共轭聚合物异质结构的制备及其光致抗菌性能
发布时间:2021-03-05 19:01
目前,世界范围内的水体污染越来越严重。水中常见的污染物有有机偶氮染料、重金属离子、致病微生物等,其中偶氮染料会使水具有高的色度从而破坏生态系统的光合作用,而致病微生物(例如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌)在过去几十年中已经导致数百万人死亡。光催化剂作为废水处理中极具应用潜力的一种材料,一直被广泛研究。光催化剂中无机半导体被研究得最多,但无机光催化剂在应用中仍有一些缺点,例如吸收光谱较窄和光生电子-空穴对容易复合。近年来,可见光响应的光催化剂逐渐成为研究热点。有机材料是有潜力的可见光响应材料之一,其具有许多优点,如制备灵活、可见光响应、宽的光吸收谱带、高的吸收系数。近年来,光催化剂在生物领域的应用也逐渐增加。本文以聚苯胺(PANI)和苝酰亚胺(PTCDI)构建了三价铁离子掺杂的PTCDIPANI(Fe(Ⅲ))异质结构,并将其用于降解染料和抗菌实验。此外,我们还对聚吡咯复合材料UCNPs@MSNs-Fe3O4@PPy的潜在应用进行了初步研究,这是一种多功能材料,将用于本课题组后续的光动力与光热治疗研究工作。具体内容为如下:(1)通过自由基聚合...
【文章来源】:武汉科技大学湖北省
【文章页数】:91 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
半导体光催化过程和羟基自由基形成的示意图[16]
武汉科技大学硕士学位论文3料,并对该复合材料在可见光下降解罗丹明B(RhB)染料的光催化活性进行了测试。结果表明,经聚吡咯偶联后,g-C3N4对RhB染料的光催化降解能力显著提高,结果如图1.2所示。图1.2所制备材料在可见光照射下光催化降解RhB的效果图[31]Fig.1.2PhotocatalyticdegradationofRhBonthepreparedmaterialundervisiblelightirradiation无机半导体光催化活性高,但研究较多的传统无机半导体在紫外光激发下才具有高活性。多数有机半导体自身的光催化活性较低,但在可见光下即可激发。将无机半导体和有机半导体结合构建异质结是必然趋势,Zhao等[32]人通过水解方法制备了g-C3N4/TiO2,与未掺杂的g-C3N4和二氧化钛相比,g-C3N4/TiO2的光致发光强度较低,表明光生电荷的复合被有效抑制。在全光谱和可见光照射下,g-C3N4/TiO2都显示出良好的光催化性能。g-C3N4/TiO2降解苯酚的准一级动力学常数分别是原始g-C3N4和二氧化钛的2.41和3.12倍。其降解效果如图1.3所示。
武汉科技大学硕士学位论文4图1.3(a)在氙灯照射下,用不同重量比的g-C3N4/TiO2光催化降解苯酚;(b)在氙灯照射下,用g-C3N4、TiO2和g-C3N4/TiO2光催化降解苯酚;(c)在可见光下,用g-C3N4、TiO2和g-C3N4/TiO2光催化降解苯酚;(d)在氙灯照射下,苯酚在各种光催化剂上降解的动力学常数[32]Fig.1.3(a)Photocatalyticdegradationofphenolwithg-C3N4/TiO2underdifferentweightratiosunderXelampirradiation;(b)Photocatalyticdegradationofphenolwithg-C3N4,TiO2andg-C3N4/TiO2underXelampirradiation;(c))Photocatalyticdegradationofphenolwithg-C3N4、TiO2andg-C3N4/TiO2dioxideundervisiblelight;(d)KineticconstantsofphenoldegradationonvariousphotocatalystsunderXelampillumination(2)n型半导体与p型半导体半导体光催化材料根据载流子特性可以分为两类:n型半导体和p型半导体。多数载流子为空穴的是p型半导体,而n型半导体的多数载流子为电子。常见的n型半导体材料有TiO2、ZnO2、CdS等。过渡金属氧化物如NiO、CuO等都是属于p型半导体材料。近年来研究报道较多的是宽禁带的n型半导体光催化剂。将p型半导体与n型半导体复合可构建p-n结,p-n结分为同质结和异质结,多数p-n结为异质结,即p型半导体与n型半导体基质成分不一样。p-n型的半导体复合光催化剂不仅能够调节光催化剂的能隙,扩展光谱吸收范围,而且光生电荷和空穴在p-n结界面的有效转移能够抑制载流子复合,改性粒子表面性质从而增加其光稳定性[33],这样就能够大幅度地提高半导体材料的光催化活性。Xia等[34]人采用简单共沉淀法制备了新型CuO-SnO2纳米复合氧化物光催化剂,比DegussaP25二氧化钛相比,它在模拟太阳光照射下对染料废水
【参考文献】:
期刊论文
[1]导电材料聚吡咯的研究现状及应用[J]. 吴惠英,姜志娟,张锋. 现代丝绸科学与技术. 2017(03)
[2]一步乳液聚合法制备高溶解性导电聚苯胺[J]. 吕亦同,胡江磊,张龙. 应用化学. 2017(06)
[3]聚苯胺的合成及机理研究进展[J]. 胡洪超,舒绪刚,崔英德. 化工进展. 2016(S1)
[4]PANI-TiO2光催化剂的制备及其降解甲基橙的性能[J]. 杜聪聪,李石. 化工环保. 2016(01)
[5]聚苯胺的合成方法及应用[J]. 高兴斌. 化工新型材料. 2015(07)
[6]电化学法制备聚苯胺/氧化石墨烯复合膜及电容性能研究[J]. 王奇观,钱鑫,王晓敏,郭浩,白阿敏,程晓雅,阴晨亮. 合成材料老化与应用. 2015(01)
[7]纳米异质结光催化材料在环境污染控制领域的研究进展[J]. 于洪涛,全燮. 化学进展. 2009(Z1)
[8]导电聚苯胺的合成、结构、性能和应用[J]. 景遐斌,王利祥,王献红,耿延候,王佛松. 高分子学报. 2005(05)
[9]聚苯胺的掺杂及其导电性能研究[J]. 张柏宇,高治,苏小明. 石化技术与应用. 2005(01)
[10]导电高分子纳米复合材料[J]. 生瑜,陈建定,朱德钦,吴叙勤. 功能高分子学报. 2002(02)
博士论文
[1]掺杂纳米光催化剂的可见光抗菌活性研究[D]. 雅菁.天津大学 2008
硕士论文
[1]聚苯胺复合材料的制备与性能研究[D]. 吴凯.沈阳理工大学 2014
本文编号:3065699
【文章来源】:武汉科技大学湖北省
【文章页数】:91 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
半导体光催化过程和羟基自由基形成的示意图[16]
武汉科技大学硕士学位论文3料,并对该复合材料在可见光下降解罗丹明B(RhB)染料的光催化活性进行了测试。结果表明,经聚吡咯偶联后,g-C3N4对RhB染料的光催化降解能力显著提高,结果如图1.2所示。图1.2所制备材料在可见光照射下光催化降解RhB的效果图[31]Fig.1.2PhotocatalyticdegradationofRhBonthepreparedmaterialundervisiblelightirradiation无机半导体光催化活性高,但研究较多的传统无机半导体在紫外光激发下才具有高活性。多数有机半导体自身的光催化活性较低,但在可见光下即可激发。将无机半导体和有机半导体结合构建异质结是必然趋势,Zhao等[32]人通过水解方法制备了g-C3N4/TiO2,与未掺杂的g-C3N4和二氧化钛相比,g-C3N4/TiO2的光致发光强度较低,表明光生电荷的复合被有效抑制。在全光谱和可见光照射下,g-C3N4/TiO2都显示出良好的光催化性能。g-C3N4/TiO2降解苯酚的准一级动力学常数分别是原始g-C3N4和二氧化钛的2.41和3.12倍。其降解效果如图1.3所示。
武汉科技大学硕士学位论文4图1.3(a)在氙灯照射下,用不同重量比的g-C3N4/TiO2光催化降解苯酚;(b)在氙灯照射下,用g-C3N4、TiO2和g-C3N4/TiO2光催化降解苯酚;(c)在可见光下,用g-C3N4、TiO2和g-C3N4/TiO2光催化降解苯酚;(d)在氙灯照射下,苯酚在各种光催化剂上降解的动力学常数[32]Fig.1.3(a)Photocatalyticdegradationofphenolwithg-C3N4/TiO2underdifferentweightratiosunderXelampirradiation;(b)Photocatalyticdegradationofphenolwithg-C3N4,TiO2andg-C3N4/TiO2underXelampirradiation;(c))Photocatalyticdegradationofphenolwithg-C3N4、TiO2andg-C3N4/TiO2dioxideundervisiblelight;(d)KineticconstantsofphenoldegradationonvariousphotocatalystsunderXelampillumination(2)n型半导体与p型半导体半导体光催化材料根据载流子特性可以分为两类:n型半导体和p型半导体。多数载流子为空穴的是p型半导体,而n型半导体的多数载流子为电子。常见的n型半导体材料有TiO2、ZnO2、CdS等。过渡金属氧化物如NiO、CuO等都是属于p型半导体材料。近年来研究报道较多的是宽禁带的n型半导体光催化剂。将p型半导体与n型半导体复合可构建p-n结,p-n结分为同质结和异质结,多数p-n结为异质结,即p型半导体与n型半导体基质成分不一样。p-n型的半导体复合光催化剂不仅能够调节光催化剂的能隙,扩展光谱吸收范围,而且光生电荷和空穴在p-n结界面的有效转移能够抑制载流子复合,改性粒子表面性质从而增加其光稳定性[33],这样就能够大幅度地提高半导体材料的光催化活性。Xia等[34]人采用简单共沉淀法制备了新型CuO-SnO2纳米复合氧化物光催化剂,比DegussaP25二氧化钛相比,它在模拟太阳光照射下对染料废水
【参考文献】:
期刊论文
[1]导电材料聚吡咯的研究现状及应用[J]. 吴惠英,姜志娟,张锋. 现代丝绸科学与技术. 2017(03)
[2]一步乳液聚合法制备高溶解性导电聚苯胺[J]. 吕亦同,胡江磊,张龙. 应用化学. 2017(06)
[3]聚苯胺的合成及机理研究进展[J]. 胡洪超,舒绪刚,崔英德. 化工进展. 2016(S1)
[4]PANI-TiO2光催化剂的制备及其降解甲基橙的性能[J]. 杜聪聪,李石. 化工环保. 2016(01)
[5]聚苯胺的合成方法及应用[J]. 高兴斌. 化工新型材料. 2015(07)
[6]电化学法制备聚苯胺/氧化石墨烯复合膜及电容性能研究[J]. 王奇观,钱鑫,王晓敏,郭浩,白阿敏,程晓雅,阴晨亮. 合成材料老化与应用. 2015(01)
[7]纳米异质结光催化材料在环境污染控制领域的研究进展[J]. 于洪涛,全燮. 化学进展. 2009(Z1)
[8]导电聚苯胺的合成、结构、性能和应用[J]. 景遐斌,王利祥,王献红,耿延候,王佛松. 高分子学报. 2005(05)
[9]聚苯胺的掺杂及其导电性能研究[J]. 张柏宇,高治,苏小明. 石化技术与应用. 2005(01)
[10]导电高分子纳米复合材料[J]. 生瑜,陈建定,朱德钦,吴叙勤. 功能高分子学报. 2002(02)
博士论文
[1]掺杂纳米光催化剂的可见光抗菌活性研究[D]. 雅菁.天津大学 2008
硕士论文
[1]聚苯胺复合材料的制备与性能研究[D]. 吴凯.沈阳理工大学 2014
本文编号:3065699
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