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基于金属有机框架和热塑性聚酰胺12的混合基质膜选择性激光烧结3D打印技术在水处理中的应用
摘要： 基于金属有机框架（MOF）的宏观材料制备被视为实现粉末状MOF晶体实际应用的有效策略。本研究采用先进的三维（3D）粉末打印技术——选择性激光烧结（SLS），以热塑性聚酰胺12（PA12）粉末为基体材料，五种MOF晶体（包括ZIF-67、NH2-MIL-101(Al)、MOF-801、HKUST-1和ZIF-8）为填料，制备了MOF-聚合物混合基质薄膜（MMFs）。通过构建具有网格图案的三层HKUST-1-PA12复合物，验证了三维MOF-聚合物结构的可打印性。采用五种不同质量负载的MOF填料打印具有网格图案的单层MMFs，研究其独立特性、厚度、比表面积、亲水性、水渗透通量及机械稳定性。利用具有不同网格图案的NH2-MIL-101(Al)-PA12 MMFs进行亚甲基蓝（MB）吸附测试，展示了MMFs在水净化中的应用潜力。实验证实MOF组分保持了高最大吸附容量，且打印的MMFs可便捷再生以实现循环利用。本研究为利用先进3D打印技术制造宏观MOF-聚合物材料提供了实践应用思路。
关键词： 水净化、金属有机框架、3D打印、选择性激光烧结、混合基质膜
更新于2025-09-16 10:30:52
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介孔TiO2/掺硼金刚石光催化剂的合成及其在深紫外光（λ = 222 nm）照射下的光催化活性
摘要： 需要高效的光催化剂，尤其是用于水净化。本研究采用表面活性剂辅助溶胶-凝胶法，在掺硼金刚石（BDD）层上制备了介孔TiO?薄膜，其中自组装的两亲性表面活性剂胶束作为有机模板。扫描电子显微镜显示TiO?薄膜中存在均匀的介孔结构，孔径约20纳米，呈六方密堆积排列。广角X射线衍射和拉曼光谱证实其骨架结晶为锐钛矿相。电流-电压（I-V）测试表明TiO?/BDD异质结具有整流特性，确认形成了p-n异质界面。合成的介孔TiO?/BDD即使TiO?用量很少（15毫米×15毫米×约1.5微米厚度）也表现出良好的光催化性能。由于BDD和TiO?均发生光激发，必须使用深紫外光（λ=222纳米）作为光源以增强光催化活性。
关键词： 光催化剂、水净化、薄膜、表面活性剂辅助溶胶-凝胶法、p-n异质结、深紫外光、介孔金属氧化物
更新于2025-09-10 09:29:36
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水净化中的纳米材料 || 用于水净化和氢气生成的TiO2和ZnO基纳米结构混合光催化剂最新进展
摘要： 能源与清洁的环境条件是人类文明生存与发展的两大基本需求。工业革命是人类社会快速发展的主要推动力，然而工业领域废弃物处理不当和化石燃料的过度使用，已使人类社会面临全球变暖、水污染及空气污染等诸多挑战。农业中农药的广泛使用也导致土壤和地下水毒性升高，对人类和野生动物构成重大威胁[1]。世界卫生组织最新报告显示，21世纪全球每年约有370万人因水污染和空气污染危害死亡，且全球仍有92%的人口无法获得纯净水[2]?；剂献试绰闶澜缛丝诓欢显龀さ哪茉葱枨蟮哪芰τ邢?，且将在不久的将来濒临枯竭，这引发了可能危及人类社会的能源?；Ｓ恰Ｒ虼?，寻找终极清洁能源以及开发环境有害物质修复技术已成为国际高度关注议题。 人们已多次尝试利用风能、潮汐能、生物质能和太阳能等替代能源，并设计环境污染物修复方法?？⒏褰唷⒌吞己涂沙中募际醭晌蚩蒲Ъ液凸こ淌γ媪俚母筇粽絒3]。虽然已开发出一些替代能源利用技术，但这些技术要么效率低下，要么成本过高。去除有害环境污染物的努力也往往效率不足或存在副作用[4]。在可再生能源中，太阳能储量丰富，具有克服当前环境影响的潜力，但其夜间不可用以及在雨雾季节的供应不稳定，使其难以被充分利用。因此，通过光催化水分解将阳光能量转化为氢的化学能可能是更有前景的方法[5]。太阳能在水处理领域也日益受到关注，已制备多种基于金属氧化物的光催化剂用于降解染料和农药等有机污染物。本章重点介绍利用两种著名光催化剂——氧化锌（ZnO）和二氧化钛（TiO2）进行光催化与光电化学水分解制氢以及光催化水处理。
关键词： 氧化锌、水净化、纳米结构杂化光催化剂、氢气生成、二氧化钛
更新于2025-09-09 09:28:46
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综合膜科学与工程 || 3.5 膜反应器中的光催化过程
摘要： 光催化膜反应器（PMRs）是一种颇具前景的替代技术，既适用于水和空气净化领域，也可用于有机合成。基于绿色化学原则的研究工作旨在开发能减少或消除有毒物质使用与生成的化工产品及工业流程，从而降低对人类健康和环境的风险。
关键词： 空气净化、绿色化学、光催化膜反应器、水净化、有机合成
更新于2025-09-04 15:30:14