【摘 要】
:
环境问题和能源危机是人类可持续发展过程中的重要挑战,利用地球上丰富的太阳能开发清洁的新能源是解决这些问题的重要策略,光催化技术从产生至今,经过几十年的发展,目前已经在降解有机物水体污染,光裂解水产氢,二氧化碳还原,选择性转化,还原重金属离子以及空气净化等诸多领域有广泛应用。硫化镉(Cd S)作为一种光催化剂,具有合适的炭黑边缘、相对窄的带隙宽度,简单的制备方法。本研究旨在通过低温等离子接枝技术制备
论文部分内容阅读
环境问题和能源危机是人类可持续发展过程中的重要挑战,利用地球上丰富的太阳能开发清洁的新能源是解决这些问题的重要策略,光催化技术从产生至今,经过几十年的发展,目前已经在降解有机物水体污染,光裂解水产氢,二氧化碳还原,选择性转化,还原重金属离子以及空气净化等诸多领域有广泛应用。硫化镉(Cd S)作为一种光催化剂,具有合适的炭黑边缘、相对窄的带隙宽度,简单的制备方法。本研究旨在通过低温等离子接枝技术制备负载在3D打印的高表面积分形基底上的改性的Cd S基光催化剂,探讨其对有机污染物的降解。利用掺杂改性,在聚乳酸(PLA)基底上制备了不同比例锌(Zn)掺杂的Cd S光催化剂,基于低温等离子体接枝技术,主要接枝方法为原位络合辅助沉淀(ISCAP)接枝,得到了预期掺杂量的产品。实验表明Zn的掺杂的可以显著提升Cd S的光稳定性,其中光稳定性最好的为掺杂量10%的样品,在光降解实验中四次循环后整体效率损失仅为3.7%,而负载的纯Cd S样品的效率损失为9.6%。利用复合改性,在PLA基底上制备了Cd S-MIL-100(Fe)@PAA复合光催化剂,首先将水热法制备的MIL-100(Fe)通过简单的化学接枝被聚丙烯酸(PAA)功能化,增加其在后续接枝步骤的稳固性,然后使用ISCAP的接枝方法,制备了不同MIL-100(Fe)@PAA质量比的复合载体催化剂。实验表明与MIL-100(Fe)@PAA复合可以提升Cd S的光降解效率,其中降解效果最好的为MIL-100(Fe)@PAA质量比100%的样品,与负载的纯Cd S相比,对罗丹明B(Rh B)的降解效率提升了17%。最后在上述研究基础上制备了Zn掺杂的Cd S-MIL-100(Fe)@PAA基复合载体催化剂,得到了降解效率及光稳定性均有显著提升的光催化剂,实现了对制备三元复合负载型光催化剂的探索。
其他文献
近年来,温室气体二氧化碳和甲烷气体加剧了温室效应,带来了一系列环境和能源问题。为了更好地利用这两种温室气体,研究人员通过化学方法将二氧化碳和甲烷转化为更有价值的化学品。二氧化碳还原反应被认为是一种能够有效减少二氧化碳排放的方法,而且可以产生具有高附加值的化学品。甲烷部分氧化制甲醇反应指的是在催化剂的作用下将甲烷直接转化为甲醇,这种直接转化法具有一定经济和环境优势,避开了生成昂贵且对环境有害的合成气
癌症仍是全球的重大公共卫生问题,严重威胁人类健康。早期诊断和治疗将是降低癌症病发率和死亡率的有效措施。MRI技术由于具有无电离辐射以及较高的空间分辨率和对比度等诸多突出优点,已成为当今临床诊断中最有力的检测手段之一。然而,尽管MRI的空间分辨率很高,但是单纯使用MRI成像的灵敏度却不高。因而需要使用造影剂辅助成像,以增强信号对比度和提高组织图像的分辨率。目前应用于临床上的造影剂存在弛豫低、在血液中
由于日趋严重的世界化石能源短缺和环境污染问题,当前国际研究热点已经变成可再生清洁能源如太阳能。在许多以太阳能为基础的技术中,以半导体材料为基础的光催化技术,越来越受到人们的关注。二氧化钛纳米管(TNTs)在有机污染物光催化降解方面具有重大的潜在应用的原因是其比表面积大、吸附性好、性能稳定且环境友好等特点。但是它也存在较大的禁带宽度(约3.2 eV)、较低量子效率等问题。光子晶体可选择性反射和控制特
多孔有机笼(Porous Organic Cages,POCs)是一类由笼状分子晶体堆积而成的新型多孔材料,因其高稳定性、高孔隙率和结构可调等特性POCs膜材料已经被应用于气体分离、海水淡化等领域。渗透汽化(Pervaporation,PV)作为一种新兴的膜分离技术,因其高能效和低成本,在海水脱盐和醇-水分离方面显示出巨大潜力。通过模拟计算预测POCs基膜材料的渗透汽化机理,能够为新型膜材料的开发
近年来,癌症的发病率和死亡率在持续增加,是待攻克的全球性难题之一。药物化疗在癌症治疗中占主要地位,但传统化学药物无法精确定位肿瘤部位,难以有效积聚,毒副作用较大。光动力疗法(PDT)与光热疗法(PTT)为主要治疗方式,辅以光声成像(PAI)作为肿瘤新的诊疗手段,主要通过光能转换,快速、有效的诊断定位和杀死肿瘤细胞,具有良好的选择性、可控性等。酞菁类衍生物经结构修饰优化其光物理性质,期待在光疗法治疗
近年来,对于层状硅酸盐黏土矿物质的研究主要集中在吸附重金属方面以达到除污的目的,而利用层状硅酸盐黏土矿物质离子交换性和耐高温性的特性作为载体来催化烯烃方面的研究甚少,累托石作为硅酸盐黏土矿物质的一种,一方面云母层具有耐高温的特性,另一方面蒙脱土层具有离子交换的特性,利用这一特性,选用累托石作为载体来减小催化剂粒子的尺寸以暴露更多的表面活性位点具有更大的优势,因此课题组尝试采用经过冷干处理过的累托石
由严重急性呼吸综合征冠状病毒2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus2,SARS-CoV-2)引发的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)流行病给全人类的健康造成了巨大威胁,给全球经济造成了巨大的损失。3C样蛋白酶(3CLpro,也称为Mpro)在SARS-CoV-2的复制周期中起着不可替代的作用,而且在人体中缺乏同源性,是开发SARS-CoV-
近年来,二氢吡喃并[2,3-c]吡唑类化合物因为具有抗菌、杀虫、抗炎和抗癌等多种药理活性以及对新型冠状病毒(COVID-19)的抑制作用,受到了科研人员的广泛关注,但其合成过程中使用的多种传统催化剂均具有危险性、腐蚀性、回收困难等诸多缺点,因此设计并制备具有高活性、高稳定性、可循环使用的环境友好型催化剂用于催化合成二氢吡喃并[2,3-c]吡唑类化合物成为研究热点。本论文将磁性Fe3O4纳米颗粒进行
随着经济的飞速发展,人类活动与工业生产对环境的污染越来越严重。氮氧化物(NOx),以NO和NO2为主,是大气污染物的主要成分之一,影响生态环境和人类的生存发展,因而NOx的脱除至关重要。NOx的脱除主要在于NO的脱除,选择性催化还原(SCR)技术是目前工业脱硝应用最广泛的技术,它存在温度区间高、需要外加还原剂等问题,还存在还原剂泄露的隐患。选择性催化氧化法(SCO)可将NO氧化成NO2从而促进SC