二维层状NiO/g-C_(3)N_(4)复合材料在无铁光电类芬顿体系中有效去除环丙沙星的研究

环丙沙星(CIP)的过量使用已经对生态环境造成了很大的威胁。本文设计了一种新型无铁的光电类芬顿体系用于降解水中的CIP。采用溶剂热法合成了NiO/g-C_(3)N_(4)复合材料。通过XRD分析,确定了不同催化剂的晶相和化学组成;红外光谱进一步证实了NiO/g-C_(3)N_(4)复合材料的分子结构,结果表明,成功地合成了NiO/g-C_(3)N_(4)复合材料。利用SEM观察了材料的形貌,结果表明性能最佳的NiO/g-C_(3)N_(4)-60%为二维花状结构。TEM进一步证明NiO/g-C_(3)N_(4)-60%具有片层状结构。由于层状结构,NiO/g-C_(3)N_(4)-60%具有较大的比表面积和丰富的活性位点,有利于电子的传输。XPS分析表明Ni^(2+)和Ni^(3+)共存于NiO/g-C_(3)N_(4)-60%复合材料中并且NiO/g-C_(3)N_(4)-60%具有低配位氧缺陷。EPR谱也证实了氧空位的存在,氧空位不仅促进了H_(2)O_(2)的活化,而且有利于金属离子形成稳定的混合价态。UV-Vis-DRS、PL和电化学测试表明NiO/g-C_(3)N_(4)-60%具有最强的光吸收能力、最低的电荷转移电阻和最快的电荷分离效率,有利于活性物质的生成和CIP的快速降解。因此,花状NiO/g-C_(3)N_(4)-60%在光电类芬顿体系中表现出光电协同作用,不仅可以通过Ni^(3+)/Ni^(2+)之间的转化将电芬顿过程中产生的H_(2)O_(2)有效分解为·OH,同时也能够产生光生电子和空穴,促进光照下·OH、·O_(2)^(−)和h^(+)的生成,从而提高环丙沙星的降解效率。以催化性能最佳的NiO/g-C_(3)N_(4)-60%为催化剂时,在90 min内CIP的降解率达到将近100%,120 min时矿化效率达到82.0%,与传统芬顿体系(最佳pH值为2.8–3.5)相比,新型光电类芬顿体系具有较宽的pH范围,当pH值为6时,降解率仍可达78.8%。NiO/g-C_(3)N_(4)-60%在光电类芬顿体系中也表现出良好的结构稳定性,连续5次循环后,降解效率仍保持在96.3%。根据HPLC-MS的结果,提出了CIP降解的两种可能途径。本研究为废水中抗生素的快速降解提供了理论依据。

Fe3O4/Mg(OH)2复合材料的制备及形貌控制

通过种子沉积法制备出Fe3O4/Mg(OH)2复合材料并进行XRD、SEM测试分析。探究了氨水的浓度与加入速度、搅拌速度及等因素对磁性复合材料形貌的影响。氨水浓度与注入速度的降低,对氢氧化镁基体形貌的影响是相同的,但要使合成磁性复合材料形貌和四氧化三铁粒子在氢氧化镁中分散性均匀,应控制氨水浓度(ω=2.5%)或加入速度在一个合理的较低值。

基于花状MoS_(2)/RGO自清洁吸波纺织品的制备

采用水热反应制备花状硫化钼/还原氧化石墨烯复合材料(MoS_(2)/RGO),并将MoS_(2)/RGO复合材料与聚二甲基硅氧烷(PDMS)协同整理到聚多巴胺(PDA)改性棉织物上,制备自清洁吸波棉织物。探讨了MoS_(2)/RGO复合材料用量、PDMS用量、浸渍时间等因素对整理棉织物疏水性能及吸波性能的影响。结果显示,当MoS_(2)/RGO质量分数为1.5%,PDMS质量分数为4.0%,浸渍时间为30 min时,整理棉织物的疏水性能最佳,水滴接触角(WCA)可达到155.2°,在波段8.2~12.4 GHz范围,匹配厚度为3.5 mm下最小反射损耗(RL_(min))值为-42.81 dB,有效吸收带宽(EAB)为2.08 GHz,展现出优异的吸波性能。同时,整理棉织物对常见液滴具有优异的防污性,可实现良好的自清洁吸波效果。

基于Au修饰的花状V2O5的表面增强拉曼散射研究

通过一步水热法合成花状V 2O 5材料,随后利用离子束溅射法在花状V 2O 5表面沉积一层Au膜并在400℃条件下退火,获得Au纳米粒子修饰的花状V 2O 5@Au复合材料。通过XRD、XPS和TEM等手段对样品进行表征,同时对其进行表面增强拉曼散射(SERS)测试分析。结果表明:花状V 2O 5@Au复合材料作为SERS基底具有良好的拉曼活性,对罗丹明6G(R6G)的最低检测浓度可达1.0×10^-8 mol·L^-1,增强因子约为105;对浓度为10^-6 mol·L^-1的R6G测试30个不同点的SERS检测结果显示,特征峰强度的相对标准偏差(RSD)均低于20%,说明花状V 2O 5@Au复合材料对R6G的检测具有较高的灵敏度和良好的检测重现性。另外,花状V 2O 5@Au复合材料作为基底对致癌物孔雀石绿(MG)和罗丹明B(RhB)均表现出较高的检测灵敏度,其检测限(LOD)分别为4.36×10^-9 mol·L^-1和3.11×10^-8 mol·L^-1,这进一步表明该材料可应用于食品安全检测和环境监测。