金掺杂卤化氧铋材料的制备及其光电性能研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong592
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人们对抗生素污染严重性和危害性认识的不断深入,光电化学(PEC)适配体传感器作为一种高灵敏度、高选择性和易微型化的新型抗生素检测手段受到了极大关注。而PEC适配体传感器的检测性能与所采用的光电活性材料的PEC性能有密切相关。因此,构建高性能PEC适配体传感器必须选取具备良好PEC性能的光电活性材料。由于卤化氧铋(BiOX,X=Cl、Br、I)独特的电子结构和良好的理化性质,在PEC领域得到广泛的研究和应用。而探索简便普适的改性策略提升BiOX材料的光生电子-空穴分离效率是确保BiOX材料具备优良PEC性能的关键。因此,本文通过将Au纳米粒子负载于BiOX材料表面上,制得Au掺杂BiOX(Au/BiOX)复合材料,以改善BiOX材料光响应能力和提高光生电子分离效率。通过各种材料表征手段和PEC测试,阐明Au/BiOX复合材料PEC性能增强的机理;并以Au/BiOX复合材料作为光电活性材料,构建了一系列用于检测微量抗生素的PEC适配体传感器。研究内容如下:(1)采用溶剂热法原位还原Au3+制备了Au/BiOBr复合材料。通过单色光激发的PEC测试对其PEC性能增强机理进行研究。结果表明Au纳米粒子在不同的波长光照下,在电子传输过程中分别起到捕获电子和提供热电子的作用,有效提高了Au/BiOBr复合材料的光生电子传输效率,表现出优异的PEC性能。因此,基于Au/BiOBr复合材料构建了一种用于检测微量四环素的PEC适配体传感器,并表现出宽线性范围(1 ng L–1至10000 ng L–1)和低检测限(0.35 ng L–1,S/N=3)。(2)进一步探究了Au掺杂策略对更强可见光吸收能力的BiOI材料PEC性能的影响。研究表明,Au纳米粒子的引入提升了Au/BiOI复合材料的光生电子传输效率,使得Au/BiOI复合材料表现出良好的PEC性能。因此,构建了一种具备更优检测性能的Au/BiOI基PEC四环素适配体传感器,该传感器表现出更宽的线性范围(0.4 ng L–1至14370 ng L–1),更低的检测限0.2 ng L–1(S/N=3)。(3)富铋策略可以显著提升BiOBr材料的PEC性能,非化学计量比的BiOBr材料得到了PEC领域的极大关注。为验证Au掺杂策略的普适性,采用光还原法实现对Bi24O31Br10的Au掺杂并研究其PEC性能的提升机理。研究表明,光还原产生的Au纳米粒子同样可以提升Bi24O31Br10材料的光吸收性能和光生电子迁移效率,使得Au/Bi24O31Br10复合材料表现出良好的PEC性能。因此,基于Au/Bi24O31Br10复合材料构建的PEC适配体传感器用于恩诺沙星检测,表现出较宽的线性范围(0.72 ng L–1至36000 ng L–1),其检测限低至0.3 ng L–1(S/N=3),进一步证明了Au掺杂策略的普遍性和可行性,并拓宽了非化学计量比的BiOX材料在PEC领域和环境检测领域的应用。
其他文献
由于视觉方面的障碍,全世界约2.53亿视障人士的出行和生活面临着诸多不便,对于环境的感知尤其困难,严重影响着他们的生活质量。传统的盲人辅助手段(如盲杖、导盲犬)的使用存
重复控制方法以内模原理为理论依据,构造出一个用于描述周期性外激励信号动力学模型的内部模型,内部模型中包含的正反馈时滞环节可对误差信号进行不断学习,从而校正系统的跟
近年来,在互联网技术的高速发展下,报业经营正在经历着巨大的挑战。作为云南最早的都市类报纸,A报的经营长期靠广告收入支撑,广告收入从2014年开始下滑后,“二次销售”商业模
近年来,科研工作者通过改变材料成分及元素添加、烧结工艺控制等途径成功对陶瓷增强金属基复合材料的微观界面进行优化,一定程度上改善了界面结构的组织和性能,使界面控制理论的研究向前推进了一步。界面控制是为了调节界面区域的组织结构和性能,达到传递载荷、缓冲冲击能量、中和热物理性能等目的。本论文以界面可控为前提,针对WC_P/钢基表层复合材料采用界面重熔的方法调节界面相的组织构成和宽度形态等,从而达到控制材
内循环流化床在现代工业生产中得到了广泛应用,然而由于高温导致的床料结焦结渣问题会使床料流化运动受阻,时常对安全生产造成影响。床料的运动总体上具有内部循环的特点,但
随着中国城市收缩问题的不断显现与相关研究的不断深入,目前中国已经开始正视城市收缩问题。中国有着较多的资源枯竭型城市,黑龙江省四大煤城便属于典型的煤炭资源枯竭型城市
在中国,由于21世纪初绿色发展指标的初步确立,新能源产业开始兴起,逐渐走入大众视野。随着近20年的发展,新能源逐步确立了其发展地位。新能源产业的发展是维护能源安全的重要
随着工业的不断发展,重金属污染引起的环境破坏以及对人类健康的损害问题引起了国内外学者的广泛关注。六价铬(Cr(Ⅵ))作为一种典型的重金属,被认为是毒性最强的16种重金属之一,具有致癌、致畸、致突变作用。世界卫生组织(WHO)规定饮用水中Cr(Ⅵ)的含量不能超过0.05mg/l。因此,含Cr(Ⅵ)废水的处理是一个重要的环境问题。本论文采用硫酸钛为钛源、尿素为碱源和催化剂、两亲性三嵌段共聚物F127为
聚乙烯醇(PVA)纤维具有较高强度和模量,且无毒无害,是新一代绿色材料之一。在工业生产中,常常可用于运输带,滤布,渔网,缆绳等,但是在特殊领域,其强度和模量仍然不能满足应用需求。近年来,在聚合物中添加纳米碳材料已经越来越成为人们研究的新热点,然而不论是碳纳米管(CNTs)还是石墨烯,虽然具有优异的性能,但是其在纤维应用中仍然存在不足。研究人员尝试将CNTs,大多为多壁碳纳米管(MWCNTs)转化成
针对陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料强韧性不足的问题,本文结合3D打印及挤压铸造技术制备出了空间结构韧化ZTAp(氧化锆增韧氧化铝颗粒)/钢复合材料,复合材料由40Cr钢(基体区)和ZTAp/40Cr复合材料(复合区)的三维互穿网络构成。主要研究了复合区体积分数、40Cr钢的性能、活性元素和结构相交处平滑处理等因素对空间结构韧化ZTAp/钢复合材料压缩性能的影响。主要研究结果如下:研究了复合材料复合区体