【摘 要】
：
近年来,随着企业生产规模的不断扩大,水中有机污染物的含量也在不断增加。大多数有机污染物结构复杂,性能稳定,容易在人体中积累。因此,必须采取有效的措施,降低有机污染物的含量。与生物处理技术、物理处理技术、臭氧氧化等传统方法相比,半导体光催化技术反应条件更温和,对太阳能的利用率更高,可以有效降解水体中的有机污染物。但是半导体材料的光催化性能会受到禁带宽度和电子-空穴对复合效率的影响。因此,开发高效的复
论文部分内容阅读
近年来,随着企业生产规模的不断扩大,水中有机污染物的含量也在不断增加。大多数有机污染物结构复杂,性能稳定,容易在人体中积累。因此,必须采取有效的措施,降低有机污染物的含量。与生物处理技术、物理处理技术、臭氧氧化等传统方法相比,半导体光催化技术反应条件更温和,对太阳能的利用率更高,可以有效降解水体中的有机污染物。但是半导体材料的光催化性能会受到禁带宽度和电子-空穴对复合效率的影响。因此,开发高效的复合光催化剂仍然是该领域面临的重要挑战。Ni O是一种具有较宽带隙和独特电子结构的p型半导体材料,可以应用于光电催化、传感器、紫外探测器等领域。Bi O2-x和β-Bi2O3两种半导体材料具有较快的光生载流子复合效率和较差的有机污染物降解效率。本文利用不同形貌的Ni O与β-Bi2O3和Bi O2-x两种半导体材料构建异质结,提高铋氧化物对有机污染物的降解效率。具体内容如下:1.我们采用水热-煅烧的方法,构建了Type II型Ni O/β-Bi2O3异质结。Ni O球形纳米颗粒紧密包裹着β-Bi2O3角状纳米片,提高了电子-空穴对的分离效率。根据光催化活性测试结果可知,当Ni O和β-Bi2O3的质量比为1:9时,对罗丹明B（Rh B）、甲基橙（MO）、亚甲基蓝（MB）以及刚果红（CR）等有机污染物的降解效率均要高于单一的Ni O和β-Bi2O3。通过自由基捕获实验可以判断出h+是光催化降解有机污染物过程主要的活性物种。循环3次后复合材料对Rh B降解效率仍然具有令人满意的结果。2.我们通过溶剂热法和水热法成功地构建了具有良好可见光响应的Z型Ni O/Bi O2-x异质结。在可见光照射下,研究了不同Ni O含量对Ni O/Bi O2-x光催化活性的影响,结果表明当Ni O的掺杂量为20%时(3-Ni O/Bi O2-x)具有最高的光催化活性。3-Ni O/Bi O2-x对甲基橙（MO）的降解效率分别是单一Bi O2-x和Ni O的7.77倍和19.7倍。此外,3-Ni O/Bi O2-x对盐酸环丙沙星（CIP-HCl）的降解效率分别是单一Bi O2-x和Ni O的7.54倍和60.8倍。光催化活性显著增强主要是由于Z型Ni O/Bi O2-x异质结的构建,可以保持较强的氧化还原电位、良好的可见光响应,有效地提高了光生载流子的分离效率。
其他文献
金属有机骨架（MOFs）因其具有高的孔隙率、大的比表面积以及可设计的框架结构等优点,而在质子传导材料领域备受关注。利用MOFs的孔隙特点,可在其孔中引入不同种类的功能位点或客体分子作为质子载体,从而构筑理想的氢键网络以实现MOFs材料的高质子传导性能。目前,MOFs中客体的封装大多采用的是溶液或气相浸渍法,将客体分子引入到预先合成的主体框架中。尽管通过这些方法已经制备出了许多担载客体分子的MOFs
近年来,配位聚合物被广泛用于发光、催化、传感和药物传输等众多研究领域。在配位聚合物的组装过程中,可根据其结构或功能选择合适的中心金属离子及有机配体。环三藜芦烃具有碗状空腔结构和易于修饰的上沿,通过将羧酸基团引入到环三藜芦烃中,可以得到含有丰富羧酸的环三藜芦烃配体,从而实现构筑具有新颖结构和多样功能的配位聚合物。本文成功合成了一种环三藜芦烃六元羧酸衍生物配体（H6L）,在溶剂热条件下,将配体H6L与
以NENU-n为代号的多酸基MOFs（POM@MOFs）是将具有催化活性的Keggin型多酸担载到Cu3（BTC）2主体框架中形成的系列杂化材料。由于其兼具多孔性、两亲性及双酸活性位点,在酯化、酯水解、芥子气氧化脱毒、燃料油氧化脱硫等有机反应中呈现出优异的催化活性。为进一步提高NENU-n系列杂化材料的催化活性,我们课题组对其进行了纳米化、形貌调控及多级结构构筑,本文在前期工作的基础上,发展了一种
针对当前世界面临的能源危机以及随之而产生的环境问题,开发和利用可再生清洁能源以替代化石燃料已经迫在眉睫。由于太阳能、风能和地热能等可再生清洁能源固有间歇性的特点,因此开发与之匹配的电化学储能设备保证其稳定的大规模存储和利用具有重要的意义。锂离子电池凭借其高能量密度备受关注,但传统的碳基材料由于表面储能机理的限制,理论比容量较低,难以满足实际对电池不断提高的要求。由于电极材料对锂离子电池的服役性能具
近年来,配位化合物由于其新颖的结构和独特的功能而备受关注,并被广泛用于分子识别、催化、离子交换和生物医药等领域。尤其在合成目标配合物时,可通过配体的设计和金属离子的选择来对其进行调控。间苯二酚杯[4]芳烃因其碗状结构和易于修饰的特点,多被用来组装具有空腔、球形或胶囊等特殊结构的功能化配合物。2,2′:6′,2′′-三联吡啶（TPY）是一种螯合的三齿配体,可与金属离子形成较强的配位作用。通过将TPY
配位聚合物（CPs）是由金属离子和有机配体通过配位键构成的具有周期性结构的晶态材料,也被称为金属-有机骨架（MOFs）。配位聚合物通常具有高结晶度,可调节的网络拓扑结构,大的表面积以及孔隙率,这些性质赋予了配位聚合物具有特定的功能。合理选用金属离子和有机配体可以设计合成出结构多样并且具有特定功能的配位聚合物。配位聚合物在不同研究领域展现出广阔的应用前景,比如气体储存、分离、化学/生物传感器、催化、
化石燃料的枯竭导致了严重的能源和环境危机,对可持续能源的开发与利用迫在眉睫。在各种能源中,氢气因其能量密度高和环境友好性被认为是传统化石燃料最有潜力的替代能源之一。电催化析氢反应（HER）与间歇性能源具有相容性,在生产可再生氢气领域获得了稳固的地位。然而这项能源生产技术需要在效率高、稳定性好、成本低的催化剂的帮助下才能实现大规模应用。为此科研人员开展了大量的实验研究,其中过渡金属硼化物（TMBs）
近年来,质子交换膜燃料电池（PEMFCs）由于其具有能量转换效率高、污染低等优点,受到了人们的高度重视。质子传导材料作为质子交换膜燃料电池的关键组成材料,是影响其性能的关键因素。目前,Nafion膜是应用最广泛的商用质子交换膜,它在80℃和98%相对湿度（RH）下,质子电导率超过10-2S cm-1。但其大规模的使用受到昂贵的价格、复杂的制备过程、较窄的工作温度范围等问题的限制。因此通过有效的策略
配合物具有多样的结构和潜在的功能性,因而受到广泛关注。特别是在电化学传感和荧光检测领域,配合物结构的可调控性使其成为潜在的候选传感材料。在配合物传感方面,设计合成具有优异传感性能的配合物尤为重要,通常,选择合适的配体可以构建具有目标性能的配合物传感材料。在这方面,硫杂杯芳烃含有羟基氧原子和桥连硫原子,尤其含孤电子对的硫原子易于与金属离子结合,从而提高其电化学检测性能,因此,硫杂杯芳烃是构建配合物传
进入21世纪,可再生能源是实现全球能源转换和可持续发展的核心和关键。在现有的可再生能源中,太阳能是最有可能实现规模化应用的可再生能源之一。染料敏化太阳能电池（DSSCs）是一种将太阳能转化为电能的装置,由于其成本低、生产工艺简单和良好的光伏性能而备受关注。对电极（CE）是DSSCs的重要组成部分之一,主要承担外电路电子的收集和电解质中氧化还原反应的催化。Pt是将I3-还原的最佳催化剂,但Pt丰度低