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oe1(光电查) - 科学论文

10 条数据
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  • 介孔MIL-100(Fe)负载ZnO纳米球实现高效光芬顿活性用于污染物降解

    摘要： 金属有机框架材料（MOFs）因其高比表面积和多孔特性，在环境修复领域作为光催化剂备受关注。微孔MOFs中的小孔径（<2纳米）虽有利于小分子吸附，却限制了大分子的扩散及进入MOF空腔，从而制约了其部分应用场景。本研究旨在制备具有更大孔径（>2纳米）和开放孔道的中孔MOF复合材料，为催化过程中分子的进出提供有效通道。我们通过原位自组装法成功制备出稳定的负载ZnO纳米片的中孔MIL-100(Fe)。采用Brunauer-Emmett-Teller（BET）法和N?吸附-脱附等温线对样品的比表面积与孔隙结构进行表征。结果表明，中孔MIL-100(Fe)的催化性能较微孔MIL-100(Fe)提升约2-3个数量级，这种增强的催化活性可归因于其中孔细胞结构能促进MOF通道内的分子扩散与可达性。通过引入适量ZnO纳米片和H?O?，可进一步提高中孔MIL-100(Fe)的电荷分离效率与光芬顿活性。此外，该合成样品在较低pH值条件下配合特定浓度H?O?展现出更高的光芬顿降解效率。最后，我们初步提出了可能的催化机理。本研究不仅适用于污染物降解，更为中孔MOFs作为高效光芬顿催化剂在其它领域的应用提供了重要平台。

    关键词： 金属有机框架，氧化锌，MIL-100(铁)，自组装，光芬顿，介孔

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 采用纯立方相β-Fe2O3的光-Fenton反应中有机污染物的非均相降解

    摘要： 本文采用带隙为1.9电子伏特（直接带隙半导体）的纯立方β-Fe2O3晶体作为光芬顿反应的低成本无毒催化剂，该材料因能吸收可见光（<650纳米）而具备催化活性。研究证实其对包括罗丹明B（RhB）、甲基橙（MO）、茜素红（AR）和苯酚在内的多种有机污染物具有显著降解效果，其中重点探究了RhB的降解过程。通过邻苯二甲酸指示剂验证羟基自由基（·OH）是该反应的主要活性物种。利用液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）揭示了苯酚在光芬顿反应中的降解路径及中间产物，发现苯酚羟基化产生的中间体最终转化为H2O和CO2。

    关键词： 光芬顿、过氧化氢、β-氧化铁、降解、羟基自由基

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 水环境中微污染物太阳能光催化去除的不同方法：二氧化钛与混合磁性氧化铁的比较

    摘要： 本研究报告了采用两种不同非均相高级氧化工艺对四种微污染物（MCs）——卡马西平（C）、氟甲喹（F）、布洛芬（I）和磺胺甲噁唑（S）——进行光诱导非均相光降解的研究。第一种是半导体光催化法，在自制悬浮态TiO?（TiO? HP）存在下进行；第二种是非均相光芬顿法，在具有铁氧化物核心和生物基物质（BBS，从城市生物废弃物中分离获得）有机壳层的混合磁性纳米材料（MB?）存在下进行。这两种材料通过不同机制发挥作用，且已在实验室模拟条件下经过测试（并假设了作用机制）：TiO?通过光生空穴/电子对引发氧化还原反应发挥光催化剂作用，而混合磁性纳米材料则在H?O?存在下通过类光芬顿机制发挥作用。结果表明TiO? HP性能更优（甚至优于知名参照物TiO? P25）。在中试装置自然太阳辐射下进行的初步光降解实验验证了TiO? HP的良好效果。此外，在所采用的实验条件下，从MB?溶出的Fe(II)可通过均相光芬顿反应降解微污染物，此时MB?充当铁源储备体。

    关键词： 二氧化钛、微量污染物、光芬顿、光催化、水处理、磁性材料。

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 紫外光/S2O82?和紫外光/H2O2/Fe2+体系对水溶液中单宁酸的氧化降解：一项对比研究

    摘要： 单宁酸（TA）是植物鞣革工艺和食品加工废水中的主要污染物。本研究采用两种高级氧化工艺（AOPs）降解单宁酸：一是254 nm紫外光照射下过氧化氢（H2O2）与亚铁离子（光芬顿法）体系，二是过二硫酸钾体系。通过评估K2S2O8、H2O2、Fe2+和TA浓度、初始pH值及温度等实验参数，以获得芳香族化合物（276 nm处紫外吸光度衰减）和总有机碳（TOC）去除的最高效率。在优化条件（pH=9，53.10 mM K2S2O8）下，紫外/过硫酸盐体系处理0.1 mM单宁酸60分钟后，芳香族化合物去除率达96.32%，TOC去除率为54.41%。光芬顿法在自然pH=3条件下（29.4 mM H2O2，0.18 mM Fe2+，25℃处理120分钟），对0.1 mM单宁酸水溶液实现了近乎完全的芳香族化合物去除（99.32%）和高效TOC去除（94.27%）。结果表明光芬顿法比紫外/过硫酸盐体系具有更优的单宁酸降解效率，证实羟基自由基比硫酸根自由基具有更强氧化能力。通过H2O2光催化分解产生的羟基自由基直接化学氧化，可实现天然水体中有机污染物的完全去除。

    关键词： 羟基自由基、降解、光芬顿、矿化、紫外/过硫酸盐、硫酸根自由基、单宁酸

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 太阳光芬顿法降解四环素：优化及中试光反应器应用

    摘要： 本研究旨在分析太阳光芬顿法对抗生素四环素的降解效果。通过22（2×2）因子设计获得最佳条件，输入变量包括反应时间和催化剂浓度（亚铁离子[Fe2?]）。采用Statistica 7.0软件进行统计分析后，确定的最优条件（时间=120分钟，Fe2?=166.81毫克/升）应用于中试规模光反应器，实现了88.7%的药物去除率。此外，本阶段还研究了该过程产物的反应动力学、生物降解性和植物毒性。动力学研究得出速率常数为1.82×10?2分钟?1，按此常数计算，初始四环素浓度降低50%需38.16分钟。生物降解性测试显示五日生化需氧量/化学需氧量比值随时间逐渐升高。植物毒性测试表明莴苣幼苗根生长抑制率降低了18.5%，说明所采用的处理方式降低了物质毒性。

    关键词： 光芬顿、光反应器、太阳能光催化、生物降解性、四环素、植物毒性

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • ZnFe?O?/SiO?磁性双介孔壳层空心球对亚甲基蓝的协同吸附与光芬顿降解

    摘要： 吸附与芬顿技术已被广泛应用于废水处理。通过溶剂热法成功合成了ZnFe2O4/SiO2磁性双介孔壳层空心球（MDSHSs）。所制备的MDSHSs对亚甲基蓝（MB）展现出优异的吸附性能和选择性，仅需约1分钟即可达到吸附平衡。其中约50%的MB通过吸附去除，剩余50%在后续光芬顿过程中被降解。研究考察了实验条件对吸附及光芬顿过程的影响，提出了MDSHSs形成机理与光芬顿反应机制。在60 mg/L MB浓度下处理90分钟，总有机碳（TOC）去除率高达90%。实验结果表明，MDSHSs在3.3-11.0的宽pH范围内对光芬顿过程表现出显著的吸附与催化活性，同时该复合材料具有优异的稳定性和可重复使用性。

    关键词： 光芬顿、磁性能、多孔材料、ZnFe2O4/SiO2、吸附

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 在还原氧化石墨烯上可控构建纳米级FeOOH@ZnO异质结构用于锂离子存储及光芬顿反应

    摘要： 本工作首次通过分步氧化石墨烯（GO）脱氧工艺，制备了分散于还原氧化石墨烯（RGO）片层上的纳米级针铁矿-氧化锌异质结构（FeOOH@ZnO）三元复合材料（FeOOH@ZnO/RGO）。以亚铁离子（Fe2+）和金属锌作为还原剂，在反应中转化为相应的FeOOH和ZnO纳米颗粒形成异质结构。特别地，本工作通过限制生长动力学实现了纳米颗粒尺寸的调控。最终构建出具有多孔结构的RGO骨架，其上均匀分散着由FeOOH与ZnO纳米晶包裹构成的异质结构纳米颗粒。该FeOOH@ZnO/RGO复合材料作为锂离子电池负极展现出独特的储锂性能，相较于二元FeOOH/RGO和ZnO/RGO复合材料，该三元复合材料不仅表现出最优的电池性能，还在模拟太阳光照射下对亚甲基蓝（MB）降解展现出最佳的光芬顿活性。该FeOOH@ZnO/RGO复合材料的制备路线简便高效，极具规?；糯笄绷Α?

    关键词： 氧化锌、针铁矿、石墨烯、亚甲基蓝降解、光芬顿、锂离子电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 生物基物质-磁性氧化铁杂化纳米材料存在下咖啡因光降解的新见解

    摘要： 利用有机废弃物作为生物基物质来源，应用于环境治理领域正受到日益关注。本研究采用堆肥衍生的生物基物质（BBS-Cs）制备混合磁性纳米颗粒（HMNPs），并测试其作为高级氧化工艺辅助剂的效果。这类混合磁性纳米颗?？稍诖斫崾蠡厥?，重复用于后续水净化循环。研究旨在为咖啡因的光降解提供新见解——咖啡因被选作自然水体中人为污染的标志物，同时也是新兴污染物（CECs）的代表。通过共沉淀法，在碱性介质中以Fe(II)/Fe(III)盐和BBS-C水溶液为原料合成了混合磁性纳米颗粒。采用X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对颗粒进行表征。评估了pH值、添加过氧化氢及溶解氧对HMNPs存在下咖啡因光降解的影响。结果表明：在HMNPs与过氧化氢共同作用下，可能通过非均相光芬顿机制实现咖啡因去除。通过考察选择性羟基自由基清除剂对咖啡因降解动力学的影响，验证了羟基自由基在该过程中的作用。

    关键词： 混合纳米材料、光芬顿、咖啡因、高级氧化工艺、磁性材料、生物基物质

    更新于2025-09-22 12:37:50

  • 一种用于增强光催化活性降解亚甲基蓝的LaFeO3/膨润土纳米复合材料合成新方法，拟投稿于贵刊《材料研究快报》

    摘要： 以膨润土为载体的LaFeO3活性光催化剂纳米复合材料（NC）通过柠檬酸辅助溶胶-凝胶法合成，其光催化活性经验证显著。热重-差示扫描量热（TG-DSC）研究表明，该NC在600°C后出现轻微质量增加，由此确定制备NC的煅烧温度。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、粉末X射线衍射（PXRD）和扫描电子显微镜（SEM）对光催化剂进行表征分析。采用紫外-可见漫反射光谱测定所有合成样品的能带间隙。在可见光照射下降解亚甲基蓝（MB）评估各样品的光催化活性，其中LaFeO3/膨润土（2.5）NC展现出卓越性能，60分钟内MB总去除率达95%。膨润土丰富的羟基基团与LaFeO3/膨润土（2.5）复合体系的光催化及类光芬顿协同机制共同增强了降解效果。因此，该材料在工业染料废水处理领域具有广阔应用前景。

    关键词： 亚甲基蓝、光催化、纳米复合材料、光芬顿

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 一锅法合成镁氨基粘土-氧化铁纳米复合材料以提升光芬顿催化性能

    摘要： 四氧化三铁纳米粒子（NPs）已广泛应用于水/废水处理的光芬顿催化领域。然而其固有缺陷持续制约着应用潜力。本研究通过在500℃炉中采用4% H2/Ar气氛处理3小时，在去离子水中合成了镁氨基粘土-氧化铁[MgAC-Fe3O4]纳米复合材料。X射线衍射（XRD）图谱证实Fe3O4 NPs在非晶态MgAC中生长；扫描电镜（SEM）图像显示该纳米复合材料呈平均直径170±117 nm的团聚体形态。其中MgAC[0.7 g]-Fe3O4纳米复合材料展现出最佳光芬顿催化性能，在批次实验中以0.0083 min?1的恒定速率完全去除亚甲基蓝（MB）。该性能较商用Fe3O4提升13.83倍。在中试规模（100 L）下，该材料仅需12小时即可完全去除自来水中MB。优异的光芬顿催化机制归因于MgAC更高的吸附速率及其较大的BET比表面积。

    关键词： 催化、水/废水处理、四氧化三铁、光芬顿、氨基粘土、纳米复合材料

    更新于2025-09-09 09:28:46