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%。     

酞菁化合物可见光降解水中有机污染物的机理及应用

当前水环境污染已成为全球性普遍关注的重要课题,而利用光催化氧化技术处理水中难降解有机污染物的方法己经引起了国内外水处理专家的广泛关注。自1907年由A.Braun教授和T.C.Tcherniac教授第一次发现酞菁化合物以来,有关利用酞菁化合物对水中污染物进行光催化降解的研究备受瞩目。酞菁化合物由于具有18π电子体系的共轭结构,能吸收可见光区的光,因而显现出独特的光电特性。对酞菁化合物可见光催化降解水中有机污染物研究现状进行了综述,分别介绍了酞菁化合物的典型结构及其特性,并对其催化降解有机污染物反应机理进行阐述,总结了近年来酞菁化合物在降解水中有机污染物方面的应用,从环境可持续发展角度来看,具有十分重要的意义。     

绿色纳米技术：利用纳米结构材料光催化降解水中的持久性有机污染物

作为一种水中的主要污染物,持久性有机污染物（POPs）严重威胁着人类健康．光催化降解水中的POPs是一项具有良好应用前景的创新性绿色技术．纳米化学领域的最新成就使得制备具有更优异降解性能的纳米尺寸催化剂成为可能．利用TiO2、In2O3、ZnO等不同种类的纳米结构材料可有效地光催化降解POPs．值得一提的是,上述反应机理含有羟基自由基的生成．该自由基具有非常高的氧化电位,可将绝大部分POPs氧化．实验研究证实利用纳米结构材料光催化降解水中的POPs是一项新颖、可靠、经济且对环境无害的处理方式．     

碳量子点-二氧化钛复合光催化剂的研究进展

随着社会的快速发展,环境污染与能源短缺问题日益突出。光催化技术可以利用太阳能降解水体或大气中的污染物,也可用于催化制氢等,是解决环境污染与能源短缺问题最有效的手段之一。二氧化钛(TiO_2)具有光催化活性高、化学性质稳定、价廉、无毒等优点,是当前应用最为广泛的光催化剂。然而,TiO_2的带隙过宽且光生电子与空穴易再结合,因而在光催化领域的应用受到限制。在过去的10多年中,研究者们发展出了一系列方法尝试提高TiO_2的光催化活性,包括量子点敏化、有机染料敏化、TiO_2晶型与形貌的调节、表面贵金属沉积、过渡金属离子掺杂与非金属离子掺杂等。量子点敏化是将TiO_2与量子点复合,从而调节TiO_2的能带宽度,拓宽对光的响应范围。不过,敏化所用的量子点大多含有有毒重金属离子,严重威胁环境与人体健康,这促使许多学者致力于找寻更安全无毒的荧光纳米材料。碳量子点(CDs或CQDs)是一种新型的荧光碳纳米材料,由sp~2/sp~3杂化碳原子组成,表面具有各种官能团。与传统的量子点相比,CDs拥有原料来源广泛、理化性能稳定、无毒、生物相容性好、易于功能化修饰、抗光漂白等优点。此外,CDs还具有光诱导电子转移能力、光敏性以及荧光上转换效应等特性,在光电化学与光催化领域具有良好的应用潜力。将CDs与TiO_2复合制成CDs-TiO_2光催化剂,一方面材料毒性低,克服了传统量子点毒性高的缺点;另一方面能有效抑制光生电子与空穴的再结合,增强对紫外光的吸收并且拓展对可见光甚至近红外光的吸收,从而提高材料的光催化活性。当前研究主要从调控TiO_2与调控CDs两方面入手来提高CDs-TiO_2光催化剂的活性,其中前者主要包括TiO_2晶型和晶面的调节、TiO_2的形貌调控与TiO_2的杂化改性;CDs的调控主要包括CDs的杂化改性、CDs粒径与负载量的调节。本文基于CDsTiO_2复合光催化剂当前的研究进展,分析了可能的光催化机理,重点阐述了针对以上几种调控手段的研究结果,最后介绍了CDsTiO_2的制备方法与当前应用现状,并对未来的发展趋势进行了展望。     

纳米TiO2光催化降解水中有机污染物的研究与发展

光催化降解水中有机污染物是一项新兴的颇有发展前任的废水处理技术,纳米Ｔｉｏ２因其活性高,稳定性好而在该领域广泛被用作光催化剂。本文系统介绍了纳米ＴｉＯ２的制备,光催化降解水中有机污染物的机理,动力学规律及其研究现状和发展方向。     

二氧化钛光催化降解作用的研究综述

总结了近年来关于纳米TiO2光催化氢化的原理及其影响因素,介绍了负载型TiO2光催化降解几种有机物的研究结果。     

钛柱撑蒙脱石制备及其光催化降解有机污染物研究进展

用特定离子或离子团(柱化液)全部或部分替代可膨胀粘土矿物层间可交换阳离子,并以金属氧化物柱形式固定于其层间形成一类二维多孔材料--柱撑粘土矿物.柱撑粘土矿物具有永久性介孔孔道、高比表面积、高热稳定性和高表面酸性等性质,在吸附和催化领域有重要应用价值.用蒙脱石与钛柱化液反应可制得钛柱撑蒙脱石.钛柱撑蒙脱石除具有柱撑粘土矿物的共有性质外,还具有光催化特性.结合作者的研究,介绍了钛柱撑蒙脱石的制备方法和影响材料制备的主要因素.从纳米材料和光催化材料的角度,介绍了钛柱撑蒙脱石的物化性能尤其是光催化降解有机物的性能特点.综述了钛柱撑蒙脱石应用于光催化降解有机污染物的研究进展.     

纳米TiO2光催化降解环境中有机污染物研究进展

有机污染物是目前生态环境中最主要的污染源,对这类物质的控制还缺少经济有效的技术处理手段。纳米TiO2光催化技术是一种绿色环保的污染治理技术,具有催化效率高、性质稳定、成本低和无二次污染等特点。探讨了纳米TiO2光催化原理和几种掺杂改性方法,介绍了纳米TiO2催化降解水中和空气中有机污染物的研究进展,并简要展望了纳米TiO2光催化技术的发展前景。     

玻璃纤维支撑TiO_2对有机污染物的光催化降解

介绍了纳米TiO2 粉体的制备方法 ,通过对不同浓度、不同光照条件下的悬浮状和支撑状TiO2 光催化降解有机污染物 (以苯甲酰胺为例 )的试验结果分析 ,发现包覆在玻璃纤维上的TiO2 对有机污染物的光催化降解有许多优越性     

碳量子点的合成和应用

近几年,碳量子点作为纳米碳材料中的一颗新星,引起了人们广泛的关注。碳量子点除了具有优秀的光学性质,还有良好的水溶性、低毒性、环境友好、成本低等优点。自从碳量子点被发现以来,人们发现了多种多样的合成碳量子点的方法,主要有电化学法、化学烧蚀法、激光法和微波法等。由于碳量子点具有许多优点,被广泛应用于很多领域,特别是在光催化、生物成像、化学传感等方面。本文介绍了碳量子点的主要合成方法和主要应用。     

碳量子点的制备与性能及其应用研究进展

碳量子点(CQDs)是一种零维荧光碳纳米材料,其尺寸一般低于10nm。由于其独特的荧光性质、光学稳定性、发射光谱可调性、低毒性和良好的生物相容性等优势,从而在化学与生物传感、光催化和防伪等领域起到了重要作用。综述了CQDs材料的合成方法、结构性质和在生物成像、化学传感、光催化和防伪领域的研究进展,并且对CQDs材料的发展进行了展望。     

碳量子点/Bi2WO6复合材料高效光催化降解RhB和杀灭大肠杆菌及其催化活性增强机理研究

本工作通过碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)掺杂制备得到了稳定性好、催化活性高的碳量子点/钨酸铋(CQDs/Bi₂WO₆)复合材料,采用红外光谱、X射线衍射、光电子能谱、扫描电镜、透射电镜和固体紫外-可见漫反射光谱等手段对材料的结构进行了表征,通过光催化降解罗丹明B(RhB)评价催化剂的活性,并考察其在可见光照射下杀灭大肠杆菌(Escherichia coli,E. coli)的性能及对应的光催化活性增强机理。结果表明,CQDs掺杂能够有效提高材料的催化活性,CQDs/Bi₂WO₆复合材料在光照40 min后对RhB的降解率高达99.98%,且其在光照6 h后能够有效杀灭约44.82%的大肠杆菌。机理研究表明,空穴(h⁺)是催化过程的主要活性物种,电子(e^-)是次要活性物种。光催化过程中还产生了大量的超氧自由基(·O₂^-)和羟基自由基(·OH),它们共同参与氧化-还原反应,起到降解有机染...     

碳量子点的合成、性质及其应用

碳量子点(CQDs,C-dots or CDs)是一种新型的碳纳米材料,尺寸在10nm以下,具有良好的水溶性、化学惰性、低毒性、易于功能化和抗光漂白性、光稳定性等优异性能,是碳纳米家族中的一颗闪亮的明星。自从2006年[1]报道了碳量子点(CQDs)明亮多彩的发光现象后,世界各地的研究小组开始对CQDs进行了深入的研究。最近几年的研究报道了各种方法制备的CQDs在生物医学、光催化、光电子、传感等领域中都有重要的应用价值。这篇综述主要总结了关于CQDs的最近的发展,介绍了CQDs的合成方法、表面修饰、掺杂、发光机理、光电性质以及在生物医学、光催化、光电子、传感等领域的应用。     

碳量子点在废水处理领域的研究进展

近年来经济的迅速发展产生了大量污染物,对环境造成了极其严重的危害,其中废水已经通过各个渠道影响人类的生命健康,但是至今并未得到有效解决。碳量子点(CQDs)是一种具有独特荧光性质的新型纳米碳材料,又具有成本低、环境友好等特点,其中低毒性和荧光特性可运用于废水处理领域。因此,首先介绍了碳量子点的常用制备方法,并总结了其优缺点;其次,阐述了碳量子点作为催化剂对废水中各种污染物的降解、制备成复合膜对废水中重金属和有机染料的吸附、作为传感器对废水中毒离子的监测的最新应用研究;最后,总结了碳量子点在废水处理这一领域的不足之处,提出了碳量子点未来面临的机遇和挑战。     

挥发性有机污染物光催化降解催化剂的研究进展

随着工业的发展,挥发性有机污染物(VOCs)的治理迫在眉睫。在众多消除VOCs的方法中,光催化技术一直备受关注,它能够将VOCs催化氧化生成二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)等无污染产物,不会产生二次污染。但光催化剂存在电导率低、过电位高、光诱导电荷高复合以及带隙不匹配等缺点,从而抑制了光催化性能的提升,进而限制了其实际应用。因此,提高光催化剂的催化活性和选择性,并且清楚了解光催化机理至关重要。目前文献报道中光催化剂催化性能提升的方法包括掺杂、染料敏化、贵金属负载、半导体复合等,不同的方法实现了能带结构调控、缺陷调控、形貌调控等,旨在增强半导体中光生载流子的流动能力以及增加可见光吸收,进而提升光催化性能。本文将文献报道的光催化剂分类,从贵金属催化剂、非贵金属催化剂、非金属催化剂以及金属有机框架(MOFs)催化剂出发进行综述,分别论述了国内外不同种类催化剂去除VOCs的研究进展。不同种类光催化剂的研究进展为开发高效光催化剂奠定了基础。     

木质素碳量子点在防伪包装中的应用研究

目的 探索木质素碳量子点(CQDs)荧光油墨及其书写式标签、CQDs/聚乙烯醇(PVA)复合荧光薄膜在防伪包装中的应用潜力。方法 以木质素为碳源,采用一锅水热法得到未掺杂碳量子点O-CQDs和硫掺杂碳量子点S-CQDs,并以此为荧光填料,以乙醇、乙二醇和丙三醇的混合液为溶剂,制备荧光油墨及其书写式荧光标签和CQDs/PVA复合荧光薄膜,探索其荧光防伪性能。结果 硫掺杂木质素碳量子点油墨MS-CQDs及其书写标签、PVA复合薄膜在可见光下均无色,在365 nm紫外光照下则呈现强烈的淡蓝色荧光。结论 MS-CQDs书写式称量纸荧光标签及其与PVA的复合薄膜均具有良好的荧光性能,在荧光防伪领域具有良好的应用潜力。     

超声降解有机污染物的研究概况

本文介绍了超声降解有机污染物的原理、效果以及对降解有影响的主要声学因素,并对存在的问题和发展方向提出见解.     

碳量子点/TiO2复合材料的制备及性能研究

以丙三醇为碳源采用一步微波法制备碳量子点(CQDs)溶液;以四氯化钛和硅酸钠为钛源和硅源用水解法制备二氧化钛(TiO_2)/二氧化硅(SiO_2),TiO_2/SiO_2经强碱刻蚀后加入CQDs溶液进行真空复合制备CQDs/TiO_2复合材料。并对CQDs/TiO_2进行形貌结构表征,同时探讨CQDs/TiO_2在普通白炽灯照射下对亚甲基蓝的降解吸附效果。在普通白炽灯照射条件下,0.1g CQDs/TiO_2对25mL 20mg/L的亚甲基蓝溶液吸附降解率达到90.36%,比TiO_2/SiO_2和TiO_2的降解率分别提高3.141倍和0.2261倍。     

TiO2光催化降解有机污染物机理和影响因素

半导体TiO2光催化降解有机污染物是目前涉及物理化学、材料科学和环境科学等学科领域的研究热点.介绍了TiO2光催化分解有机污染物的机理;着重探讨了光催化反应有机物、反应条件和TiO2光催化剂等三大因素对光催化反应过程和效率的影响.最后提出了在实际应用中提高光催化降解效率需要解决的问题和发展方向.     

大气有机污染物光催化反应器的发展现状及展望

光催化技术在大气有机污染物处理方面具有高效、无二次污染的独特优势,而光催化反应器是光催化反应高效进行的关键。因此,对光催化反应器的设计与研制对于提高光催化反应的效率具有重大意义。本文介绍了不同类型的光催化反应器发展现状,并在此基础上对光催化反应器的发展趋势进行展望,以期为大气有机污染物光催化分解技术研究人员提供参考。