羧基富勒烯增强g-C_(3)N_(4)材料的制备及光降解罗丹明B的研究

富勒烯具有合适的能带间隙,能够实现快速的光诱导电荷分离和相对缓慢的电荷重组,被认为是一类增强半导体光催化活性的优良材料。本研究中通过Prato反应在富勒烯表面引入羧基制得衍生物C_(60)-(COOH),采用可见-近红外光谱、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和质谱对合成的产物进行表征,表明了合成的羧基富勒烯衍生物是1到4加成的羧基化衍生物。通过液相沉淀法制备C_(60)/g-C_(3)N_(4)和C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)复合材料,采用X射线衍射、紫外-可见漫反射等分析手段表征复合材料的性质,并使用合成的复合材料在可见光下对罗丹明B进行光催化降解实验,实验表明C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)复合材料具有最高的光催化活性,其光催化降解罗丹明的速率为C_(60)/g-C_(3)N_(4)复合材料的1.3倍,是g-C_(3)N_(4)复合材料的1.6倍。此外还对g-C_(3)N_(4)、C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)、C_(60)/g-C_(3)N_(4)复合材料做了回收实验。实验结果表明C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)复合材料仍可以降解49.4%的罗丹明B,是g-C_(3)N_(4)复合材料的1.2倍,是C_(60)/g-C_(3)N_(4)复合材料的1.7倍。上述实验结果表明,羧基化的富勒烯是比富勒烯更高效的增强光催化活性物质,由此制备的半导体复合材料是一种有应用前途和非常有效的光催化剂,能够有效地降解有机污染物。

C_(60)/Ag_(3)PO_(4)复合材料制备及光降解罗丹明B的研究

纳米碳材料与半导体的复合增强被广泛研究,这是提升光催化性能的热门领域之一。本研究采用沉淀法制备了一种新型的C_(60)/磷酸银复合材料,并通过热重仪测定了该复合材料的热稳定性。随后,通过光降解罗丹明B的实验评估了复合材料的光催化活性。热重分析结果显示制备的光催化剂在表现出非常高的热稳定性。光降解实验结果表明,与未复合的磷酸银光催化剂相比,添加了C_(60)的复合光催化剂的降解速率提高了约20%左右。此外,在催化剂重复利用方面的研究中,我们发现回收后的催化剂在降解有机污染物方面仅保持了初次使用时的35%效率。然而,通过过氧化氢进行处理后材料的回收利用效率得到了显著提升,催化剂的重复利用效率可以接近100%。这些发现对于进一步开发高效可持续的光催化材料具有重要意义。

多孔复合泡沫的构筑及其生物传感研究进展

多孔复合泡沫作为一种新型功能材料,具有比表面积高、孔隙率高、密度低、柔韧性和生物相容性好等优点,在健康检测、电子皮肤、生物识别等生物传感领域具有广阔的应用前景。本文首先分别对多孔复合泡沫的特点及其化学发泡法、模板法、自组装法等构筑方法进行介绍。通过引入纳米粒子、生物分子或者功能性聚合物的方法对复合泡沫进行结构调整和功能改性,以实现对外力或生物分子的高灵敏和高选择性检测。然后,分析了基于多孔复合泡沫的压阻式传感器、电容式传感器、摩擦电式传感器和生物传感器的传感机理。探讨了以多孔复合泡沫为活性层的生物传感器在智能穿戴、运动监测、生物识别等方面的应用研究进展。最后,总结了多孔复合泡沫材料在生物传感领域的优缺点,并展望了其发展趋势。