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利用不同贵金属（铂、银和金）修饰的氧化锌进行紫外线及可见光驱动的光催化去除咖啡因
摘要： 本工作采用光沉积法，用不同贵金属（Pt、Ag和Au）对ZnO光催化剂进行改性，并通过多种技术（XRD、XRF、BET、UV-vis DRS、FESEM和XPS）进行表征。贵金属的添加使光吸收性能发生重要变化，在可见光区域产生显著吸收，这是由于修饰ZnO的Ag和Au分别在约450 nm和550 nm处出现表面等离子体共振（SPR）。通过TEM研究了样品的形貌并估算了不同金属的粒径范围。贵金属纳米颗粒在所有情况下均异质沉积在较大的ZnO颗粒上。所有制备的光催化剂均在紫外和可见光照射下用于咖啡因（一种有毒且持久性新兴化合物）的光催化去除测试。观察到在紫外光照射下，随着金属含量从0.5 wt%增加到1 wt%，Ag和Au修饰的ZnO（Ag/ZnO和Au/ZnO）对水中咖啡因的光催化去除效果增强。特别是，具有较高Ag和Au含量（1 wt%）的Ag/ZnO和Au/ZnO在仅30分钟紫外光照射后几乎完全降解咖啡因，并在4小时紫外光照射后TOC去除率超过90%。这两种光催化剂还在可见光照射下进行了研究，发现与未改性的ZnO相比，它们在可见光存在下的光催化性能显著增强。特别是，Ag/ZnO光催化剂在4小时可见光照射后能够实现咖啡因的完全降解和约70%的TOC去除率。
关键词： 咖啡因去除、光催化、氧化锌、紫外与可见光、贵金属
更新于2025-09-23 15:23:52
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可见光敏感的Ag/TiO2/石墨烯复合材料作为控制空肠弯曲杆菌的潜在涂层材料
摘要： 由食源性病原体空肠弯曲杆菌引起的感染性腹泻是全球公共卫生的重大威胁，每年导致儿童死亡率居高不下。本研究通过水热法合成了银-石墨烯-二氧化钛纳米复合材料，并制备了二氧化钛、二氧化钛-石墨烯及二氧化钛-银纳米复合材料作为对照，采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对样品进行表征。在可见光条件下研究了银和石墨烯的添加对二氧化钛广谱抗菌能力的影响，同时评估了其对空肠弯曲杆菌存活率、膜完整性、运动能力及生物膜形成的作用。结果显示银-石墨烯-二氧化钛纳米复合材料具有协同效应：相比单一组分材料，其可见光敏感性和抗菌活性显著增强。该复合材料有效抑制了空肠弯曲杆菌生长并导致菌体蛋白与DNA泄漏（原子力显微镜证实细胞损伤）。此外，它还能降低细菌运动性、疏水性及自聚集能力，对生物膜形成表现出优异抑制效果。人体细胞系测试表明合成纳米颗粒无显著细胞毒性。我们认为银-石墨烯-二氧化钛复合材料能通过抑制细菌生长和生物膜形成，成为控制空肠弯曲杆菌传播的有效抗菌剂。
关键词： 二氧化钛、空肠弯曲杆菌、光催化、纳米复合材料、生物膜、石墨烯、细胞毒性、银
更新于2025-09-23 15:23:52
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CuO薄膜形貌、结构、光学及光催化性能的热演化研究
摘要： 通过热蒸发与退火工艺合成了纳米结构CuO薄膜。采用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、原子力显微镜和场发射扫描电子显微镜等技术，研究了退火过程中CuO薄膜的结构、光学及形貌变化及其对光催化活性的整体影响。热退火导致纳米结构CuO薄膜的形貌、光学、结构和光催化行为发生显著改变：随着退火温度升至600°C，CuO纳米颗粒尺寸从23nm增大至293nm。其中400°C退火的CuO薄膜样品在降解孔雀石绿和亚甲基蓝染料时分别仅需120分钟和160分钟，展现出最优光催化活性。这种性能提升归因于其更窄的带隙、增强的太阳光利用率，以及由表面CuO纳米颗粒聚集体形成的更大比表面积所带来的染料吸附增强效应。
关键词： 亚甲蓝、氧化铜、薄膜、光催化、孔雀石绿
更新于2025-09-23 15:23:52
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构建自修复内电场以实现可持续增强的光催化作用
摘要： 内部电场的构建通常被认为是提升光催化性能的有效策略，因其对电荷分离具有重要作用。然而静态内电场易受内外屏蔽效应影响而趋于饱和，从而使其对光催化的促进作用迅速消失。本研究基于仿生简谐振动原理，成功为设计的螺旋结构复合微纤维聚偏氟乙烯/氮化碳（PVDF/g-C3N4）赋予自修复内电场特性。通过瞬态光电压和光致发光技术重点表征了内电场的饱和与恢复过程，结果表明该内电场约10分钟即达到饱和状态，并在重建压电势作用下实现刷新。实验显示光生载流子寿命约为10??秒，而自修复内电场显著增加了有效载流子数量。这些发现为自修复内电场在电荷转移行为中的作用提供了直接实验证据。本工作开创了光催化剂设计新策略，有望为解决能源短缺与环境问题开辟新途径。
关键词： 电荷分离、光催化、微流控技术、仿生学、自修复
更新于2025-09-23 15:23:52
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可磁分离NiFe2O4/Bi24O31Br10纳米复合材料的制备及其在可见光照射下的优异光催化性能
摘要： 通过热分解法与水热路线合成了新型多功能NiFe?O?/Bi??O??Br??纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)光谱、振动样品磁强计(VSM)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对制备样品的结构、形貌及磁学、光学与可见光光催化性能进行了表征。实验结果表明，该复合材料在可见光照射下对结晶紫(CV)的光降解表现出增强的光催化活性。其中20% NiFe?O?/Bi??O??Br??纳米复合物展现出最佳光催化性能，这主要归因于光生电子-空穴对的高效分离。羟基自由基(?OH)和空穴被证实为该光催化体系中的主要活性物种。此外，凭借优异的铁磁性与稳定性，该纳米复合材料可通过磁铁轻松从污染物溶液中分离，显示出在大规模处理各类染料废水方面具有应用前景。
关键词： 机制，NiFe2O4，Bi24O31Br10，光催化，纳米复合材料
更新于2025-09-23 15:23:52
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导电黑二氧化钛光催化高效转化二氧化碳为甲烷
摘要： 二氧化碳利用面临的主要挑战之一是开发具有足够活性、选择性和稳定性的可用且成本效益高的催化剂，以生成有用的甲烷。研究发现，导电黑二氧化钛（TiO?@x）能有效光催化还原二氧化碳为甲烷。这种独特材料具有晶体核-非晶壳结构（TiO?@TiO?@x），表面存在大量氧空位，有助于二氧化碳分子的吸附和化学活化。在全光谱照射下，经优化的500-TiO?@x材料通过缩小带隙并在导带尾下方形成中间态，展现出高达14.3 mmol·g?1·h?1的甲烷时空产率，选择性达74%且具备优异的光稳定性。该发现不仅对开发表面电子修饰的黑二氧化钛催化剂以提升光催化效率具有重要贡献，更为建立真正可行便捷的二氧化碳转化制甲烷及可再生太阳能存储工艺提供了关键路径。
关键词： 氧空位、光催化、二氧化碳化学、导电黑钛、甲烷生成
更新于2025-09-23 15:23:52
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微波辐照简易制备KBiO?/g-C?N?复合光催化剂用于产氢
摘要： 背景：采用Mars-6微波反应器在100W功率下辐照30分钟，制备了不同KBiO3质量比（5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%）的KBiO3/g-C3N4复合材料。通过XRD、FT-IR、SEM、EDS-Mapping、N2物理吸附和DRS对样品进行表征，并评估其光催化产氢活性。 结果：XRD证实当KBiO3含量≤60%时仍可清晰辨识g-C3N4特征峰。EDS-Mapping显示KBiO3在g-C3N4基底上均匀分散。光催化测试表明，当g-C3N4浓度高于KBiO3但未超过临界值时，产氢量达到峰值。 结论：微波辐照成功制备出具有优异协同效应的KBiO3/g-C3N4复合材料，显著提升了产氢反应性能。其中40%KBiO3/60%g-C3N4复合材料的产氢量达698 μmol H2/g，分别是纯g-C3N4的3倍和纯KBiO3的7倍，该比例下的材料分散结合效果最佳。
关键词： KBiO3/g-C3N4，光催化，产氢，微波法
更新于2025-09-23 15:23:52
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构建具有增强可见光光催化活性的花状MoS2/Ag2S/Ag Z型光催化剂用于水净化
摘要： 花状MoS?/Ag?S/Ag纳米复合材料首次被精心设计并成功合成。所制备的MoS?/Ag?S/Ag纳米复合材料作为一种新型光催化剂，在刚果红（CR）、盐酸四环素（TC-HCl）的光降解及铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）的杀菌方面展现出高效的光催化性能。针对TC-HCl的光降解过程，研究了初始溶液pH值和光催化剂用量的影响。此外，通过GC-MS分析验证了TC-HCl降解的中间产物，并提出了可能的光降解路径。电子顺磁共振（EPR）技术和捕获实验验证了电子传输路径为Z型体系（PS-C-PS）。其中，Ag作为电子媒介体提高了电子传输速率并加速了光生载流子的分离效率。
关键词： MoS?/Ag?S/Ag，光催化，盐酸四环素，水消毒，Z型机制
更新于2025-09-23 15:23:52
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静电定向组装纳米结构复合材料以增强光催化性能
摘要： 已明确证实，通过沉积氧化还原催化剂可提升光催化剂的活性——这类催化剂能有效提取光生载流子、加快界面反应速率，从而抑制不利的复合过程。为获得最佳性能，需要对氧化还原催化剂颗粒的负载量、粒径及表面催化特性实现高度可控。本文报道了一种新型、高度可控且用途广泛的二氧化钛催化剂复合材料制备方法：首先通过脉冲激光烧蚀金属氧化物靶材于水中产生"裸露"（无配体）的CuOx或FeOx纳米颗粒；随后通过调节pH值建立胶体与基底间的静电吸引力，实现CuOx和FeOx纳米颗粒在锐钛矿型TiO2基底上近乎定量的胶体沉积。当催化剂最优添加量（约0.5 wt%）时，所得TiO2-CuOx和TiO2-FeOx组装体在模拟太阳光照射下降解2,4-二氯苯氧乙酸的光催化速率较原始TiO2提升约1.5倍。这种通过脉冲激光烧蚀产生无配体催化剂纳米颗粒并与TiO2进行静电导向组装的方法，被证明是制备高光催化性能复合材料的有效途径。
关键词： 光催化、二氧化钛、激光烧蚀、胶体沉积、纳米颗粒
更新于2025-09-23 15:23:52
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光热材料修饰的TiO2增强太阳能诱导的光热协同催化CO2转化
摘要： 具有窄带隙的半导体材料因其对红外区域的高吸收强度，是理想的光热转换材料。本研究基于紫外响应型TiO?化合物，与窄带隙半导体材料CuS复合制备了CuS/TiO?复合材料，用于全光谱照射下的CO?转化。实验结果表明，2% CuS/TiO?因太阳光诱导的光热协同效应展现出更高的光催化CO?还原效率。CuS能吸收并转化红外光为热能，从而拓宽太阳光在CO?转化中的利用范围。通过原位傅里叶变换红外光谱（FT-IR）从分子层面阐释了光催化机理。该工作为窄带隙半导体化合物与TiO?集成利用太阳能实现CO?转化提供了可行途径。
关键词： 二氧化钛、光催化、太阳能、硫化铜、二氧化碳转化
更新于2025-09-23 15:23:52