【摘 要】
:
近年来,随着抗生素的大量使用和废水的随意排放,导致水体环境安全越来越严峻。半导体光催化技术可利用太阳光将有机污染物降解,因绿色环保、能耗低、高效而备受关注。三氧化钨(WO3)禁带宽度适中、能在可见光响应并在酸性和氧化条件下稳定存在,被广泛应用于光催化研究领域。然而,单一WO3的光生电子-空穴对复合几率高,极大限制了WO3的实际应用。因此,围绕WO3材料通过与其他半导体材料复合构建异质结以提高其光催
论文部分内容阅读
近年来,随着抗生素的大量使用和废水的随意排放,导致水体环境安全越来越严峻。半导体光催化技术可利用太阳光将有机污染物降解,因绿色环保、能耗低、高效而备受关注。三氧化钨(WO3)禁带宽度适中、能在可见光响应并在酸性和氧化条件下稳定存在,被广泛应用于光催化研究领域。然而,单一WO3的光生电子-空穴对复合几率高,极大限制了WO3的实际应用。因此,围绕WO3材料通过与其他半导体材料复合构建异质结以提高其光催化效率具有重要意义。本论文设计并制备了Ag2WO4/WO3和Ag Cl/WO3/g-C3N4复合催化剂,通过XRD、SEM、TEM、XPS、UV-vis DRS、PL等表征手段对样品的晶体结构、形貌、元素组成及光学性能等进行分析,同时以四环素(TC)和土霉素(OTC)作为目标降解物,探讨其光催化研究反应机理,具体研究内容如下:(1)采用水热法制备出了WO3纳米片,并通过共沉淀法合成了不同质量比的Ag2WO4/WO3复合材料。结果表明,与纯的WO3和Ag2WO4材料相比,当Ag2WO4和WO3的质量比为1:2时,催化剂展现出最高的光催化活性,光照75 min后对TC和OTC的降解率分别为77.4%和67.4%。这是由于异质结的构建有效抑制了光生电子-空穴对的复合,同时增大了光催化剂的比表面积以及拓宽了其对可见光的响应范围。通过自由基捕获实验揭示了Ag2WO4/WO3复合材料光降解过程的主要活性物种为超氧自由基(·O2-)和空穴(h+),符合Z型异质结反应机制。(2)采用一步水热法和高温热聚合法分别合成Ag Cl/WO3二元催化剂和g-C3N4粉末,再通过高能球磨工艺复合得到Ag Cl/WO3/g-C3N4三元光催化剂,考察不同Ag/W摩尔比和g-C3N4复合量对光催化活性的影响。结果表明,球磨使得Ag Cl/WO3/g-C3N4复合材料的比表面积增大,为光催化过程提供大量的反应活性位点。同时,异质结的形成有效促进了光生载流子的转移,进而更有利于提升其光催化性能。光照60 min后,Ag Cl/WO3/g-C3N4对TC和OTC的降解效率分别达到76.1%和59.3%。结合自由基捕获实验推断出Ag Cl/WO3/g-C3N4三元复合材料在降解过程中的双Z型反应机理。
其他文献
镍基高温合金因其优异的高温强度和良好的组织稳定性,在燃气轮机关键热端部件上获得广泛应用。然而,由于燃气轮机燃油中含有微量的S、Cl、Na、K等杂质,燃烧时与空气中的O2反应,并在部件表面沉积一层熔融状态的Na2SO4和Na Cl盐膜,导致高温合金部件表面发生热腐蚀,同时由于长期温度不均,部件需要承受极大的热应力。因此,有必要开展对该部件关键材料Nimonic263和Haynes230合金焊件的抗热
镍基复合氧化物是一种具有高性价比的催化剂材料,在电化学能源领域中被广泛应用于析氧反应和甲醇氧化反应等小分子氧化的阳极催化。本文采用电沉积法制备了一系列高活性和持久性的镍基复合氧化物催化剂,用于提升小分子氧化反应效率。可作为未来金属空气电池和直接甲醇燃料电池中具有潜在用途的阳极催化剂。在众多镍基催化剂中,镍铜复合氧化物表现出优异的析氧催化性能。为了进一步提高NixCu1-x/Cu O/Ni(OH)2
蜂窝结构由于其能量吸收特性良好,比强度与比刚度高,可设计性突出,因此被广泛应用于诸如冲击缓冲和能量吸收结构等工程领域。为了改善常规蜂窝的力学性能,众多研究人员通过多层级设计、梯度密度设计以及仿生设计等方法开发出力学性能优异的蜂窝结构。仿生设计被认为是一种简单有效的策略,可以提高蜂窝材料的力学和吸能性能。然而,传统的制备工艺难以制备具有异型形状的蜂窝材料,比如具有三角晶格的多层级蜂窝、梯度密度的梯度
纳米材料在食品领域的应用十分广泛,从食品包装中掺杂金属纳米粒子到以天然或合成的纳米材料作为载体保护食品营养成分。当前食品基纳米材料的研究现状良好,具有较好的发展前景。鸡蛋是人们日常饮食中最常见也是必不可少的食物来源之一,其丰富的营养价值、较低的食用成本以及十分丰富的来源深受人们信赖。蛋黄中的低密度脂蛋白(LDL)是具有典型“核壳”结构的微纳米材料,其结构与脂质体类似,其具有作为纳米递送材料的潜在应
随着世界各国不断提高的环境保护标准和日益加重的能源危机,推动了绿色环保的新型润滑剂及其添加剂的发展。传统润滑剂因其含有磷、硫和氯等对环境有害元素而面临淘汰。聚乙二醇200(PEG200)润滑剂因其绿色无毒、可降解和低摩擦的特性,成为了传统润滑剂潜在的替代品。而润滑添加剂作为润滑剂中不可或缺的一部分,成为了科研人员的研究重点,碳纳米材料作为其中的佼佼者,也受到了广泛关注。但大量的研究表明,传统碳纳米
压电陶瓷作为一种可将机械能和电能进行相互转换的重要功能材料,已经在社会经济、国防安全等多个领域得到了广泛应用。随着科学技术的发展,压电陶瓷正在从常规应用转向高温等极端环境下的特殊应用。BiYbO3-Pb(Zr0.48Ti0.52)O3是一种典型的三元系钙钛矿结构铁电体,它相对于传统的二元系PZT具有更高的居里温度(TC=391℃),有望作为敏感元件应用于工作温度超过200℃的器件之中。然而,该体系
聚二甲基硅氧烷(PDMS)因其具备力学性能优良、无毒、生物相容性好等优点,在人工晶状体、医用导管、人工心脏瓣膜等生物医用材料领域具有广阔的应用前景。然而,由于PDMS本身的疏水性导致其在临床应用中表面易黏附细菌,以及与血液接触后容易凝血等,导致其在临床上的进一步应用受到限制。因此,有必要从材料学角度利用具有良好抗污特性的亲水类物质对PDMS材料进行抗污改性。通过物理或化学的方法在聚合物材料中引入亲
超(超)临界发电机组参数的提升不仅可以提高发电效率更可以有效解决当前碳排放的热点问题。目前,国内超超临界发电机组的高温部位常用钢种多为国外进口,对于自主研发的耐热钢的高温性能还需进一步研究。此外,实际服役过程中发电机组高温零部件往往伴随蠕变现象,进而导致失效,故而对于机组用马氏体耐热钢焊接接头蠕变性能的研究成为热点。关于耐热钢焊接接头的蠕变性能的研究多为国外研发钢种,我国自主研发的耐热钢的焊接接头
社会的发展使人类对能源的需求不断增加,发展可再生、无污染的新型能源成为当前要务。作为当今能源市场主要储能设备的锂离子电池虽具备容量大、循环寿命长、工作电压高等优点,但其存在的成本高、污染大、安全性低的缺点限制了其进一步发展。目前,具有安全环保、制造成本低、大电流充放电能力强等优良特点的水系锌离子电池被认为是一种能够替代锂离子电池的新型储能装置。然而,锌离子电池正极材料仍存在循环寿命不够理想等问题,
乳腺癌的高发性已成为女性癌症中的主要杀手。手术切除依然是治疗乳腺癌的主要手段。这不仅会增加患者的痛苦,同时也会给患者造成极大的心理创伤。随着乳腺癌发病率的增加,切除后的乳房迫切需要修复,且寸尺的精准度也是一个挑战。这就需要不仅有较好的生物材料,且精准化个性定制才能满足上述的要求。3D打印技术包括计算机辅助设计,采用生物墨水精确调控,选择生物相容性较好的水凝胶,才能促进组织的再生,加速伤口的愈合。本