? 中国科技开发院江苏分院 365bet安全不_365bet怎样_365bet官网-皇恩靠谱
后台管理

光催化工程中心

?

光催化最新科研动态导读(2018-04)

发表时间:2018-05-04 10:45:10|点击次数:2038


1.中文标题:荧光生物分子修饰ZnSe量子材料以及其光催化活性的研究

英文题目:Fluorescent Biomolecules Capped ZnSe Quantum Dots and Their Photocatalytic Activities

引自:N. Radhika.et.al. J. Nanosci. Nanotechnol. 2018, Vol. 18, No. 7

blob.png?

ZnSe量子材料光催化降解有机偶氮染料的途径机理图

制备尺寸、形状可控、掺杂均匀的半导体量子材料迄今为止仍然是一大挑战,尤其是粒径在10nm以下的,目前,只有少数学者在研究中采用生物分子辅助水热法合成ZnSe量子材料。因此,目前的研究工作主要是利用一种简单环保有效的方法即一些氨基酸即L-半胱氨酸、蛋氨酸和酪氨酸等作为晶体合成稳定剂合成ZnSe纳米晶体,探讨稳定剂的影响以及该合成的量子材料在太阳光直接照射下对有机偶氮染料的降解作用。研究发现:制备的ZnSe量子材料单分散的平均粒径基本在10nm以下,在200~600 nm波段具有很强的吸收和光致特性。N. Radhika等利用紫外-可见分光光度计、红外光谱、荧光分光光度计、X射线衍射仪、扫描电镜和能谱分析等方法对合成的生物分子修饰的ZnSe量子点材料进行了相应表征。结果表明:稳定剂在ZnSe量子材料的制备和光致效应特性的测定中起到了关键性的作用;与可见光相比,紫外光照射下,氨基酸修饰的ZnSe量子材料发光强度明显增强;与纯净的ZnSe相比,在直接阳光照射条件下降解有机偶氮染料活性更高,在光催化实验中,该材料具有较强的稳定性,以上现象均与氨基酸修饰ZnSe使得该材料尺寸较小有关;低阻抗的L-半胱氨酸ZnSe量子材料相对于蛋氨酸和酪氨酸等其他氨基酸分子修饰的ZnSe量子材料对有机偶氮材料具有更高的光催化效率;合成的L-半胱氨酸修饰的ZnSe纳米晶体尺寸是6nm,可实际应用于纺织行业染料废水处理等环境保护领域。

?

2.中文标题:?电喷雾电离质谱联用加压反应器在线监测光解反应

英文题目:On-line monitoring of photolysis reactions using electrospray ionization mass spectrometry coupled with pressurized photoreactor

引自:Hong Zhang.et.al. Analytica Chimica Acta 1013 (2018) 36-42

?blob.png

Hong Zhang等提出了一种简单方法即喷雾毛细血管耦合加压光反应器在线监测光解反应。此方法中,只采用了一种惰性气体来转移反应溶液,避免了潜在的样品缺失和污染的可能性。光解反应是在线猝灭的,因而具有在线检测和表征光解反应中间体的优点。该装置组装简单,成本低,且耐用。与离线方法不同,该在线监测装置中,光解反应溶液能直接转移到毛细管尖端进行电离,避免了对反应中间体检测的滞后性。通过这种装置的设置,该技术已被用于在线监测环磷酰胺(CP)在H2O2/UV条件下的降解过程,上述反应过程中两个新中间体被截获,并首次实现用串联质谱法对中间体进行了结构表征。通过在线监测得知环磷酰胺(CP)的降解过程主要经过了羟基化、脱氢、氯取代反应,氯乙基的解离。以上结果表明电喷雾质谱耦合加压反应器可以检测和表征光解反应中产生的关键中间体 ,可以应用于水体修复过程中的机理解释的潜在技术工具。

?

3.中文标题: 采用简单一步法制备多孔缺陷改性的石墨烯氮化物材料提高可见光催化产氢效率的研究

英文题目:Porous defect-modified graphitic carbon nitride via a facile one-step approach with significantly enhanced photocatalytic hydrogen evolution under visible light irradiation

引自:Di Zhang.et.al. Applied Catalysis B: Environmental 226 (2018) 1–9

blob.png?

多孔缺陷改良的g-C3N4材料合成机理示意图

blob.png?

多孔缺陷改良的g-C3N4材料光催化产氢机理图

近年来,石墨相氮化碳(g-C3N4)被认为是最具潜力应用于转换太阳能量的光催化剂,但是其固有的缺陷在于对可见光吸收不足且电荷分离效率较低,从而限制了该材料在可见光光催化产氢中的实际应用度。针对制备材料的不足,Di Zhang等在此次研究中构建一种新型的缺陷改良的石墨烯氮化物(P-DCN),主要采用简单的一步法,即在氮气气氛下,用含有双氰胺(DCDA)和氯化铵(NH4Cl)的冻干结晶混合物进行热聚合反应。在此过程中,多孔结构和两种缺陷(氰基和氮空位)将同时被引入g-C3N4架构中。实验结果表明:与大多数块状的g-C3N4相比,合成的P-DCN可见光光催化产氢效率要高出26倍多,达到了20.9μmol ? h-1。融合了多孔与缺陷性的特征,P-DCN的可见光催化产氢效率甚至比高活性的多孔石墨烯(P-CN)高2倍,比缺陷改良的g-C3N4 (DCN)高1.8倍。该材料之所以具有高效的光催化产氢性能,主要原因是:通过方法改进制备成功的P-DCN对可见光的捕获能力大幅度提升,光生载流子的复合行为被有效抑制且分离率显着提高;由于多孔特性与生成的缺陷性相结合且比表面积增加使得材料的活性位点增加且强化了传质效率。该方法的提出,不仅能应用于光催化产氢,而且也为其他能量转换如CO2的还原等,环境修复以及有机合成提供一种新的研究思路,意义重大。

4.中文标题:磁分离锌取代CoFe2O4纳米粒子增强光芬顿降解的研究

英文题目:Investigation on the Magnetically Separable Zn Substituted CoFe2O4?nanoparticles with Enhanced Photo-Fenton Degradation

引自:P. Annie Vinosha.et.al. Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 18, 5354–5366, 2018

blob.png?

Co1?xZnxFe2O4x=0.01,0.03,0.05和0.10)磁性材料的合成方法示意图

P. Annie Vinosha等主要研究Co1?xZnxFe2O4纳米磁性材料对水溶液中存在的有机污染物的光降解的影响。研究者首先采用一种简单经济可行的共沉淀方法合成了一系列的纳米磁性材料Co1?xZnxFe2O4x=0.01,0.03,0.05和0.10),并进一步深入研究了锌(Zn)掺杂对该材料的结构,光学性能,电性、磁性的影响。Zn2+离子的存在会导致晶格中的晶粒尺寸和晶格参数的增加,x=0. 01,该材料具有最大矫顽力和极高的持久磁化强度,其饱和磁化强度的下降的趋势也与锌的浓度相关。X射线和傅里叶变换红外光谱的实验结果表明:所合成的纳米磁性材料中形成了的尖晶石相。光致效应和紫外-可见光谱表征结果表明:纳米磁性材料的能带隙从2.47eV增加到2.67eV,并且随着Zn掺杂含量的增加,有明显的能带边缘蓝移现象。此外,他们还在室温环境中用振动探针式磁强计观察样品磁性变化,发现材料从弱铁磁到超顺磁性的相变。光芬顿活性主要是对一系列的Co1-xZnxFe2O4纳米磁性材料光降解亚甲基蓝(MB)实验来表征,结果表明:当x=0.10时,即Co1-0.10Zn0.10Fe2O4由于在可见光区域对光的吸收能力增强且光生载流子浓度较低,表现出对有机物亚甲基蓝(MB)的光催化降解的最高活性。此新型催化剂可重复使用6个周期未出现较大的活性损失损失,所以可以满足处理纺织行业废水中有机污染物对光芬顿反应高活性的要求,具有较为实际的应用价值。

?

5. 中文标题: 碳球模板法制备ZnO纳米结构材料的形貌相关的光催化性能研究

英文题目:Morphology Dependent Photocatalytic Properties of ZnO Nanostructures Prepared by a Carbon-Sphere Template Method

引自:Changqing Jin.et.al. Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 18, 5234–5241, 2018

?blob.png

ZnO空心球和纳米棒生长过程示意图

有机污染物是一种典型工业废水副产物,而纳米氧化锌被认为是一种光降解降解污染物的环境友好型的光催化剂。一般而言,使用纳米结构的光催化剂会显着增强紫外光照射条件下光降解污染物的效率。纳米结构的比表面积越大,光降解效率越高。但是,在合成过程中,复杂的合成工艺、昂贵的原料成本和环境污染物的产生阻碍了光催化剂的实际应用。本研究提供了一种无毒的光催化剂模板,即环境友好型碳球模板,通过水热法成功制备介孔氧化锌空心球和纳米棒材料。研究发现,控制前驱体(醋酸锌)浓度,能够人为控制氧化锌纳米材料的形貌和面积,当醋酸锌的浓度达到0.171 mol/L时,能够形成匀质的氧化锌介孔空心球,直径大约是180nm,当适当增加醋酸锌浓度时,形成的纳米棒数量也逐渐增加。与纳米棒相比,介孔氧化锌空心球在2~50nm范围内具有更高的比表面积和较高的孔隙度,因而具有更好的光催化活性。在光催化降解罗丹明B(RhB)实验中发现:介孔氧化锌空心球和纳米棒在50min内降解RhB速率达到0.0978min-1。此次研究为进一步探究通过控制其它金属氧化物的形貌对紫外光催化活性的影响奠定了基础,提供了相关理论依据。

6.Zn2TiO4Sm3+纳米材料作为电化学传感器和紫外光催化剂的性能研究

原题:Multi-functional Zn 2 TiO 4 :Sm 3+, nanopowders: Excellent performance as electrochemical sensor and UV photocatalyst

引自:Girish K M, Prashantha S C, Nagabhushana H, et al. Multi-functional Zn 2 TiO 4 :Sm 3+, nanopowders: Excellent performance as electrochemical sensor and UV photocatalyst[J]. Journal of Science: Advanced Materials and Devices, 2018.

?blob.png

6.?光催化降解染料机理

在本文的研究中用草酰二酰肼(ODH)作为燃料,利用溶液燃烧法制得Zn2TiO4Sm3+1-9mol%)纳米材料。通过粉末X射线衍射(PXRD),扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见光研究表征所得产物。使用碳糊电极进行循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)测量,测试结果表明电极反应的可逆性,在电化学阻抗谱测量中观察到电荷转移电阻出现降低的现象。此外所制得的电极对于扑热息痛的检测结果也展现出高灵敏度。在紫外光照射下评估Zn2TiO4Sm3+对钛黄染料的光催化降解性能。由于光生电子 - 空穴对复合的减少,光催化剂对钛黄染料显示出优异的光催化活性。

我们合成了一系列掺杂Sm3+1-9mol%)的Zn2TiO4纳米粒子,所获得的材料通过各种不同的技术如PXRD,SEM,XPS被表征为适用于所有固态柔性超级电容器的电极材料。电化学研究表明该纳米材料的电极反应可逆性高,电荷转移电阻和对扑热息痛检测灵敏度均表现出较高数值。 Zn2TiO4Sm3+1-9 mol%)纳米粉末的光催化活性实验结果表明,在紫外光照射下对钛黄染料均展现出较高的降解活性,即使在五次循环使用之后纳米材料的光催化活性也几乎没有变化。 综上所述,本文制备的纳米材料可以作为超级电容器,电池和储能装置的传感器,同时也是降解有机染料污染物的优良材料。

?

7. Ag / Bi2WO6作为有效可见光驱动光催化剂降解有机污染物的研究

原题One-step hydrothermal synthesis of peony-like Ag/Bi 2 WO 6, as efficient visible light-driven photocatalyst toward organic pollutants degradation

引自:Shen J, Xue J, Chen Z, et al. One-step hydrothermal synthesis of peony-like Ag/Bi 2 WO 6, as efficient visible light-driven photocatalyst toward organic pollutants degradation[J]. Journal of Materials Science, 2018, 53(7):4848-4860.

blob.png?

7.?Ag / Bi2WO6光催化剂中电子空穴分离和传输的原理图

目前水环境污染是世界各地人们关注的重点环境问题之一,水污染主要是由于有机污染物和水中重金属污染物所造成的,严重威胁着人类健康和生存环境。光催化作为一种利用丰富太阳能的新型技术,能够在不使用其他化学试剂的情况下去除水体中大多数的有机污染物,在水污染治理领域显示出巨大的应用价值。

?本文通过简便的一步水热法,以L-亮氨酸作为模板剂和还原剂,成功制备了具有3D层状结构的Ag / Bi2WO6复合材料,Bi2WO6具有高效的光催化性能,Ag / Bi2WO6复合材料中Ag的最佳质量比为2 wt%,复合材料比原始Bi2WO6具有更强的光催化活性,光降解速率比Bi2WO6高出3倍。Ag / Bi2WO6复合材料光催化性能的增强可能与 Bi2WO6的可见光吸收,贵金属Ag和 Bi2WO6半导体界面处的高肖特基势垒的协同作用有关,该协同作用能够降低光诱导载流子的复合速率,同时产生电子 - 空穴对的Ag-光学表面等离子共振效应,增大可见光吸收的范围,提高了Bi2WO6光生载流子的形成速度,复合材料具有类似牡丹花的结构,这有利于吸附有机化合物。Ag / Bi2WO6杂化复合材料所展现出的优异性能使其在实际应用中成为一种前景广阔的光催化剂。

?

8.?TiO2及其复合材料光催化降解葡萄糖的过程研究

原题:TiO 2, and its composites as effective photocatalyst for glucose degradation processes

引自:Kukh A A, Ivanenko I M, Astrelin I M. TiO 2, and its composites as effective photocatalyst for glucose degradation processes[J]. Applied Nanoscience, 2018(1–4):1-6.

blob.png?

8.?光催化实验装置:1-磁力搅拌器; 2-带有污染物溶液的烧杯; 3-紫外; 4箱表面

为了提高TiO2在污水处理过程中的光催化活性和净化效率,需要将TiO2颗粒悬浮在污水中。然而在实际应用中遇到主要问题是,如何在净化处理过程结束后将TiO2纳米颗粒与液相分离。以往的分离工艺需要复杂而昂贵的精密仪器设备,这限制了光催化的工业规模发展。在污染物的降解过程中某些污染物分子或其中间体之间的相互作用会导致TiO2凝结,这样能够到达TiO2活性中心的紫外辐射减少,光催化剂的活性也就降低。

本文成功研发出一种简单有效合成纯TiO2,和含15%质量分数Ti2SO4)3的活性炭复合材料的途径,复合材料通过二氧化钛和活性炭的组合制得。通过对1%葡萄糖溶液进行光催化降解进一步研究合成的样品。与同样方式合成的纯TiO2样品相比,用活性炭合成的TiO2复合材料显示出更高的光催化活性。通过本文的研究工作表明,由活性炭表面沉积TiO2纳米颗粒制得的复合材料可以作为污水处理的优良材料,该复合材料除了光催化活性的显着增强外,还克服了原有TiO2粉末难与溶液分离的缺点和颗粒聚集的现象。

?

9.?CoFe2O4 -TiO2 -Ag纳米复合材料的光催化和磁性研究

原题Photodegradation of azo dyes: photocatalyst and magnetic investigation of CoFe 2 O 4 –TiO 2 –Ag nanocomposites

引自:Mozafari H, Azarakhsh S. Photodegradation of azo dyes: photocatalyst and magnetic investigation of CoFe 2 O 4 –TiO 2 –Ag nanocomposites[J]. Journal of Materials Science Materials in Electronics, 2018, 29(7):5993-6003.

?blob.png

9.?光催化剂降解有毒染料的机理

磁性材料被广泛应用于工业和医疗设备领域中,钴铁氧体(CoFe2O4)材料由于具有高机械强度和磁化强度,化学稳定性好,得到越来越多科学家的关注。CoFe2O4主要应用在磁记录,磁光记录和电子器件中。通过脉冲激光沉积法,电沉积法,水热法,共沉淀法和热分解法可以制备出各种颗粒状,线状和棒状的CoFe2O4材料。二氧化钛(TiO2)是许多光催化应用中最常见的半导体材料,由于它的宽带隙(锐钛矿3.2eV和金红石3.0eV),其利用率通常仅限于紫外光。

本文首先合成了钴铁氧体纳米粒子,然后采用简单沉淀法制备出CoFe2O4-TiO2-Ag纳米复合材料。 AGFM曲线结果证实纳米粒子和纳米复合材料均表现出铁磁行为。 通过CoFe2O4-TiO2-Ag在紫外光下照射对酸性紫,b甲基橙和c酸性蓝三种不同偶氮染料的降解来评价复合材料的光催化行为。实验结果表明,该沉淀法适合制备CoFe2O4-TiO2-Ag纳米复合材料以用于有毒染料的降解。

?

10.具有高可见光催化活性金@ Nb2O5核-壳纳米复合材料的合成

题:Synthesis of novel Au@Void@Nb2O5 core-shell nanocomposites with enhanced photocatalytic activity

引自:Bai J, Xue J, Wang R, et al. Synthesis of novel Au@Void@Nb2O5 core-shell nanocomposites with enhanced photocatalytic activity[J]. Dalton Transactions, 2018, 47(10):3400.

?blob.png

10.?A),(B)和(C)为Au @ SiO2 @ Nb2O5的SEM,TEM和HTEM图像

D),(E)和(F)为Au @ 空位 @ Nb2O5的SEM,TEM和HTEM图像

近年来,半导体材料Nb2O5由于对有害有机物的光降解引起了国内外研究人员的重视。随着人类社会的迅速发展,水中污染物的消除一直是环境问题的焦点, 通过光触媒利用太阳能,将纺织行业和照相行业产生的染料废水进行光催化降解具有重大的应用价值。Nb2O5具有毒性低,化学稳定性和热力学稳定性好,电子注入效率高,回收率高,光催化活性高等突出优点,是一种非常有前途的环境保护材料。

本文通过溶胶 - 凝胶法制备了新型的Au @空位@ Nb2O5核壳结构纳米复合材料。由于贵金属的费米能级高,将贵金属Au掺入到Nb2O5的壳中增强了材料的光吸收强度,所以制备的Au @ 空位 @ Nb2O5光催化剂在可见光下对罗丹明B的降解实验中比Au @ SiO2 @ Nb2O5,Nb2O5和P25展现出更高的光催化性能。在罗丹明B光降解过程中,通过活性种捕获实验和光致发光光谱分析,在可见光照射下空穴(h +)起着比羟基自由基(?OH)更重要的作用。此外Au @ ?空位@ Nb2O5光催化剂即使经过五次连续的光降解循环后也能抑制光腐蚀,表现出优异的光催化性能和化学稳定性。

本文仅限技术交流,Kwen,Jack编译整理

?