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合理设计的Fe2O3/GO/WO3 Z型光催化剂用于增强太阳光驱动的水体修复光催化作用
摘要： 一种新型三元Fe2O3/GO/WO3全固态Z型光催化剂被合理设计。通过XRD、SEM、TEM、紫外-可见漫反射和拉曼光谱研究了合成纳米复合材料的结构、形貌、光学及电子特性。结果表明纳米复合材料成功合成。首次发现Fe2O3/WO3具有2.0和2.3 eV的双吸收边，Fe2O3/GO/WO3具有1.5、1.8和2.1 eV的三重吸收边。Fe2O3/WO3和Fe2O3/GO/WO3均以较低吸收带边为主，而纯纳米材料以较高吸收边为主。GO、Fe2O3与WO3基质间增强的相互作用解释了导带能量降低现象，从而实现高效电子分离与转化，最终提升光催化活性。评估了Fe2O3/GO/WO3纳米复合材料对亚甲基蓝（MB）和结晶紫（CV）染料（作为模型水污染物）的可见光光催化性能。与Fe2O3/WO3、WO3/GO、Fe2O3/GO或纯Fe2O3和WO3纳米材料体系相比，三元Fe2O3/GO/WO3纳米复合材料对两种染料的降解光催化活性显著增强。证实其性能提升源于全固态Z型机制：光系统I（WO3）导带中的光生电子通过GO介质传递并与光系统II（Fe2O3）价带中的光生空穴复合，从而抑制两个体系中的电子-空穴对复合。此外，测试了最优Fe2O3/GO/WO3纳米复合材料（FGW 30）对苯酚的光催化活性，结果显示120分钟内苯酚降解率达95.4%。因此，本研究提供了一种利用太阳能进行水修复的高效绿色Z型光催化剂。
关键词： 太阳能光催化、有机染料降解、全固态Z型异质结、三元Fe2O3/GO/WO3复合材料、苯酚矿化
更新于2025-11-14 15:26:12
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太阳能驱动光催化燃料电池中同时去除Cr(VI)和降解双酚A：多巴胺修饰碳毡阴极的应用
摘要： 本工作采用多巴胺修饰的碳毡阴极（DPA/CF）构建双室光电化学体系，在BiVO4光阳极的太阳光驱动下强化Cr(VI)阴极还原。阳极室中，将pH调至8可显著提升双酚A（BPA）的分解效率。DPA/CF阴极有效促进了BiVO4表面光生电子-空穴对的分离，在最优条件下60分钟内实现了86%低浓度BPA的去除。阴极室在pH为4时达到80%的Cr(VI)去除率。XPS和电化学分析表明：DPA/CF阴极的正电基团促使Cr(VI)阴离子发生多层吸附，增强了BiVO4产生的电子对Cr(VI)的还原作用；同时电极表面的CeO基团作为电子转移介质对Cr(VI)还原也起重要作用。该DPA/CF阴极与BiVO4光阳极的组合体系在太阳光照射下具有高效去除Cr(VI)和有机污染物的应用潜力。
关键词： BiVO4光阳极，碳毡阴极，多巴胺，六价铬，太阳能光催化，双酚A
更新于2025-09-23 15:23:52
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石墨烯在提升TiO2-RGO纳米复合材料太阳光催化性能中的作用
摘要： 以二氧化钛-还原氧化石墨烯（TG）纳米复合材料为光催化剂，通过简便的低温湿化学法合成，在此过程中氧化石墨烯（RGO）的还原与二氧化钛（TiO2）纳米颗粒在RGO纳米片上的生长同步实现。通过亚甲基蓝在紫外和太阳光照射下的光催化降解分析了TG纳米复合材料中RGO的光催化作用。采用X射线光电子能谱、X射线衍射、拉曼光谱和透射电子显微镜对TG纳米复合材料进行了表征。TG-30样品在紫外光下和TG-45样品在太阳光照射下的光催化效率分别是原始TiO2的约7倍和约5倍。TG在紫外光照射下光催化活性的增强归因于光生电子-空穴对的高分离效率，而TG在太阳光照射下光催化活性的增强归因于RGO同时作为光敏剂和电荷分离剂的作用。
关键词： 半导体、太阳能光催化、光敏剂、复合材料、隔膜、复合与捕获
更新于2025-09-23 15:22:29
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太阳光芬顿法降解四环素：优化及中试光反应器应用
摘要： 本研究旨在分析太阳光芬顿法对抗生素四环素的降解效果。通过22（2×2）因子设计获得最佳条件，输入变量包括反应时间和催化剂浓度（亚铁离子[Fe2?]）。采用Statistica 7.0软件进行统计分析后，确定的最优条件（时间=120分钟，Fe2?=166.81毫克/升）应用于中试规模光反应器，实现了88.7%的药物去除率。此外，本阶段还研究了该过程产物的反应动力学、生物降解性和植物毒性。动力学研究得出速率常数为1.82×10?2分钟?1，按此常数计算，初始四环素浓度降低50%需38.16分钟。生物降解性测试显示五日生化需氧量/化学需氧量比值随时间逐渐升高。植物毒性测试表明莴苣幼苗根生长抑制率降低了18.5%，说明所采用的处理方式降低了物质毒性。
关键词： 光芬顿、光反应器、太阳能光催化、生物降解性、四环素、植物毒性
更新于2025-09-23 15:21:21