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TiO2半导体材料,具有化学性质稳定、抗腐蚀、无毒和成本低等优点,在环境和能源领域具有广阔的应用前景。然而,由于其禁带宽度较大,受激发的电子和空穴容易复合,且不易回收,使得该类材料在相关领域的应用受到一定程度的限制。本课题中,我们通过将TiO2与Ag2Se纳米材料、磁性纳米粒子复合,拓宽了其可见光响应的范围,赋予其可磁分离回收能力,并将上述复合材料应用于甲酸降解、抗生素降解以及蛋白质选择性富集-分离中。 1、本课题研究了不同的银试剂AgX(X=I,TFA,OTf)与硒醚R2Se(R=Me,tBu)在不同的溶剂中的反应产物,有的反应产物可以作为制备硒化银(Ag2Se)纳米材料的前驱体,有的反应可以直接得到Ag2Se纳米粒子。然后,我们将制备的Ag2Se与TiO2(P25)进行复合,制备了Ag2Se-TiO2纳米复合材料。通过改变Ag2Se/TiO2的摩尔比,研究其在紫外-可见光下对甲酸(FA)的降解性能。复合一定量Ag2Se的TiO2对甲酸的降解活性高于P25,而且循环使用多次后,依然表现出良好的催化活性。 2、本课题使用溶胶-凝胶和超声刻蚀的方法制备了具有yolk-shell结构的Fe3O4@void@TiO2纳米粒子。并且将其作为类光芬顿催化剂,在宽的pH范围内,能够快速地降解甲酸。由于制备的Fe3O4@void@TiO2纳米粒子具有大的空腔结构,提供了更多的活性位点,使得反应物容易在空腔内富集,极大地提高了反应速率。同时制备的Fe3O4@void@TiO2纳米粒子具有强的磁性,在外部磁场的作用下,可以方便地从溶液中分离和循环使用。 3、本课题用上述方法制备的Fe3O4@void@TiO2纳米粒子来富集和分离磷酸化蛋白质(β-干酪素),并且使用银纳米粒子作为表面增强拉曼散射的基底来直接检测收集的蛋白质。从拉曼检测结果得知,在β-干酪素(β-casein)和牛血清蛋白(BSA)混合蛋白质溶液中,具有空腔结构的Fe3O4@void@TiO2纳米粒子对β-干酪素有良好的选择性富集效果。