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铋-二氧化钛纳米复合材料在工业废水处理中的可重复使用性及光催化活性
摘要： 本研究采用铋-二氧化钛纳米管（Bi-TNT）复合材料处理工业废水。通过两步法和一步法阳极氧化工艺合成Bi-TNT，利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱、能谱仪和X射线光电子能谱对所得复合材料进行分析。针对两步法Bi-TNT复合材料，研究了不同铋沉积时间、铋浓度及铋沉积电压对光降解效率的影响；针对一步法Bi-TNT复合材料，则考察了不同阳极氧化电压、氧化时间及铋浓度的影响。首先确定了两步法和一步法Bi-TNT催化剂的最佳合成条件，随后采用这些优化条件处理韩国板屋-始华工业园区采集的工业废水。在可见光条件下，两步法和一步法Bi-TNT复合材料的催化活性分别是纯TNT的2.0倍和2.5倍。催化剂循环使用实验表明，由于铋耦合与纳米管形成同步发生，一步法制备的复合材料具有更高的效率和稳定性。
关键词： 回收利用、两步法和一步法、可见光、污染物降解、Bi-TiO2复合材料
更新于2025-11-21 11:01:37
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二维可见光驱动的TiO2@Ti3C2/g-C3N4三元异质结，具有高光催化活性
摘要： 采用超声辅助煅烧法合成了一种具有改性界面微观结构和电子特性的新型二维可见光驱动TiO2@Ti3C2/g-C3N4三元异质结光催化剂。高活性的g-C3N4可产生大量光生电子和空穴，同时O/OH终止的Ti3C2与副产物TiO2通过迁移TiO2@Ti3C2/g-C3N4复合物中的电子发挥优异载体作用。结果表明，在可见光照射下其对苯胺和罗丹明B的降解光催化活性最高分别达到原始g-C3N4的5倍和1.33倍。此外，我们提出其界面构建了n-n异质结和n型肖特基异质结，有效促进了电子转移并进一步提升TiO2@Ti3C2/g-C3N4复合物的光催化活性。更引人注目的是，所有结果均表明这种环保型TiO2@Ti3C2/g-C3N4异质结复合物是污染物降解的理想候选材料。
关键词： 二维材料、光催化活性、TiO?@Ti?C?/g-C?N?、三元异质结、污染物降解、可见光驱动
更新于2025-11-14 17:03:37
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富含氰基的介孔氮化碳纳米球用于可见光驱动的污染物光催化降解
摘要： 可见光响应型光催化为可持续环境污染防治提供了广阔前景，但现有光催化剂的光活性不足阻碍了其实际应用。本研究通过硬模板合成法，在热聚合过程中对氰胺前驱体进行不完全缩聚，制备出高活性介孔氮化碳纳米球（MCNS）光催化剂。该MCNS具有独特的纳米球结构，比表面积更大，且相比另外两种石墨相氮化碳（g-C3N4）材料（即纳米片和块体g-C3N4），含有更丰富的氰基。实验结果与理论计算表明：氰基在缩小催化剂带隙以增强可见光吸收、加速电子-空穴对分离方面具有重要作用。凭借优异的表面特性和提升的电荷分离效率，MCNS对双酚A（BPA）降解的光催化活性达到块体g-C3N4的14.7倍。重复使用过程中MCNS也表现出良好稳定性。因此，所制备的MCNS在环境修复等光催化应用领域具有显著的可见光响应光催化潜力。
关键词： 污染物降解、可见光驱动光催化、双酚A、环境修复、富氰介孔氮化碳纳米球
更新于2025-09-23 09:19:37
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通过可控碳掺杂实现光氧化还原能力增强的无金属氮化碳
摘要： 通过一步共聚反应合成了含可控碳掺杂剂的无金属氮化碳材料（ACCN），其原料为双氰胺（DCD）和柠檬酸铵（AC）。与纯石墨相氮化碳（CN）相比，所得ACCN具有更窄的带隙，从而拓宽了可见光利用范围。随着AC添加量的增加，其导带和价带电位发生下移。在煅烧过程中，碳原子取代ACCN骨架中的桥接氮原子，显著提升了材料的导电性和电荷分离效率。此外，在ACCN中检测到氮缺陷及与引入碳原子相连的某些碳物种，这些缺陷可作为电子阱促进光生电子-空穴对的分离。因此，ACCN在可见光下降解磺胺间甲氧嘧啶（SM2）时表现出更强的氧化还原能力。最优ACCN样品在60分钟内实现了81%的去除率，其表观反应速率常数（0.0277 min?1）达到CN（0.0042 min?1）的6.6倍。研究还深入探讨了光催化降解过程中的机理与反应历程。该工作为制备具有高效光氧化还原能力的非金属改性氮化碳污染物处理材料提供了简便绿色的策略。
关键词： g-C3N4、电荷分离、光催化、碳掺杂剂、污染物降解、柠檬酸铵
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光辅助制备碳布负载钯纳米粒子用于水介质中环境污染物的降解
摘要： 液相激光烧蚀（LAL）作为制备纳米粒子的有效方法之一，被用于通过沉积钯纳米粒子（Pd NPs）来改性碳布（CC）。采用简单的搅拌法将Pd NPs沉积在CC表面。运用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDS）和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）等表征技术对所得样品表面进行研究，证实LAL技术成功在CC表面制备并沉积了Pd NPs。此外，还研究了碳布-钯纳米粒子（CC/Pd NPs）体系在硼氢化钠或甲酸辅助下还原水介质中多种环境污染物（包括六价铬[Cr(VI)]、4-硝基酚(4-NP)、刚果红(CR)和亚甲基蓝(MB)）的催化性能。该CC/Pd NPs体系具有高稳定性/可持续性、优异催化性能和易重复使用等优势。
关键词： 碳布负载钯纳米颗粒，污染物降解，激光烧蚀，催化活性，环境治理
更新于2025-09-12 10:27:22
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调控BiVO4/Bi4V2O10多孔异相纳米球实现有机污染物的协同光催化降解
摘要： 异相结构建是抑制光生载流子复合的有效手段。本研究通过简便的溶剂热法制备了由纳米片组装而成的BiVO4/Bi4V2O10多孔异相纳米球。通过调节溶剂热反应时间，该多孔纳米球的晶体结构可轻松从BiVO4与Bi4V2O10混合相调控为纯BiVO4相。异相结BiVO4/Bi4V2O10的形成能显著提升光生载流子的迁移与分离速率，同时基于多孔纳米片构筑的纳米球结构可增强可见光利用率和有机污染物吸附能力。得益于这些积极因素的协同效应，最优化的BiVO4/Bi4V2O10展现出优异的可见光催化性能及对有机污染物降解的循环稳定性。
关键词： 多孔纳米球、异相结、污染物降解、BiVO4/Bi4V2O10、可见光光催化
更新于2025-09-10 09:29:36