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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 溶胶-凝胶法合成的纯二氧化钛及铁掺杂二氧化钛光催化材料结构、光学及光致发光研究

    摘要： 采用溶胶-凝胶法合成了纯TiO?和铁掺杂TiO?纳米颗粒。通过X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱仪及荧光光谱仪对这些材料进行了表征。XRD分析表明所有样品均为单一锐钛矿相纳米晶结构。铁掺杂使二氧化钛晶粒尺寸从9.64 nm减小至7 nm。HRTEM图像显示TiO?和3%铁掺杂TiO?颗粒均呈球形，平均粒径分别为10 nm和8 nm。FTIR分析清晰观察到482 cm?1处Ti-O键伸缩振动的特征峰。铁掺杂TiO?样品出现拉曼蓝移现象。与纯TiO?相比，铁掺杂TiO?纳米颗粒的带边发生显著红移，并检测到带隙红移。随着铁掺杂浓度增加，铁掺杂TiO?纳米颗粒的光致发光(PL)发射强度降低。铁掺杂TiO?纳米颗粒表现出强光催化活性(PCA)响应，在相同光照时间下较未掺杂TiO?具有更高催化活性?？杉庹丈湎卵羌谆?MB)脱色过程中，铁离子(Fe3?)掺杂浓度增加通常导致光降解效率下降。

    关键词： 带隙、拉曼模、光催化活性、二氧化钛纳米颗粒、亚甲基蓝、光致发光发射

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 地中海帘蛤（Ruditapes decussatus）暴露于两种光催化剂纳米复合材料（TiO2 NPs和AuTiO2NPs）后的金属积累、生化及行为响应

    摘要： 用贵金属修饰纳米粒子是改善其光催化和光伏性能的一种有前景的替代方案。然而，此类修饰可能影响生物可利用性，进而改变毒性。为探究修饰对纳米粒子在海洋生态系统中影响的作用机制，我们在实验室实验中让滤食性蛤类——缀锦蛤（Ruditapes decussatus）暴露于两种光催化剂纳米复合材料（TiO?纳米粒子和AuTiO?纳米粒子），设置50 μg L?1和100 μg L?1两个浓度梯度。通过电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）检测发现，暴露于这两种纳米粒子后，蛤类的鳃和消化腺中出现了金和钛的蓄积。TiO?和AuTiO?纳米粒子会降低缀锦蛤的滤食率和呼吸率，从而改变其行为。此外，最高浓度的TiO?纳米粒子会导致鳃和消化腺中H?O?过量产生，仅在鳃中引起NO过量生成。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）和乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性随浓度和纳米复合材料类型的不同，在鳃和消化腺中被诱导表达。与未修饰形式相比，修饰形式的纳米粒子在鳃和消化腺中表现出更高的丙二醛（MDA）水平，这表明其作用机制可能存在差异，且可能通过氧化应激介导。综上所述，所研究的参数可作为评估纳米粒子对缀锦蛤毒性的可靠生物标志物（缀锦蛤可作为生物监测模型）。此外，根据研究结果，纳米粒子修饰会影响金属纳米粒子对海洋生物的毒性。

    关键词： 氧化应激，皱纹盘鲍，生物标志物，二氧化钛纳米颗粒，金-二氧化钛纳米颗粒

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 用于橄榄油厂废水膜微滤辅助清洗的光活性凝胶

    摘要： 在聚乙烯膜表面制备了一种光活性凝胶，用于增强橄榄油厂废水处理过程中的抗污染性能。通过构建由光催化纳米粒子和离子型聚电解质组成的逐层结构，在膜表面引入了光响应和pH响应材料。研究人员探索并确定了抑制污染物吸附的最佳工作条件，认为排斥界面力和污染物向催化位点的辅助转移是减缓微滤过程中通量下降的关键因素。在两种不同pH条件下进行了6小时连续水下辐照测试，结果表明：当沿膜壳侧形成适宜的化学微环境时，光活性凝胶展现出优异的处理效率。无需额外化学试剂或昂贵的反冲洗程序来清洁膜面，仅需快速可逆的pH切换即可去除残留物，从而有效保持膜表面逐层复合结构（LBL）的完整性。

    关键词： 浸没式微滤、逐层自组装、二氧化钛纳米颗粒、水处理、自清洁

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于碳纳米管与二氧化钛纳米颗粒复合电极的可光刷新电化学传感器

    摘要： 电化学过程中电极表面的污染和钝化是电化学传感器实际应用面临的主要挑战。本研究基于碳纳米管/二氧化钛纳米颗粒（CNTs/TiO2-NPs）复合电极，开发了一种可光刷新的电化学传感器。该传感器不仅对5-羟色胺和多巴胺的检测表现出高电化学活性，还能在不破坏微观结构的前提下实现表面电化学监测的高重现性。在紫外光照射下，5-羟色胺检测的线性范围为0.5-400 μM（R=0.991），检测限为0.47 μM（信噪比S/N=3）。该CNTs/TiO2-NPs电极对多巴胺也显示出优异响应，线性范围为0.05 μM至100 μM，检测限为0.022 μM（S/N=3）。这种可光刷新电化学传感器的高性能应归因于TiO2-NPs的优异光催化活性和CNTs的高电化学活性。

    关键词： 碳纳米管、光催化、二氧化钛纳米颗粒、电化学传感器、表面污染

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于PLA/TiO2的聚合物复合材料的制备与表征及其在抗菌包装中的应用

    摘要： 制备了以聚乳酸（PLA）为基体、填充二氧化钛（TiO?）纳米颗粒的聚合物复合材料。本研究旨在探究TiO?对大肠杆菌（DH5α）菌株的抗菌作用，以获取其在食品及农产食品工业中的潜在应用信息。通过两步法制备PLA/TiO?体系：先溶剂浇铸后热压成型。研究针对粒径（21 nm和<100 nm）与颗粒含量（0%、1%、5%、10%和20%，质量百分比）进行表征分析。X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）的结构表征显示，TiO?纳米颗粒的存在未引起聚合物结构的显著变化。热性能表征表明，差示扫描量热法（DSC）测得的热转变不受粒径或含量影响，而热重分析（TGA）显示降解温度随颗粒含量略有升高。研究了复合材料表面对DH5α大肠杆菌的细菌生长及生物膜形成情况。结果表明TiO?纳米颗粒能减少胞外聚合物（EPS）含量并抑制细菌生长。当PLA中引入1% TiO?纳米颗粒时，Kirby-Bauer法估算的抑菌距离翻倍，但更高含量的TiO?纳米颗粒未呈现显著差异。

    关键词： 抗菌包装、聚乳酸（PLA）、聚合物纳米复合材料、二氧化钛纳米颗粒

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 通过表面活性剂辅助法合成的纳米二氧化钛水化促进剂及水泥砂浆光催化剂

    摘要： 为开发基于二氧化钛的水泥材料，需研究TiO?对水泥水化及光催化反应的影响。TiO?的晶相、粒径和形貌是深入理解其水泥应用的关键因素。本研究采用表面活性剂辅助的反胶束法，通过三种选定表面活性剂（十二烷基硫酸钠SDS、十六烷基三甲基溴化铵CTAB和TritonX-100）控制合成了具有特定晶相、粒径和形貌的TiO?纳米颗粒。通过XRD、SEM和TEM对合成产物的晶相、粒径及形貌进行表征，并利用SEM观察掺入不同TiO?纳米颗粒的改性水泥微观结构。特别地，分别采用热流量热法和亚甲基蓝（MB）降解实验评估了水泥混合物的水化过程与光催化性能。结果表明：富含锐钛矿相且粒径较小的TiO?纳米颗粒能加速水泥水化，并赋予掺TiO?水泥表面优异的MB光催化降解能力。

    关键词： 表面活性剂辅助法、光催化活性、水合反应、水泥、二氧化钛纳米颗粒

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 一种膦酸取代的钌(II)联吡啶衍生物作为光致电化学探针用于生物流体中汞(II)的灵敏选择性检测

    摘要： 合成了一种钌(II)联吡啶衍生物光致电化学探针Ru-1，并与二氧化钛纳米颗粒(Ru-1/TiO2)耦合，用于一系列生物流体中Hg2+的特异性识别与高灵敏度光致电化学检测。该探针设计包含发色团、硫氰酸根识别单元、π共轭光电子转移路径及膦酸锚定基团。选用对膦酸具有强亲和力且导带能级适宜的TiO2纳米颗粒作为中间层，以增加Ru-1吸附量并放大光电流响应。在光照条件下，具有强可见光吸收能力、水相稳定性及高效光电子转移特性的Ru-1/TiO2/FTO电极展现出高且稳定的光电流响应。然而当存在Hg2+时，Hg2+与NCS的特异性配位改变了Ru-1的光物理性质，使探针具有更宽的带隙、更弱的吸光度以及更低的光生电子-空穴分离效率，从而导致显著的光电流下降?；贖g2+诱导的光电流变化，Ru-1/TiO2/FTO对Hg2+的光致电化学检测表现出良好的选择性与高灵敏度，在10-12至10-7 g/mL和10-7至10-3 g/mL范围内呈现宽线性响应，最低检测限低至0.63 pg/mL。该光致电化学探针可循环使用，能准确选择性检测尿液、血清及细胞提取物中的Hg2+，整个分析过程可在15分钟内完成。这些优异的分析性能表明该光致电化学方法在现场检测生物体系中微量分子方面具有重要应用潜力。

    关键词： 汞离子(Hg2+)检测、光电化学探针、二氧化钛纳米颗粒、钌(II)联吡啶衍生物、生物流体

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 利用酿酒酒渣制备可持续有机染料用于光电化学染料敏化太阳能电池

    摘要： 过去二十年间，染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其低成本优势被视为传统硅基光伏器件的理想替代方案。天然染料分子凭借低成本、良好光吸收性、简易制备工艺及可生物降解特性，可作为有效敏化剂。本研究从威尼斯某酒庄（意大利）提供的酿酒终产物——酒糟中提取色素。将酒糟中提取的单宁酸与花青素等多酚类物质负载于经不同温度（400-600°C）预处理的纳米有序介孔二氧化钛载体上。通过多种技术手段对染料与二氧化钛半导体样品进行表征分析，并在模拟太阳光照射下测试原型电池的发电功率与光电流性能。所获太阳能转换效率与文献报道的植物/果蔬有机染料体系相当。值得注意的是，这些源自酿酒废料的色素不仅来源广泛且成本效益显著——通过废物再利用开辟了低成本环保型染料太阳能电池的新途径，既能生产绿色电力，又实现了农业食品废料的资源化转化。

    关键词： 循环经济、有机染料、二氧化钛纳米颗粒、酿酒酒糟、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 不同暴露晶面模型TiO?纳米颗粒上NO促进硫酸盐形成的分子机制研究

    摘要： 本研究在实验室中探究了NO促进SO2在具有明确(001)、(010)和(101)晶面的模型TiO2表面氧化的分子机制。吸附态SO2在这三种晶面上均因共存NO的显著作用而加速转化为硫酸盐?；钚匝跷镏值某鱿直砻鞲霉逃苫钚匝跷镏忠⒌腘O氧化起始，生成的NO2作为氧化剂将羟基上吸附的亚硫酸盐转化为硫酸盐物种。(101)晶面因具备容纳SO3 2-、NO2和分子水的理想结构，在NO促进硫酸盐形成过程中表现出最佳性能。在0%相对湿度下，(001)晶面上SO2的摄取系数(γt)因NO共存而升高，且与相对湿度(RH)呈依赖关系——该系数从0%RH至32%RH区间递减，但在32%-80%RH范围内递增，可能源于水分子的阻塞效应与SO2水合作用的共同贡献。本研究发现为理解该过程在常见矿物粉尘上的发生可能性提供了依据，仍需进一步研究验证。

    关键词： 一氧化氮促进的硫酸盐形成、硫酸盐气溶胶、非均相反应、矿物粉尘、二氧化钛纳米颗粒

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 光电适配的氧化石墨烯修饰二氧化钛/聚苯胺杂化纳米复合材料及其对亚甲基蓝和罗丹明B染料的增强光催化活性

    摘要： 基于氧化钛纳米颗粒和氧化石墨烯修饰的聚苯胺，通过以过硫酸铵为引发剂、不同重量百分比的TiO2纳米颗粒采用原位化学氧化法合成了有机-无机光催化杂化纳米复合材料。采用紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等常规技术对材料进行了表征。该纳米复合材料的电导率处于半导体材料范围内。这些纳米复合材料具有广泛的应用前景，涵盖半导体器件、太阳能电池、传感器、微波吸收材料等领域。在紫外光辐射下，该纳米复合材料对亚甲基蓝（MB）和罗丹明B染料的降解也表现出良好的光催化活性。与纯PANI和TiO2纳米颗粒相比，GO/PANI/TiO2纳米复合材料在降解效率上有显著提升。在短波长紫外光下，20% TiO2纳米颗粒的体系中1小时内观察到显著的98.9%光降解率。

    关键词： 荧光发射体，光催化，光电子学，氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛纳米复合材料，二氧化钛纳米颗粒，半导体

    更新于2025-09-23 15:21:01