光催化功能性水泥成功应用南京三桥

采用东南大学绿色建材技术研究所钱春香教授课题组“功能性路面材料”研究成果铺设的南京长江三桥桥北收费站日前建成，与众不同的是这5000平方米的收费站广场是我国第一条光催化功能性水泥混凝土路面。

Ti_(3)C_(2)辅助的Mo掺杂Zn_(0.5)Cd_(0.5)S双功能催化剂的制备及其光催化性能研究

采用水热法制备了Mo掺杂的Zn_(0.5)Cd_(0.5)S并使其与Ti_(3)C_(2)纳米片复合,通过XRD、SEM、TEM、XPS、UV-vis DRS、荧光光谱和瞬态光电流表征方法分析了光催化剂的晶体结构、表面组成、微观形貌和光电性能。结果表明,Mo的掺杂改变了Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的晶格和能带结构,Ti_(3)C_(2)的负载增加了光催化活性位点并加快了电子转移速率。在可见光照射下,通过降解四环素溶液同时产氢考察了光催化剂的活性。在Mo掺杂与负载Ti_(3)C_(2)的协同作用下,60 min内,四环素(TC)的降解率可达70%,氢气产量达883μmol/(g·h)。自由基捕获实验证明,光催化降解过程的主要活性物质为光生空穴,产氢过程为光生电子。

微波热液法制备光催化TiO_2功能材料

采用微波加热法 ,研究了钛配离子热分解水解反应的规律。结果表明 ,水解产物在大气气氛和 3 0 0℃下煅烧 2h ,所得产物为锐钛型TiO2 粉末。在紫外线照射下 ,乙酸经TiO2 光催化反应 12h后 ,残余量小于初始量的 2 0 %。

无定形CoOx耦合碳点构筑海绵状多孔结构的双功能光催化剂用于提高水氧化和二氧化碳还原性能

随着化石燃料大量使用带来的温室效应、能源匮乏以及环境污染问题日趋严重,寻找清洁高效的可再生能源用做传统化石燃料的替代品,已经成为当今的研究重点.太阳能驱动的水分解制备氢气和CO2还原为CO,不仅可以降低大气中CO2的浓度,而且提供了理想的能源气体H2和有经济价值的化学物质,实现了太阳能的转换/储存.整个水分解反应包含两个半反应,即质子还原和水的氧化.其中水的氧化反应是一个涉及四个电子和四个质子转移的复杂过程,需要很高的活化能,被认为是全分解水反应的瓶颈步骤.此外,CO2还原也是光合作用的重要半反应,是将太阳能转化为化学燃料/原料的重要途径.因此,寻找一种同时具有高催化活性和稳定性的水氧化和CO2还原双功能光催化剂至关重要.本文以双氰胺和葡萄糖为原料,通过简单的水热法脱水聚合得到碳点(CDs),再与Co(NO3)2·6H2O形成均匀溶液烘干后,通过改变不同煅烧温度(200,300,400和600℃),构筑了一系列CoOx耦合碳点的海绵状多孔结构的双功能光催化剂CDs@CoOx,并首次应用于光催化水氧化和CO2还原.我们发现,CDs可以作为模板来调节复合物的结晶度,当在300℃煅烧时得到的是无定形催化剂CDs@CoOx-300,相比未掺杂的Co3O4,CDs的引入在促进光催化水氧化和CO2还原活性方面起着关键作用.因此,当与碳点耦合时,CDs@CoOx-300复合物不仅暴露了更多的活性位点,而且促进了电荷分离.最终,CoOx和CDs之间的协同作用促进了水氧化和CO2还原.当以[Ru(bpy)3]Cl2为光敏剂,Na2S2O8为牺牲电子受体,在pH为9.0的硼酸缓冲液中,CDs@CoOx-300为光催化剂,最大O2收率为40.4%,在460 nm处具有58.6%的表观量子效率.同时将该催化剂CDs@CoOx-300用于以[Ru(bpy)3]Cl2-TEOA的体系中进行光催化还原CO2时,CO的生成速率为8.1μmol h‒1,且CO选择性高达89.3%,展现出了优异的催化性能.此外,在水氧化和CO2还原循环测试中,发现5次反应后,催化活性无明显降低,说明该双功能催化剂具有较高的稳定性.本文为未来合理构建高效、稳定的碳掺杂的钴基双功能光催化剂提供了重要的启发和研究思路.

负载型光催化膜特征及氟伐他汀降解性能分析

为克服传统悬浮型光催化技术因催化剂分离困难而导致的水体二次污染问题,通过悬浮过滤方式将ZnIn2S4负载在超滤膜表面得到光催化膜.利用扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射图谱分析(XRD)对其进行表征并分析其超滤性能.以氟伐他汀为目标污染物,采用功率500 W,光强230 W/m^2的长弧氙灯为光源,考察不同负载量光催化膜在光照条件下对氟伐他汀的降解率.结果表明,随着ZnIn2S4负载量增加,光催化膜对紫外光和可见光的响应逐渐增强,表面Zn、In、S元素特征峰响应逐渐增强,ZnIn2S4六方相型特征衍射峰逐渐增大,膜表面形成了均匀的光催化功能层,膜面亲水性增强,纯水通量衰减得到缓解,对氟伐他汀的降解率明显提高.但是过量ZnIn2S4会在膜面发生堆叠团聚,降低催化剂利用率,进而影响催化效率.负载量为0.2 g的光催化膜表面ZnIn2S4光催化层均匀,能有效利用光源能量,催化活性高,节省物料,在光照条件下对氟伐他汀的降解率可高达94.75%,长期运行下具有良好的光催化稳定性.

石墨烯-二氧化钛纳米复合材料在强紫外线地区农用膜上的应用与研究——以西藏地区为例

西藏自治区种植基地所使用的农用膜为PE抗老化薄膜,由于西藏自治区位于青藏高原,紫外线辐射强度大,在长时间高强度紫外线照射下,PE抗老化薄膜的使用周期大大缩短,需要经常更换,容易造成资源浪费且处理废弃的PE抗老化薄膜所使用的主要是焚烧和填埋,会造成大气污染、碳污染以及土壤污染等一系列环境危害。本作品基于对石墨烯-二氧化钛纳米复合材料的初步研究,发现其具有良好地防紫外线与光催化功能。本作品制作石墨烯-二氧化钛纳米复合材料将其掺杂在PE抗老化薄膜里可以有效的抗紫外线,延长其使用周期。同时石墨烯-二氧化钛纳米复合材料在光催化领域也有较好的应用,将其掺杂在地膜中对土壤中的微塑料和农药残留的具有较好的辅助降解作用。