AgI/NH_(2)-UiO-66(Zr)异质结制备及其可见光催化性能

开发可见光响应型金属有机框架材料(MOFs)异质结,有望高效利用太阳能进行催化降解/减毒环境污染物。以氯化锆(ZrCl_(4))和2-氨基对苯二甲酸(2-ATA)为原料,用溶剂热法制备了NH-UiO-66(Zr)作为基底MOFs,采用对离子沉淀法在其表面负载AgI,制备一系列AgI/NH_(2)-UiO-66(Zr)异质结复合光催化剂。通过XRD、BET、TEM、UV-Vis DRS、FT-IR、TGA及光电化学测试等手段对材料进行结构和光电响应性质表征。以Cr(VI)为模型污染物,探究复合材料在可见光照射下的光催化性能,以及影响其性能的各种因素:pH、初始Cr(VI)浓度、催化剂投加量、捕获剂种类及浓度。实验结果显示:当AgI负载量为20%时,优选得到的AgI/NH_(2)-UiO-66(Zr)具有最佳的光催化性能,可见光照射120 min后,Cr(VI)还原率为97.8%,远高于纯AgI和NH_(2)-UiO-66(Zr),拟合的一级动力学常数k分别是AgI和NH-UiO-66(Zr)体系的7.9倍和7.4倍。此外,异质结催化剂循环使用稳定性良好,循环5次后对Cr(VI)还原率仍保持在90%左右。

石墨烯量子点/Ce-2-甲基咪唑的制备及其宽光谱抗菌性能

光催化作为一种新型抗菌方式引起广泛关注,开发高效可见光催化剂是热点研究方向之一。本文通过一种绿色化学法合成了石墨烯量子点(GQDs),并在室温下以GQDs、硝酸铈、2-甲基咪唑(2MI)为原料,采用一锅沉淀法合成了GQDs/Ce-2MI。调整GQDs的起始添加量,得到不同GQDs负载量的复合光催化剂,通过光电化学测试发现,25vol%GQDs/Ce-2MI样品具有高的光电流响应。进一步固定2MI为有机配体,制备不同中心金属离子(Mn^(+):Co^(2+)、Fe^(2+)、Fe^(3+))的M-2MI,并进行对比。在可见光照射下,以大肠杆菌(E.coli)为目标菌种,考察了不同催化剂的抗菌性能。研究发现,GQDs/Ce-2MI的抗菌性能最佳,可见光照射60 min后,实现超过99%的灭菌效果。以优选GQDs/Ce-2MI为光催化剂,研究了光源波长、不同菌种的影响。结果表明,GQDs/Ce-2MI在较宽光谱范围内有较好的抗菌能力,对金黄色葡萄球菌(S.aureus)也具有普适性抗菌效果。通过猝灭剂实验推测对E.coli消灭的主要活性物种为空穴(h+)和羟基自由基(•OH)。