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可见光诱导下CdS光催化剂上硝基苯与苯甲醇一锅法清洁合成亚胺
摘要: 可控的可见光介导将硝基芳烃转化为多功能含氮中间体具有重要意义但仍具挑战性。本研究首次报道了一种简便的可见光引发一锅法策略,可清洁高效地从硝基苯和苯甲醇合成氧化亚胺。该策略利用低成本且具有合适还原能力的CdS光催化剂,通过光生电子将硝基苯可控光催化还原为苯羟胺,同时通过光生空穴选择性光催化氧化苯甲醇为苯甲醛,随后在常压室温下使生成的羟胺与醛自发缩合。此外,通过调节助催化剂和光照时间,在相同反应物条件下还成功合成了另外两种有用的含氮化合物——亚胺和仲胺。研究提出了这三种目标产物柔性合成的反应机理。
关键词: 一锅法策略,清洁合成,光催化,硝基苯和苄醇,硝酮,亚胺和仲胺
更新于2025-09-23 15:23:52
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有序介孔二氧化硅基质中孤立半导体光催化剂位点上的光催化全水分解:一种多尺度策略
摘要: 化学计量比光催化全水分解(OWS)因对实现可持续、环境友好未来的重要意义而备受关注。然而该反应动力学迟缓,这是由于光子吸收、电子转移及三相界面区域反应等步骤存在效率限制。本研究报道了一种通用多尺度策略:以高负载密度的孤立Bi0.5Y0.5VO4纳米晶为构筑单元,分散于六方有序介孔二氧化硅基质中构建模型复合催化剂。与常规认知的不同半导体间形成的异质结不同,我们发现限域生长有利于形成孤立的四方相固溶体光催化剂(Bi0.5Y0.5VO4),其通过与绝缘二氧化硅界面结合可突破温度限制,并凭借二氧化硅的透明周期性多孔结构及所形成的高结晶度、表面钝化的小尺寸纳米晶,展现出增强的光子吸收及电化学/传质性能。当半导体光催化剂与惰性二氧化硅绝缘体复合时,这种纳米结构不仅未抑制OWS活性,反而使产氧活性达到传统固相法制备块体Bi0.5Y0.5VO4的十倍。
关键词: 多尺度策略,光催化,孤立固溶体纳米晶体,全水分解,介孔复合材料
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用二氧化钛包覆的玻璃、瓷砖和不锈钢板进行光催化处理去除废水中的颜色
摘要: 纺织工业产生的染料污染物因其化学结构复杂,是废水处理的主要难题。光催化是一种极具前景的废水处理方法,可在光催化剂存在下通过光照去除染料。本文采用溶胶-凝胶法合成二氧化钛(TiO?)光催化剂,并通过刮涂法将其负载于不同基底(透明玻璃、釉面瓷砖和不锈钢)上。将这些负载基底应用于创新反应器中以去除染料废水的颜色。在36W-UVA或30W-UVC紫外灯照射下,使用合成染料废水(亚甲基蓝)测试了设计反应器的光催化活性。结果表明,在UVC照射下,TiO?涂层玻璃作为最佳基底实现了最高脱色效率(93.03±0.66%)。同时评估了TiO?涂层玻璃板的循环使用性能,发现其在20次循环中保持相同效率。此外,本研究还测试了不同pH值(pH=3至11)的纺织业实际废水,在UVC照射下pH=11时TiO?涂层玻璃获得最大脱色率87.86±0.23%,且脱色效果随pH降低而减弱。
关键词: 光催化、脱色、废水处理、二氧化钛、染料废水
更新于2025-09-23 15:23:52
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钼酸铋光催化剂用于二氧化碳光还原的合成
摘要: 为探究钼酸铋在二氧化碳光还原制备化学品和燃料方面的潜力,通过调节反应溶液pH值的水热法合成了两种钼酸铋材料——Bi2MoO6和Bi3.64Mo0.36O6.55。其中Bi2MoO6由MoO6八面体构成,而Bi3.64Mo0.36O6.55则由MoO4四面体构建。不同结构导致其电子结合能、光致发光特性、带边位置及光学/电化学性质等性能存在显著差异。总体而言,Bi2MoO6能更充分地利用太阳能,并表现出相对更高的电荷迁移与分离效率,因而具有更优异的二氧化碳光还原活性。经5小时光照后,两种样品的CO气体产率分别为85.5172(Bi2MoO6)和57.3259(Bi3.64Mo0.36O6.55)μmol/g。最后对光催化还原机理进行了分析。
关键词: 二氧化碳还原,Bi3.64Mo0.36O6.55,光催化,Bi2MoO6
更新于2025-09-23 15:23:52
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可见光活性钙铁氧体对棕榈油厂废水进行光催化处理:催化剂制备技术的影响
摘要: 棕榈油厂废水(POME)是马来西亚一个严重且昂贵的环境问题。本文引入CaFe?O?作为新型光催化剂,在可见光照射下降解POME。采用自燃和共沉淀两种合成路线,以及550°C和700°C两种煅烧温度,制备了四种CaFe?O?催化剂AC550、AC700、CP550和CP700。CP550表现出最佳的光催化降解性能,在8小时光照后化学需氧量(COD)去除率达到56%,连续三次循环后降至49%,表明其具有合理的转化率和较高的可重复使用性。BET分析显示CP550具有最高的比表面积(27.28 m2/g)和孔体积(0.077 cm3/g),而煅烧温度升至700°C时,CP700的比表面积骤降至9.73 m2/g,孔体积降至0.025 cm3/g,这是由于退火作用使表面更光滑,SEM图像证实了这一点。UV-Vis DRS表明CP550具有最高的带隙(1.52 eV),这可能是因为其存在高结晶度的纯CaFe?O?相,而其他产物为不同铁氧化态的混合物,XRD数据证实了这一点。所有催化剂的PL光谱显示CP550和CP700的复合速率显著较低。向反应混合物中加入IPA以消除羟基自由基后,COD去除率从56%降至7%,证明羟基自由基是POME光降解的主要活性物种。
关键词: 共沉淀、棕榈油厂废水、光催化、可见光、铁酸钙、自燃
更新于2025-09-23 15:23:52
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CdFe12O19纳米结构及纳米复合材料的首次合成及其磁学、光学、电化学和光催化性能研究
摘要: 通过溶胶-凝胶自燃法合成了CdFe12O19纳米结构及纳米复合材料。当Cd与Ti摩尔比为1:1时,经850°C煅烧1小时制得CdFe12O19/CdTiO3纳米复合材料。研究了Cd:Ti摩尔比、前驱体类型及煅烧温度的影响。这些纳米结构和纳米复合材料在室温下均呈现铁磁性,其饱和磁化强度(Ms)分别为2.561和11.269 emu g–1,矫顽力(Hc)分别为696.517和969.068 Oe。SEM、TEM、FTIR、EDS和XRD表征了产物的形貌、组成和粒径;VSM、UV-Vis和CV分析了其磁学、光学及电化学性能。纳米复合材料的带隙值大于纳米结构。同时考察了纳米复合材料的光催化性能——这是首次研究六方铁氧体镉纳米结构及纳米复合材料的光催化表现。评估了包括复合材料组成、粒径、Ti:Cd摩尔比及有机染料种类等因素对光催化行为的影响。当Ti:Cd比为1:1时光催化活性达到最大值,该纳米复合材料对甲基橙、亚甲基蓝和亚甲基紫的降解率分别约为71.35%、55.08%和62.27%。
关键词: 纳米结构、光催化、光学性能、铁氧体、磁性能
更新于2025-09-23 15:23:52
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g-C3N4/N掺杂CeO2复合材料的合成及其光催化降解除草剂研究
摘要: 在光催化领域,由于Ce3+和Ce4+多价态产生的氧空位,表面工程化的CeO2可能具有重要价值。本研究报道了一种在L-精氨酸存在下通过简便方法合成的g-C3N4/CeO2复合材料的催化性能。通过XRD、紫外-可见光谱、物理吸附等多种表征技术分析了g-C3N4/CeO2材料的理化性质,并将其与光催化活性相关联。合成复合材料的观测带隙位于可见光区(约2.8 eV),小于典型二氧化铈但高于剥离态g-C3N4的带隙。此外,XPS分析证实了CeO2中的N掺杂现象。据推测该合成方法促进了N掺杂,进而对降低g-C3N4/CeO2复合材料的带隙起关键作用。最后通过除草剂敌草隆的光降解实验评估了该复合材料的光催化活性,研究显示该催化剂具有良好性能。
关键词: 石墨相氮化碳,光催化,N掺杂,除草剂,CeO2
更新于2025-09-23 15:23:52
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溶解性天然有机物对TiO2纳米管阵列光催化去除微量污染物性能的影响
摘要: 二氧化钛纳米管阵列(TNA)是一种极具前景的水中微量污染物光催化剂,但其在复杂水体基质中的适用性仍需深入研究。本研究考察了溶解性天然有机物(NOMs)对TNA去除4-氯-2-甲基苯氧乙酸(MCPA,一种常见水体微量污染物)性能的影响。结果表明:虽然液相中NOMs的光敏化作用有助于MCPA去除,但由于NOMs与TNA表面的相互作用,其总体效应反而抑制MCPA去除——当仅含5 mg/L SWR-NOM和UMR-NOM时,MCPA总去除率分别从94.3%降至62.0%和61.8%。酸性pH可缓解NOMs的抑制作用(15 mg/L SWR-NOM和UMR-NOM存在时,MCPA总去除率仅从94.5%降至83.3%和88.8%),并增强NOMs光敏化效应;而碱性pH条件下NOMs的抑制作用完全消失(15 mg/L SWR-NOM和UMR-NOM存在时,MCPA总去除率分别从45.7%升至55.7%和60.5%)。两种常见共存阴离子(磷酸盐和碳酸氢盐)也能缓解NOMs的抑制效应:当含15 mg/L SWR-NOM时,100 mg/L碳酸氢盐使MCPA总去除率从49.1%升至65.1%、100 mg/L磷酸盐从49.1%升至62.5%;另一组实验中,100 mg/L碳酸氢盐使去除率从45.2%升至56.1%,100 mg/L磷酸盐从45.2%升至62.9%。光电流测试证实这些阴离子显著抑制了NOMs对光生空穴(h+)的捕获作用,而氯离子、硝酸根和硫酸根则无显著影响。
关键词: 微污染物,2-甲-4-氯苯氧乙酸(MCPA),二氧化钛纳米管阵列,光催化,天然有机物
更新于2025-09-23 15:23:52
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BiF3八面体:一种潜在的天然太阳光活性光催化剂,用于水相中罗丹明B染料的降解
摘要: 本文报道了通过简易水热法成功合成BiF3八面体,该材料作为潜在的太阳光活性催化剂,可用于水相中罗丹明B(RhB)染料的光催化降解。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外漫反射光谱(UV-DRS)、光致发光光谱(PL)、热重分析(TGA)和BET比表面积分析等技术对合成的BiF3八面体进行表征,以观察其结构、形貌、光学及发光特性。所制备的八面体具有高密度生长、纯度高且结晶良好,呈立方相结构,带隙为3.98 eV。作为潜在的太阳光活性光催化剂,合成的BiF3八面体在50分钟内实现了约95.7%的RhB降解率。同时考察了pH值和催化剂用量等不同工艺参数对RhB降解的影响。值得注意的是,与TiO2(PC-500)、SnO2和ZnS等市售光催化剂相比,合成的BiF3八面体表现出更优异的光催化性能。此外,研究发现RhB在制备的BiF3八面体上的降解遵循准一级反应动力学,速率常数为0.06393 min-1。通过猝灭剂实验验证了h+、e-、O2·-、·OH和·OHs在光催化降解过程中的作用,并提出了合理的光催化机理。
关键词: 罗丹明B,光催化,太阳光照射,BiF3八面体
更新于2025-09-23 15:23:52
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核壳结构Ag3PO4@Cu2O异质结的制备及其光催化活性
摘要: 通过液相还原与化学沉积法制备了新型Ag3PO4@Cu2O核壳异质结光催化剂?;ㄗ唇峁笴u2O负载于Ag3PO4纳米棒表面。所制得的Ag3PO4@Cu2O在可见光照射下对亚甲基蓝的光降解表现出高效光催化活性,该结构优异性能的可能机理也得以阐明。
关键词: 纳米复合材料、半导体、核壳结构、光催化、花状氧化亚铜、磷酸银纳米棒
更新于2025-09-23 15:23:52