙窄至2.0 eV的b-N-TiO2纳米颗粒,在可见光LED照射下展现出卓越的催化性能:CIP降解率达100%,矿化率达82%。最佳反应条件为:反应时间70分钟、初始CIP浓度0.5 mg L?1、pH值6.7、催化剂投加量0.43 g L?1。结果表明空穴(h+)和羟基自由基(?OH)对CIP降解的贡献显著高于超氧自由基(?O2?)。虽然水中常见共存阴离子对降解有轻微抑制,但腐殖酸(HA)——尤其是高浓度时——会显著阻碍降解进程。此外,CIP降解中间产物最终转化为简单化合物。毒性评估显示,经b-N-TiO2/LED处理的溶液毒性较未处理对照组显著降低。本研究的能耗远低于同类研究,且b-N-TiO2具有良好稳定性,可重复使用五次以上。综上,b-N-TiO2/LED工艺是一种极具前景的低成本可行方案,适用于实际水体中CIP等抗生素的降解与矿化处理。
关键词: 光催化降解、矿化、可见光LED、黑Ti3+/N-TiO2、可重复使用性、环丙沙星
更新于2025-09-19 17:13:59
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掺银氧化铜纳米颗粒为核、聚丙烯酸微凝胶为壳的复合材料可控合成及其可见光下高效去除亚甲基蓝的研究
摘要: 如今,构建能在可见光下降解污染物的窄带隙纳米复合光催化剂至关重要但颇具挑战。本研究中,通过自由基溶液聚合法调控银掺杂氧化铜纳米颗粒(Ag@CuO NPs)浓度(0-12%),制备了基于聚丙烯酸微凝胶(PAA)的纳米复合材料(Ag@CuO/PAA NC)。采用X射线衍射光谱、扫描电镜、透射电镜、能谱仪及X射线光电子能谱对制备的Ag@CuO和Ag@CuO/PAA进行表征,测得Ag@CuO NPs粒径为30-50纳米。银掺杂可提升CuO的光催化活性,其中C3 NPs对亚甲基蓝(MB)表现出最佳光降解效果。当4% Ag@CuO纳米颗粒掺入PAA微凝胶后,所得纳米复合材料对MB的光降解效率显著提高——Ag@CuO/PAA NC仅需30分钟即可完全降解染料,而纯Ag@CuO NPs在60分钟内仅降解65%。PAA与Ag@CuO的成功复合通过微凝胶提供的大比表面积吸附污染物,显著增强了光催化活性。得益于微凝胶的可循环特性,Ag@CuO/PAA NC可重复用于染料光降解。本研究为设计高效可见光驱动环境修复光催化剂提供了重要见解。
关键词: 光催化降解、亚甲基蓝、银掺杂氧化铜纳米颗粒、可见光、聚丙烯酸微凝胶
更新于2025-09-19 17:13:59
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可见光照射下FeWO<sub>4</sub>/BiPO<sub>4</sub> p-n异质结通过pH调控光催化降解罗丹明B
摘要: 通过简单的水热法设计并合成了一种新型FeWO4/BiPO4纳米复合材料p-n异质结构。在所有不同FeWO4重量百分比制备的纳米复合材料中,30% FeWO4/BiPO4(S3)在可见光照射下降解罗丹明B和四环素时表现出最高的光催化性能。S3样品在中性条件下300分钟内对RhB的降解效率为87%,但有趣的是,在pH 3条件下,30分钟内观察到99%的降解效率且具有良好的可循环性。增强的光催化性能应归因于S3催化剂最大的电子-空穴对解离效率。通过GC-MS检测了催化过程中RhB的矿化情况。因此,基于实验结果,预测了FeWO4/BiPO4复合材料上可能的光催化机制,这表明该复合材料在处理纺织和制药废水方面具有巨大潜力。
关键词: p-n异质结、罗丹明B、四环素、可见光照射、FeWO4/BiPO4、光催化降解
更新于2025-09-16 10:30:52
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BiPO<sub>4</sub>/BiOBr异质结光催化剂在可见LED光照射下降解罗丹明B染料
摘要: 采用醇解沉淀法合成的BiOBr,通过添加H3PO4制备BiPO4/BiOBr复合材料。采用全室温生产工艺成功合成了原始BiOBr及一系列BiPO4/BiOBr复合材料。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外-可见吸收光谱对样品的体相结构、表面形貌、元素组成及光学性能进行了表征。在可见LED光照射下评估了不同比例BiPO4/BiOBr复合材料、BiOBr和BiPO4对罗丹明B(RhB)的降解效果。与纯BiOBr和BiPO4相比,所制备的BiPO4/BiOBr复合材料表现出增强的性能,其中30% BiPO4/BiOBr复合材料的性能最佳,在120分钟内可降解95.66%的RhB(100 ml,15 mg/L)。BiPO4/BiOBr增强的光催化活性归因于BiOBr与BiPO4之间异质结的形成及高效的电荷分离。
关键词: 异质结构、光催化降解、复合材料
更新于2025-09-16 10:30:52
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还原氧化石墨烯修饰的红外响应光催化剂β-NaYF4:Yb3+, Er3+@BiOCl-rGO的光催化性能与载流子迁移研究
摘要: 为进一步提升BiOCl的光催化性能,采用简便的水热还原反应合成了还原氧化石墨烯(rGO)修饰的三元复合光催化剂β-NaYF4:Yb3+, Er3+@BiOCl-rGO(NYF–Bi-rGO)。水热法制备的rGO展现出良好导电性。此外,NYF-Bi-rGO的比表面积是NYF的20倍,这一特性对污染物吸附极为有利。同时,rGO构建的三元光催化体系增强了NYF-Bi在可见光区的吸收强度,并引起整个吸收截面的红移。特别值得注意的是,载流子迁移分析表明,rGO的引入促进了BiOCl光生电子-空穴对的分离,抑制其复合,从而提高了三元光催化剂NYF-Bi-rGO的光催化效率。
关键词: 光催化降解、表征、BiOCl纳米片、还原氧化石墨烯(rGO)
更新于2025-09-16 10:30:52