光催化降解化学毒剂研究进展EI北大核心CSCD

光催化技术的飞速发展引起了化学毒剂(CWAs)洗消领域的关注,其高效广谱、绿色环保的特性可克服传统洗消技术所遇到的不少难题(如对土壤的腐蚀问题),适合用于CWAs的降解消除。就此研究者进行了大量的研究,也有相关综述对光催化降解毒剂的机理及应用进行详细论述,但关于传统光催化材料的文献较多,鲜有文献对新型光催化材料在降解CWAs方面的机理及应用进行总结。因此,本文对光催化降解CWAs的机理、光催化材料种类、光催化降解CWAs的应用,特别是对新型光催化材料(如金属-有机骨架)降解毒剂的研究进行详细总结。光催化技术在低浓度、难降解化学毒剂的处理上相对其他技术存在优势,但研究尚停留在实验室阶段且多为模拟剂实验,应用于真实化学毒剂降解时还存在阻碍。在未来,可穿戴的光催化防护材料值得进一步研究,同时光催化技术在大规模毒剂销毁已被证实具有一定潜力。     

新型二氧化钛基光催化材料的研究进展EI北大核心CSCD

TiO2以稳定性高、成本低廉等诸多优势在早期光催化研究中备受青睐。然而,TiO2光催化剂的可见光响应程度低、量子效率低等问题,使得光催化领域对TiO2提出了更高的要求。本文围绕着二氧化钛基光催化材料,从晶面调控,表面等离子体共振及石墨烯复合三个方面入手,总结了在设计和合成光催化剂方面取得的创新性研究成果,最后基于结构设计、合成工艺优化以及新材料探索的角度对新型二氧化钛基光催化材料提出展望。     

石墨烯光催化材料及其在环境净化领域的研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯作为一种导电率高、比表面积大、化学稳定性强的新型二维碳材料,在光催化技术领域显示出广阔的应用前景。本文综述石墨烯及其复合材料在光催化领域中的研究进展。首先介绍光催化基本原理与石墨烯的优异性能,总结石墨烯在复合光催化材料中的基本作用,即促进光生电子的传输、扩大光吸收强度和范围、提升吸附作用等。然后介绍各种石墨烯光催化复合材料(石墨烯/无机半导体、石墨烯/有机半导体、石墨烯/金属纳米粒子)及其多种合成方法。同时进一步阐述石墨烯光催化材料在环境净化领域中的应用,重点介绍在空气净化、水中微量污染物净化及废水处理方面的应用。最后指出目前的石墨烯光催化材料仍然存在催化效率低、成本高、不能实现大规模生产等问题,而对其结构及制备工艺等进行优化有望改善材料性能,提高其实际应用价值。     

石墨烯-有机物复合光催化材料及其应用

光催化技术以其绿色安全的特点在能源和环境领域显示出巨大的应用潜力。近年来,有机物光催化剂以其可见光响应及成本较低等优势逐渐进入人们的视野,但也存在一些不足,而石墨烯材料的大比表面积、高载流子迁移率等性质,在催化剂构建领域具有天然优势。本文针对石墨烯-有机物半导体光催化材料,在总结石墨烯在材料中的基本作用的基础上,介绍了石墨烯/共轭聚合物、石墨烯/金属有机骨架、石墨烯/染料3种典型的石墨烯-有机物光催化材料及多种合成方法。进一步阐述了此类材料在能源和环境领域,包括光解水析氢、CO₂还原、有机物降解、重金属离子还原及细菌灭活等领域的应用。最后对石墨烯-有机物复合光催化材料的未来发展提出了建议。     

碳纳米材料构建高性能锂离子和锂硫电池研究进展EI北大核心CSCD

碳作为单一元素可形成像零维碳纳米球、一维碳纳米管、二维石墨烯等多种碳纳米结构,它们在锂离子和锂硫电池中的表现也有所不同。需要阐明的是,碳纳米管和石墨烯由于具有以下缺点不适合直接作为锂离子或锂硫电池电极材料:(1)第一次不可逆容量大,首次充放电效率低;(2)在充放电曲线中电压滞后现象严重;(3)缺少稳定的电压平台;(4)容量衰减快。科学家们一直在为获得具有更高能量密度和更广阔应用前景的锂离子电池和锂硫电池而努力,由于可充电电池的性能主要取决于阴极和阳极的性能,因此,设计先进的电极材料以及制备具有特定成分和结构的电极成为近年来的研究热点。本文综述了碳纳米材料在构建高性能锂离子、锂硫电池电极材料和特定电极方面的作用。首先,从促进电子和离子传输、固定多硫化物位置以及缓冲体积膨胀三个方面讨论了碳纳米材料在修饰电活性材料的作用;其次,从作为导电添加剂、电流集流体和导电中间层三个方面讨论了碳纳米材料在最优化非活性组分的作用;然后,从作为非导电基体上的导电相、柔性电流集流体和自支撑复合电极三个方面讨论了碳纳米材料在柔性电池设计的作用。最后,本文对碳纳米材料的未来发展趋势作了概述,兼具多种功能的碳纳米材料被认为是今后的研究重点。     

碳量子点敏化二氧化钛复合光催化剂的制备与光催化降解苯酚

为了解决二氧化钛光催化剂存在的禁带宽度大和量子效率低的问题,利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点改性二氧化钛,可以大幅度提高二氧化钛的光催化性能。本文以富勒烯碳灰为原料,利用混酸回流法制备了一种发黄蓝光的碳量子点,然后采用一步水热法将碳量子点负载于二氧化钛制备了复合光催化剂。借助高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见光光谱(UV-vis)、荧光光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)等表征手段对碳量子点和复合光催化剂进行表征,并以苯酚作为模拟废水进行光催化降解实验,结果表明,与纯二氧化钛相比,用碳量子点改性的二氧化钛对苯酚的去除率可提高60%,且其具有较好的稳定性与重复使用性,6次循环利用后仍可达到初次的97.8%。     

碳量子点在光催化降解水中有机污染物的应用

光催化技术是解决当今人类社会中环境问题和能源危机两大问题的有效方式,开发高效的光催化剂成为本领域研究的热点。碳量子点是一种新型碳纳米材料,因其独特的上转换发光特性和优异的光生电子传递特性,在光催化领域受到广泛关注和研究。介绍了光催化降解污染物的机理,碳量子点的性能,着重综述了碳量子点在光催化降解水环境中有机污染物的研究进展,探讨了碳量子点在光催化降解中的研究目前存在的问题及未来的发展方向。     

石墨烯基电磁屏蔽材料的研究进展EI北大核心CSCD

随着5G技术时代的来临和柔性电子器件的发展,国防和民用等领域对电磁屏蔽材料提出了更高的要求。石墨烯作为一种新型碳材料,具有独特的二维结构以及优异的物理化学性能,使得石墨烯基材料具有柔性好、质量轻、耐腐蚀性强以及高效的电磁屏蔽效能。本文基于电磁屏蔽的基本原理以及石墨烯基电磁屏蔽材料的制备方法,按照纯石墨烯材料、石墨烯基复合材料进行展开,综述了近年来石墨烯基电磁屏蔽材料的研究进展,并对其发展前景进行了展望。     

石墨烯负载硫化锌/硫化铜异质结的制备及光催化性能EI北大核心CSCD

采用微波辅助加热方法制备石墨烯负载硫化锌纳米颗粒,在其基础上,通过离子交换反应形成石墨烯负载硫化锌/硫化铜异质结的复合物(rGO-ZnS/CuS)。通过SEM,TEM,XRD等手段对样品进行形貌观察和物相分析,并分别讨论氧化石墨烯含量、不同硫源和微波加热时间对复合物形貌和光催化性能的影响。结果表明:硫代乙酰胺为硫源,微波反应时间为30min,氧化石墨烯质量分数为10%时,能够在石墨烯表面获得均匀分布的硫化锌/硫化铜异质纳米结的复合物,在可见光照射下,150min内降解水中81.2%的甲基橙,显示出优异的光催化效果,异质结内形成的界面电子转移现象以及石墨烯作为电子受体进一步促进内部光生电子空穴的分离是提高光催化效果的原因。     

半导体纳米材料在光催化领域的研究进展

光催化降解污染物具有低能耗、高效降解等特点,本文介绍了半导体纳米光催化材料TiO2、CdS、ZnO的特点及其在水处理、空气净化领域中的应用,并展望了半导体纳米光催化剂未来的研究方向.     

金属负载型生物炭材料在废水治理中的应用进展

有机物污染和重金属污染给生态环境和人类健康带来极大危害,成为人们最关注的环境问题之一,吸附是去除水体中污染物的有效方式。生物炭材料是一种含碳有机物在无氧环境下高温炭化制备的功能材料,具有比表面积大、孔隙率高、性能稳定、绿色环保等优点。近年来,金属负载型生物炭材料对有机物催化降解和重金属离子吸附,均表现出较好的应用潜力,可用于有机物和重金属离子污染废水的治理。综述了金属负载型生物炭材料在有机污染物和重金属离子废水治理中的应用新进展,并探讨了金属负载型生物炭材料的发展趋势。     

金属离子掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响及其机理研究进展

介绍了金属离子掺杂纳米TiO2的制备方法，阐述了金属离子掺杂对纳米TiO2光催化性能的影响及其机理。     

Visible light-driven photocatalytic degradation and mineralization of the malachite green dye in a slurry photoreactor

The as-synthesized BiOCl nanoparticles were characterized by x-ray diffraction (XRD) and ultraviolet–visible (UV–Vis) techniques. The XRD pattern showed that a highly pure and crystalline phase has been obtained. The UV–vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS) studies revealed the indirect band gap value of about 3.32 eV for the fabricated semiconductor. The disappearance of the dye, monitored spectrophotometrically, follows approximately pseudo-first-order kinetics according to the Langmuir–Hinshelwood model. Besides, the effect of some parameters such as the influence of the initial pH, catalyst weight, initial dye concentration, oxidant concentration, and salt concentration on the degradation of malachite green dye solution under visible light irradiation were investigated. The optimum conditions for the degradation of dye were 25 mg L^?1 dye concentration, pH of 8, and a catalyst amount of 0.7 g mL^?1. The addition of an optimal amount of hydrogen peroxide and potassium persulfate increases the degradation rate while NaCl and Na₂CO₃ decrease the rate. Complete mineralization has been confirmed by UV–Vis spectroscopy     

ZnS/还原氧化石墨烯复合材料的制备及光催化性能

水热法一步合成ZnS/还原氧化石墨烯（ZnS/RGO）复合材料,通过XRD、FTIR、Raman、SEM分析溶剂（乙醇、水）对ZnS/RGO复合材料形貌和结构的影响。结果表明,以乙醇为溶剂制备的ZnS颗粒尺寸小、均匀分散在石墨烯片层上,在形成ZnS纳米颗粒的同时将氧化石墨烯（GO）还原成石墨烯。对亚甲基蓝（MB）的光催化结果显示,ZnS/RGO复合材料具有优异的光催化性能,其光催化速率是纯ZnS颗粒的3.7倍,石墨烯作为优良光生电子的传输通道和收集体能够降低光生电子-空穴对的重新结合率,极大提高了ZnS/RGO复合材料的光催化性能。      

微纳米材料在电磁屏蔽方面的应用研究进展

信息技术的迅速发展和电子设备的大量使用,在环境中产生了如电子噪声、电磁波(EM)、电磁干扰(EMI)、射频干扰等电子污染。综述了EMI屏蔽微纳米材料相关方面的研究进展,简要分析了EMI屏蔽的基本机理和比较了纳米EMI屏蔽复合材料的制备方法,同时对比了金属和碳纳米填料EMI屏蔽复合材料,得到金属纳米EMI屏蔽复合材料,虽具有良好效果,但是存在质量大、成本高和耐腐蚀性弱等缺点。因碳系纳米材料具有质量轻,耐腐蚀性,优异的电学、电介质、热学、机械和磁性等独特特性,可替代金属作为EMI屏蔽填料,且EMI屏蔽效果优良。如多层纳米管(MWCNT)和石墨烯/聚苯胺(GN/PANI)纳米复合材料,并且两者材料的混杂可以协同改善复合材料的屏蔽效果。     

二硫化钼纳米材料在光催化应用中的研究进展

二硫化钼(MoS_2)具有类石墨烯层状结构、良好的光学性能和电子传输特性,在光催化、太阳能电池、光开关等领域具有广阔的应用前景,一直备受关注。综述了近5年MoS_2纳米材料在光催化降解有机物和光催化水解制氢领域内的最新研究进展,分析了MoS_2纳米材料在光催化应用中存在的主要问题与挑战,重点介绍了相关解决方法。最后展望了MoS_2纳米材料在光催化应用中的发展方向和应用前景。     

Preparation and photocatalytic activity of graphene-modified Ag2S composite

This paper presents a novel visible-light photocatalyst, graphene-modified Ag₂S (GR/Ag₂S), prepared by a facile and effective hydrothermal method with AgNO₃, thioacetamide and graphene oxide (GO) as the precursor. The catalytic activities of the GR/Ag₂S hybrids with different GR content (2%, 4%, 6%) were evaluated by photocatalytic decolourisation of rhodamine B (RhB) solution under visible-light irradiation. The improved photocatalytic activity of GR/Ag₂S composites compared with pure Ag₂S is observed and attributed to the enhanced absorption of organic dyes and increased separation efficiency of photogenerated electron?hole pairs. The 4% GR/Ag₂S sample exhibits the best photocatalytic activity than the others.     

海藻酸钠-碳材料复合凝胶吸附水中污染物的研究进展

海藻酸钠的亲水性和其凝胶的三维网状结构赋予海藻酸钠水凝胶良好的吸附性能,成为处理水中污染物的理想吸附材料。碳材料如石墨烯、碳纳米管等因其具有较高的比表面积,常用于污染物的吸附,与海藻酸钠复合可进一步改善和丰富海藻酸钠凝胶的性能。针对海藻酸钠-碳材料复合凝胶吸附水中污染物的研究现状,以氧化石墨烯、碳纳米管和活性炭这3种碳材料为主线,简单总结了海藻酸钠-碳材料复合凝胶吸附水中污染物的研究进展,并提出需要解决的若干问题。