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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 压力锅、紫外线与反渗透三种净水方法的比较研究

    摘要： 本研究考察了高压锅法、紫外线法和反渗透法三种水净化方法的性能。所研究方法的性能均以生产符合世界卫生组织（WHO）标准的饮用水为衡量标准。本对比研究基于取自地下300英尺深度以上的地下水。结果表明，这三种方法均能达到相同的净化纯度水平。

    关键词： 饮用水、压力锅法、水净化、反渗透法、紫外线法

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • ZnO/ZnO?/Pt Janus 微马达的推进模式随尺寸和界面结构变化：可见光下增强硝基芳香族炸药降解

    摘要： 本文介绍了一种基于自驱动介孔ZnO/Pt Janus微马达的气泡推进加速系统，该系统能在可见光下通过光降解高效去除爆炸物和染料污染物。其驱动力源于不对称沉积在层级介孔ZnO纳米片上的铂催化层对H2O2（燃料）的分解作用。研究发现：平均粒径约1.5μm的介孔微马达表现出增强的自扩散泳运动，而大于5μm的微马达则呈现快速气泡推进现象。这种气泡驱动的ZnO/Pt Janus微马达在H2O2浓度低于5 wt%时仍能实现超过350 μm/s的卓越速度——这对ZnO等致密材料基Janus微马达而言非同寻常。其高速特性源于高活性粗糙表面积带来的高效气泡成核、钉扎与生长机制，而表面光滑且比表面积低的ZnO/Pt颗粒则保持静止。X射线衍射(XRD)揭示系统中引入了新型ZnO2原子界面，显著提升了可见光下的光催化活性。这种快速运动与高催化性能的耦合，使ZnO/Pt Janus微马达无需紫外照射即可在可见光条件下高效清除污染水体中的硝基芳香族爆炸物和染料污染物，为实际环境修复中的微型机器人应用开辟了新途径。

    关键词： 介孔、气泡推进、扩散泳、水净化、微型马达

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 利用光催化漏光型塑料光纤在黑暗条件下进行水净化

    摘要： 本研究通过将漏光型塑料光纤与光催化剂相结合，制备出一种可用于暗区水净化的装置。该漏光型光纤通过在纤芯中添加散射剂制得，二氧化钛光催化剂则采用双层涂覆法复合而成。实验通过向光纤引入光线（无需直接光照）实现了亚甲基蓝的光催化分解。

    关键词： 光催化剂、塑料光纤、水净化

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 介孔单晶二氧化钛纳米粒子的可控合成及其高效光催化产氢应用

    摘要： 介孔单晶作为一类独特的功能材料家族，因其明确的开放介孔结构和高度单晶特性，在多种应用中展现出优异性能。然而在纳米尺度上精确调控介孔单晶结构仍是未解决的科学和技术难题。本文报道了一种简便通用的方法，用于合成具有可调形貌、可控粒径、良好分散性、高亲水性、明确介孔结构及单晶特性的介孔单晶二氧化钛纳米颗粒（简称MSC-TNs）。研究发现前驱体溶液中水的用量可精细调控MSC-TNs的粒径与形貌。不同尺寸的MSC-TNs在水分解制氢反应中表现出卓越的光催化活性：在300W氙灯照射下，负载1wt%铂的MSC-TNs不仅对罗丹明6G具有优异光降解性能，还能高效产氢——在甲醇溶液中产氢速率达8.98 mmol h-1 g-1，显著高于商用P25纳米颗粒（4.02 mmol h-1 g-1）。

    关键词： 水净化、光降解、光催化、二氧化钛、介孔

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • g-C3N4量子点/Bi3.64Mo0.36O6.55纳米球复合材料的增强光催化活性

    摘要： 本研究中，通过原位沉淀法制备了异质结构g-C3N4量子点（CNQDs）/Bi3.64Mo0.36O6.55纳米球。与纯Bi3.64Mo0.36O6.55相比，所制备的CNQDs/Bi3.64Mo0.36O6.55纳米复合材料在罗丹明B（Rh B）和双酚A（BPA）光降解方面表现出显著提升的光催化性能。此外，在可见光照射（λ > 420 nm）下，5 wt% CNQDs/Bi3.64Mo0.36O6.55样品展现出最高的光催化效率。CNQD负载引起的光生电子-空穴对有效分离与传输以及比表面积的增加，是CNQDs/Bi3.64Mo0.36O6.55光催化剂光催化活性增强的关键因素。

    关键词： 水净化，Bi3.64Mo0.36O6.55纳米球，二元异质结构，g-C3N4量子点，光催化活性

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 由超长羟基磷灰石纳米线和氧化镍组装而成的耐盐Janus蒸发器，用于高效可循环的太阳能海水淡化

    摘要： 太阳能驱动的界面水蒸发是海水淡化和水净化领域极具前景的能源利用技术。然而，加热表面盐分积累会严重削弱水的蒸发性能和长期稳定性。本研究展示了一种新型光热纸材料——由超长羟基磷灰石纳米线与玻璃纤维制成的耐高温纸张负载黑色氧化镍（NiO）纳米颗粒，用于太阳能驱动海水淡化。该亲水性HN/NiO光热纸凭借优异的光热转换能力、空气铺层纸张中的快速水分传输特性及良好隔热性能，实现了高效、稳定且可循环的水蒸发。此外，我们开发了基于疏水油酸钠修饰超长羟基磷灰石纳米线的Janus型HN/NiO光热纸，在1 kW m?2光照下展现出83.5%的高蒸发效率。特别地，通过底部疏水超长羟基磷灰石纳米线层与空气铺层纸张中的水分传输通道促进盐分交换，该Janus蒸发器在模拟海水（3.5 wt% NaCl）中使用时表面无盐分积累，兼具高性能与长期稳定的淡化能力。该疏水超长羟基磷灰石纳米线基底Janus蒸发器还可扩展支持其他光热材料（如黑色氧化钛Ti2O3和科琴黑碳），所制备的Janus HN/Ti2O3与Janus HN/KB光热纸同样表现出耐盐淡化功能。这种兼具高效性、稳定性和可循环性的Janus型耐盐光热纸，在太阳能驱动海水淡化与水净化领域具有重要应用潜力。

    关键词： 海水淡化、界面水蒸发、水净化、太阳能驱动、光热纸、超长羟基磷灰石纳米线、氧化镍

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 聚氨酯负载氧化石墨烯泡沫功能化碳点与二氧化钛颗粒用于染料光催化降解

    摘要： 功能纳米材料的设计与优化合成可满足能源与环境科学的需求。作为典型光催化剂，二氧化钛（TiO?）能将染料降解为无毒物质。本研究通过原位水热法合成了碳量子点（CQDs）修饰的TiO?（CQDs/TiO?）颗粒，并采用简便策略进一步制备了三维（3D）氧化石墨烯（GO）泡沫负载CQDs/TiO?复合材料。利用CQDs的上转换特性，所合成材料在可见光下展现出高效催化活性。为便于光催化剂回收，通过超声混合CQDs/TiO?与GO后，采用多次浸渍法将其负载于三维聚氨酯泡沫（PUF）上。研究发现GO、CQDs/TiO?与PUF在染料吸附及光催化降解过程中呈现协同效应。该结构稳定的3D CQDs/TiO?/GO泡沫体系经至少五次使用后仍能保持高光催化降解效率，预期该三维材料在油水分离、油类去除及海水光热淡化等领域具有应用潜力。

    关键词： 碳量子点、氧化石墨烯、二氧化钛、光催化、水净化

    更新于2025-09-22 12:20:02

  • 通过等离子体辅助制备工艺实现光激活应用的多功能MnO?纳米材料

    摘要： 采用等离子体增强化学气相沉积法（PE-CVD），以氟化二胺二酮锰(II)为前驱体，在100°C至400°C温度范围内于掺氟氧化锡基底上制备了锰基纳米材料。生长实验获得了具有层级形貌的β-MnO2，其形貌可从树枝状结构调控为准一维纳米体系（随生长温度变化而改变），该温度调控同时实现了体系氟含量、光学吸收及带隙的协同定制。初步光催化测试旨在研究该纳米材料的光致亲水（PH）性能、固相光催化（PC）性能以及对普拉斯科林B偶氮染料水溶液的光降解能力。结果表明：即使在可见光条件下，该体系仍展现出优异的光活性，且这种光活性可通过纳米结构的氟含量、形貌组织及光学性质进行精细调控。研究证实所合成的MnO2纳米体系在防雾/自清洁终端应用及水净化领域具有作为先进智能材料的潜力。

    关键词： 防雾、光激活应用、氟掺杂、光催化、水净化、自清洁、等离子体辅助制备、二氧化锰纳米材料

    更新于2025-09-23 12:36:34

  • 基于超结构的抗污染膜用于高效光热蒸馏

    摘要： 光热膜蒸馏（MD）技术通过结合太阳能收集与热量局域化，正迅速成为水净化与海水淡化的新兴技术。然而，现有最先进的光热膜蒸馏技术仍面临膜污染、材料稳定性差、长期性能不佳及合成工艺复杂等问题。本研究通过在纳米纤维膜上固定纳米颗粒组装的超结构，构建具有全疏表面润湿性的多级粗糙度膜。这种富含纳米/微米通道且表面能低的超结构能同步实现太阳能捕获、化学/油性污染物排斥及蒸汽传输促进功能?；诙嗉洞植诙冉峁剐вΦ亩捞鼗瓶捎行У骺乇砻嫒笫?，成功应用于光热膜蒸馏领域，展现出高效太阳能-热转换、优异抗污染性能及耐久性等突出优势。在10 kW m-2太阳辐照强度下，该膜获得高达9.01 kg m-2 h-1的清洁水产率，对应太阳能-水转换效率达66.8%。更重要的是，在含油污染及高盐溶液等复杂进水条件下，该膜连续运行48小时仍保持优异的产水速率稳定性，显著优于商用蒸馏膜（通常仅维持1小时）。通过技术经济性与规?；治鲅橹さ母咝裟?热转换性能与长期稳定性优势，使该复合膜在太阳能驱动膜蒸馏系统中处理多种污染物混合水体方面展现出广阔应用前景。

    关键词： 多级粗糙度、全疏性、太阳能、水净化、抗油污、光热膜

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 独特的1D/3D K?Ti?O??/TiO?微纳异质结构：可控水热晶体生长及其在水净化中的增强光催化性能

    摘要： 利用太阳能驱动的半导体光催化降解污染物被视为解决全球能源与环境问题的有前景技术。本研究通过可控水热法，将三维（3D）TiO?微花（MFs）与一维（1D）K?Ti?O??纳米带（NBs）复合，构建了新型层级化钛氧基微纳异质结构（HAs）。发育良好的TiO?微花其花瓣由宽度约100-200 nm的多个一维纳米结构组成。基于时序实验结合结构形貌表征，特别提出了独特1D/3D K?Ti?O??/TiO?异质结构的晶体生长机制。优化后的K?Ti?O??/TiO?复合材料在模拟太阳光照射下对有机染料和抗生素表现出显著增强的光催化性能，其降解效率较单一K?Ti?O??和TiO?催化剂提高两倍以上。此外，在可见光（λ>400 nm）照射下，该复合材料对染料的降解活性甚至优于商用P25。除层级微纳结构提升光吸收与比表面积的优势外，光催化性能增强主要归因于K?Ti?O??/TiO?异质结形成的电荷转移分离界面通道，这一结论通过光致发光和光电化学测试得到证实。循环测试表明，紧密复合的K?Ti?O??/TiO?异质结构赋予了催化剂优异的稳定性和长效耐久性。本研究可拓展至设计其他具有卓越光催化性能的层级化钛基微纳复合材料，应用于环境净化与太阳能转化领域。

    关键词： 光催化性能、K2Ti6O13纳米带、水净化、半导体光催化、TiO2微花、微纳异质结构、水热法

    更新于2025-09-16 10:30:52