纳米等离子体光催化传感

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纳米材料领域中金纳米粒子始终是一项十分热门的研究,这源于其具有独特的物化性质。在光线入射到贵金属形成的纳米颗粒的表面时,纳米颗粒表面电子震动频率与入射光频率互相匹配时,便会产生一个强吸收作用,同时引发一个无传播特性的金属纳米粒子的表面局域电子集体共振的现象。即SPR。目前在光催化降解有机污染物领域中,纳米金粒子作为经典的光催化剂,广泛的应用于光催化反应体系中,并在能源及环境等重要领域受到很广泛重视。纳米等离子体作为光催化剂不但有较好的活性,同时也拓宽了激发光的波段。虽然有机污染物在水体系中的光降解相关的研究一直是较热的话题,但很少有一个对于催化传感的评价平台或体系,使得在评价材料催化性能时标准模糊。同时,复合光催化剂也是一个热点,而复合光催化剂中金属与半导体的复合也是人们关注并研究的重点,这是由于其优异的光电性能,使其在光催化领域中占据之分重要的地位。本文在现有的光催化剂传感的研究基础上,进一步做出了深入的研究。主要内容包括,第一,利用可控的LBL法组装出均匀的纳米金薄膜,在制备过程中我们调节了反应的各个参数,以得出最优的成膜方法,最终我们得出了厚度均匀可调的具有良好稳定性和(光)催化活性的纳米等离子体传感器。第二,利用优良性能的纳米等离子体传感器芯片,在经典反应对硝基苯酚在硼氢化钠的还原下,利用纳米等离子体薄膜的催化性能和实时监测等离子体特征峰摇摆频率的新型转换方法,寻求出合适的催化反应参照评估平台。第三,利用在纳米薄膜表面离心浇铸无机卤化钙钛矿,制备出具有优良光催化性能的复合纳米材料薄膜,制备出的复合膜对对硝基苯酚的光催化降解有较好的催化效率,在25min内的降解效率达到46.8%。并通过分析并转换金纳米等离子体特征峰的摇摆频率,将对硝基苯酚的浓度对反应的摇摆频率进行拟合,得出复合膜较低的0.0586μM的检测线,并对不同浓度的对硝基苯酚进行检测,证明此检测法有较好的精确度和准确性。总之随着科学技术的发展,人们生活水平的极大提高,人们越来越重视环境的污染检测及治理问题。其中对硝基苯酚为有机污染物,因此对其检测和降解显得十分必要。本论文旨在从光催化角度来降解有机污染物。通过与无机卤化钙钛矿复合后,创新的优化了传统的纳米金等离子体传感器的光催化活性,并且通过实时监测纳米等离子体传感器中特征峰的波长摇频率以反映光催化速率。同时,建立了光催化传感体系参考评价的平台,为今后相关领域的进一步研究提供了较为可靠的参照。而在进一步的工作中可以利用适当的方法,例如电化学阻抗法来定量的箱子的探究金属与半导体复合材料用于光催化降解有机物是的催化机理。
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