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Bi4NbO8Cl {001}纳米片与g-C3N4耦合构建二维/二维异质结用于光催化降解及CO2还原
摘要: 光催化活性主要受限于光吸收不足和载流子间强烈的复合。本研究首次采用熔盐生长法合成了暴露{001}晶面的Bi4NbO8Cl纳米片,其降解四环素(TC)和双酚A(BPA)的光催化性能较固相反应法制备的Bi4NbO8Cl颗粒显著提升。随后通过高能球磨和后烧结工艺构建了二维/二维Bi4NbO8Cl/g-C3N4异质结光催化剂以实现紧密的界面相互作用。所有Bi4NbO8Cl/g-C3N4复合材料的催化活性均大幅超越Bi4NbO8Cl纳米片和g-C3N4单体,更远优于机械混合样品。我们考察了催化剂浓度、pH值及TC浓度等参数对光催化降解的影响,并发现该复合材料在CO2还原产CO反应中也表现出增强的光催化活性。性能提升源于二维结构优势与II型异质结界面协同效应的协同促进电荷分离,选择性光沉积Pt和MnOx证实还原位点位于Bi4NbO8Cl纳米片而氧化位点在g-C3N4。本研究为环境与能源应用的高效可见光催化剂制备提供了新思路。
关键词: g-C3N4、光降解、Bi4NbO8Cl纳米片、二氧化碳还原、异质结
更新于2025-09-11 14:15:04
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聚苯乙烯/石墨复合材料作为半导体可见光光催化剂在有机污染物降解水净化中的应用
摘要: 本研究的目的是制备一种聚合物/石墨复合薄膜,作为廉价、无毒且能被可见光激活的光催化剂。通过紫外-可见分光光度法和X射线衍射对其进行了表征。采用扫描电子显微镜观察了光降解过程前后光催化剂的表面形貌。该光催化剂在可见光下表现出活性,用于以亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(Rh-B)为目标污染物的光降解实验。研究考察了不同pH值、初始染料浓度及辐射光源光强对其影响。结果表明光降解过程受初始染料浓度影响,同时发现两种染料光降解反应的最佳条件为碱性介质和80 wt的光强。本文报道条件下制备的薄膜有望成为水净化领域的理想材料。
关键词: 罗丹明B,亚甲基蓝,光催化剂,光降解
更新于2025-09-10 09:29:36
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高效太阳能辅助TiO2纳米晶光降解布洛芬药物
摘要: 通过简便的水热法,以硫酸钛为前驱体、不同甘氨酸/氢氧化钠比例作为pH调节剂,制备了具有可调锐钛矿/板钛矿比例的纯锐钛矿、纯板钛矿及锐钛矿/板钛矿异质结(ABH)TiO2材料。采用XRD、拉曼、FT-IR、场发射扫描电镜、透射电镜、能谱仪、BET比表面积、紫外-可见漫反射光谱、XPS和光致发光等手段对样品进行表征。通过模拟太阳光下布洛芬的光降解评估催化剂的性能,A/B异质结TiO2光催化剂的光降解速率分别是纯板钛矿、纯锐钛矿和商用P-25的12.5倍、8.5倍和1.6倍。使用pH 10(即1:3甘氨酸/氢氧化钠体积比)条件下制得的光催化剂,在模拟太阳光照射5小时内实现了布洛芬的完全矿化(100%),而商用P-25仅为75%。最佳样品含61.8%锐钛矿/38.2%板钛矿,因其具有介孔结构、高比表面积和低光致发光强度而展现出最优光催化活性。
关键词: 布洛芬、太阳光、光降解、锐钛矿-板钛矿型二氧化钛、光催化剂
更新于2025-09-10 09:29:36
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利用太阳光和紫外线去除工业土壤中的多环芳烃(PAHs)
摘要: 本研究的目的是评估和比较有无添加剂条件下,基于太阳能/紫外线的工艺对土壤中多环芳烃(PAH)的去除效率。该研究为理解光催化技术修复多环芳烃污染土壤提供了有用信息。土壤样品取自工业区,在环境空气条件下对样品进行24小时PAH去除处理。同时,在专门设计的装置中进行紫外线实验(UVA和UVC)。在环境空气实验中,以干土重量的1%、10%和20%剂量使用TiO2和H2O2作为添加剂。环境空气条件下仅获得35%的PAH去除率,而UVA和UVC处理的去除率分别为90%和86%。结果表明,在实际条件下使用添加剂有助于多环芳烃的光降解。最有效的剂量是TiO2为20%(PAH去除率89%)和H2O2为1%(PAH去除率88%)。从化合物角度评估去除效率时发现,添加添加剂后轻质和重质多环芳烃化合物的去除比例均有所提高。无论是否添加添加剂,3环和4环多环芳烃化合物的去除比例均高于5环和6环化合物。
关键词: 紫外线、环境空气、光降解、多环芳烃、过氧化氢、二氧化钛
更新于2025-09-10 09:29:36
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简便合成共价修饰氧化锌纳米棒的碳纳米管以增强染料光分解
摘要: 采用一锅溶剂热法,在无催化辅助的醇碱溶液中合成了新型一维氧化锌-碳纳米管纳米杂化材料(ZnCT)。该杂化材料通过功能化碳纳米管(f-CNTs)与氧化锌纳米棒(ZnO NRs)的共价修饰制备而成。利用扫描电子显微镜(SEM)、粉末X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱及紫外-可见吸收光谱对所得ZnCT杂化材料的形貌和微观结构进行了表征。SEM图像显示,ZnO乙醇NRs沿垂直径向(0001)晶面生长更长,且比相应的ZnO甲醇NRs聚集程度更低。光降解分析表明,呈灰白色的ZnCT乙醇杂化材料因具有更强的紫外-可见光吸收能力,其对罗丹明B(RhB)染料的光催化活性优于纯ZnO乙醇NRs、ZnO甲醇NRs或ZnCT甲醇杂化材料,其中ZnO乙醇NRs的光催化活性又优于ZnO甲醇NRs。拉曼和X射线光电子能谱分析证实ZnCT乙醇杂化材料中f-CNTs与ZnO乙醇NRs存在强相互作用,Zn离子与f-CNTs类石墨烯表面带负电的含氧基团形成化学键。通过表面光电压和光电流测量发现,ZnCT乙醇杂化材料中光生电子-空穴对的增强分离寿命归因于Zn-O-C的高效共价连接以及f-CNTs与ZnO乙醇NRs的紧密接触构型。进一步对照光降解和电子自旋共振(ESR)分析揭示,RhB染料的光降解源于光生空穴及原位形成的?O2?、?OH?等自由基物种。文中还探讨了光催化机制的详细过程。
关键词: 溶剂热合成,氧化锌纳米棒,碳纳米管,染料,光降解
更新于2025-09-10 09:29:36
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在Salvia Macrosiphon Boiss种子提取物中制备氧化铈纳米颗粒并研究其光催化活性
摘要: 采用生物介质(蓝花鼠尾草种子提取物)以硝酸铈为原料,通过绿色合成法制备出具有目标粒径和球形形貌的氧化铈纳米颗粒(CNPs)。随后运用XRD、紫外-可见及傅里叶变换红外光谱、场发射扫描电镜和热重分析进行表征,测得所制粉末的带隙能范围为2.5-3.5电子伏特。动态光散射与Zeta电位测定分别显示CNPs具有微小粒径和独特的胶体稳定性。进而以罗丹明B染料(废水污染物模型)为对象,在紫外照射下研究其光催化活性并评估最佳条件。结果表明:减小粒径能显著提升光催化反应速率,而增大带隙能则产生相反效果。通过使用不同猝灭剂还探究了光催化机理。
关键词: 罗丹明B、氧化铈纳米颗粒、染料、绿色合成、光降解、鼠尾草种子提取物
更新于2025-09-10 09:29:36
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小尺寸镧系掺杂Sr2YbF7纳米晶体:上转换荧光与上转换驱动的光降解
摘要: 通过溶剂热法以油酸为稳定剂,便捷地制备了一系列镧系掺杂Sr2YbF7纳米晶体,在200°C反应24小时条件下其平均晶粒尺寸约15纳米。通过筛选掺杂镧系离子及其浓度,发现该纳米晶体在980纳米激发下可实现强烈的紫外、可见及近红外上转换发光。基于该纳米晶体的光物理特性,我们构建了Sr2YbF7:Tm3+@TiO2杂化材料,成功实现了上转换驱动的罗丹明B光降解——其中半导体TiO2利用Sr2YbF7:Tm3+发射的光子产生电子-空穴对。
关键词: 上转换、光降解、Sr2YbF7纳米晶体
更新于2025-09-10 09:29:36
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用于可见光光催化应用的ZnO:TiO2纳米复合材料合成
摘要: 采用溶胶-凝胶法合成了xZnO:(1-x)TiO2(x=1.0、0.6、0.5、0.4、0.0)纳米复合粉末。X射线衍射结果表明其具有二氧化钛与氧化锌的混合相,平均晶粒尺寸为20至45纳米。测得ZnO:TiO2纳米复合粉末在350至800纳米波长范围内的吸光度,其光学带隙介于3.30至3.10电子伏特之间。研究了该纳米复合材料在可见光作用下降解有机甲基蓝染料的适应性,发现ZnO:TiO2纳米复合粉末对可见光吸收更优且产生更多电子空穴对。当x值从1.0变化至0.4时,光降解率从75%提升至90%。通过生物需氧量和化学需氧量进一步考察了催化剂作用下染料中氧气的消耗情况。与其他金属氧化物纳米复合材料相比,ZnO:TiO2纳米复合粉末在可见光光催化应用中展现出更优异的适应性。
关键词: 化学需氧量、生物需氧量、纳米复合材料、光降解
更新于2025-09-10 09:29:36
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以卟啉为光敏剂在均相和非均相条件下美托洛尔的 光降解
摘要: 卟啉是已知的高效光敏剂,可作为处理含医药等微量污染物水的光处理技术关键要素。已有研究表明,它们对染料、氯酚等污染物的光催化降解具有显著效果。本研究证实了5,10,15,20-四(五氟苯基)卟啉(H2TF5PP)作为光敏剂处理水中美托洛尔(一种处方量高的β受体阻滞剂,在污水处理厂未被完全去除)的适用性。首先在均相条件下采用模拟太阳辐射进行研究,发现该卟啉能高效光降解美托洛尔,其降解过程符合准一级动力学,12小时后约90%的美托洛尔被降解。通过清除剂实验证实了单线态氧的降解机制。HPLC色谱图中出现多个新峰,经HPLC-MSn鉴定为降解产物。此外,将卟啉负载于硅胶载体制成非均相光催化剂用于美托洛尔降解。在真实太阳辐射下使用该非均相光催化剂的实验也获得了相似结果。对比缓冲溶液和实际污水处理厂出水中美托洛尔光降解的动力学表明,固定化卟啉的效率未受复杂出水基质的影响。
关键词: 美托洛尔、废水、卟啉、光降解、光催化
更新于2025-09-10 09:29:36
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一种用于制药的廉价光催化剂及甲醇氧化的优质电催化剂——锚定于膨润土上的CuWO4双功能材料
摘要: 在本研究中,我们通过简单的水热法开发了一种新型膨润土负载氧化铜钨纳米颗粒(BEN-CuWO4 NPs)。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、漫反射紫外可见光谱(DRS-UV)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积分析、X射线光电子能谱(XPS)和光致发光(PL)等多种光谱技术对制备的BEN-CuWO4 NPs进行了系统表征。首次将BEN-CuWO4 NPs作为双功能催化剂用于双氯芬酸钠(DFS)的光降解和甲醇的电氧化。尤为突出的是,在可见光照射下,BEN-CuWO4 NPs表现出优异的光催化活性,可降解超过94%的DFS溶液并具有卓越的稳定性。此外,与原始CuWO4相比,BEN-CuWO4 NPs在甲醇氧化方面展现出更优越的电催化活性。阻抗研究表明,BEN-CuWO4 NPs具有优异的介电性能。本研究为合成用于实际能源和环境应用的多功能纳米结构材料开辟了新途径。
关键词: 光降解、电化学研究、膨润土、钨酸铜、水热法、双氯芬酸钠
更新于2025-09-10 09:29:36