發(fā)布時間：2021-06-12 00:18

　　當前,水污染問題正日漸嚴峻,已成為一種極為緊迫的全球危機。光催化技術(shù)已被評估為最具潛能的凈化污水的途徑。而成功應用光催化技術(shù)的關(guān)鍵在于高性能的催化材料的設計與開發(fā)。碳點（CDs）因其突出的光吸收性質(zhì),獨特的發(fā)光性質(zhì)和電子轉(zhuǎn)移特性可作為助催化劑應用在光催化領(lǐng)域。近些年來,CDs基復合催化材料正活躍在該領(lǐng)域。然而大多數(shù)用于光催化的CDs存在光響應范圍窄、電子遷移能力低等問題,導致CDs不能有效提高半導體材料的催化效率。因此設計開發(fā)高性能CDs,將其用于構(gòu)建新型高效CDs基復合光催化劑具有非常重大的實際意義。基于此,本論文從優(yōu)化CDs特性的角度出發(fā),致力于開發(fā)高性能的CDs用于創(chuàng)建具有突出性能的CDs基復合材料,用于高效光催化降解應用。論文首先選取鄰苯二甲腈作為碳源和氮源,通過新型溶劑熱法合成了碳點（命名為LNCDs）。利用多種測試方法對其進行了表征,LNCDs的形貌均一,平均尺寸約為2.3 nm,主要由碳、氮兩種元素組成;隨后對其特性進行了研究,LNCDs顯示優(yōu)越的光吸收能力,發(fā)光位于長波長區(qū)域,熒光量子產(chǎn)率高達63%,具有高光生電子遷移能力,證實了高性能LNCDs的成功開發(fā)。采用高溫直接... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

CDs的制備示意圖及其在Pb2+和PPi測定中的應用[23]

利用超聲作用使原料均勻分散，然后轉(zhuǎn)移至高溫釜中，使體系在 180℃的高溫下經(jīng)歷 24 h，再經(jīng)多種純化過程獲得了綠色熒光 CQDs。合成的 CQDs 具有極好的耐溫性、抗光性以及 pH 穩(wěn)定性，并將其用于 Fe3+的檢測。1.2.2 微波法微波法合成 CDs 具有以下幾點優(yōu)勢：操作步驟非常簡單，綠色環(huán)保，節(jié)省時間，能夠有效合成性能優(yōu)異的 CDs。微波法通常作為輔助法與其他策略（例如水熱法或溶劑熱法）結(jié)合使用來制備 CDs[25]。Omer 等[26]將微波法與溶劑熱法相結(jié)合來制備 CQDs，首先將 L-精氨酸溶解在溶劑磷酸中，再加入一定量的水，經(jīng)超聲作用 10 min 后轉(zhuǎn)移至高溫釜中 200℃反應 15 h，等待混合物的溫度降至常溫，對其進行透析以純化 CQDs，隨后用家用的微波爐照射 CQDs 溶液 3 min，便可獲得強藍光 CQDs。采用微波輔助可顯著增強 CQDs 的發(fā)光強度，同時微波輻射時間的不同將產(chǎn)生不同的熒光量子產(chǎn)率。該研究提供了一種增強光致發(fā)光量子產(chǎn)率的工具，這是生物應用的高度需要。

能是促使形成具有獨特物化性質(zhì)的小尺寸 CDs 的原因。Yoshinaga 等利用微波輔助水熱法來合成 CDs，微波用來作為加熱系統(tǒng)可以更快速、更均勻的加熱反應體系，有利于優(yōu)質(zhì) CDs 的形成。1.2.3 激光燒蝕法激光燒蝕法具有其獨有的優(yōu)勢，即所用的前驅(qū)體較少、幾乎不產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物、快速合成、可通過調(diào)節(jié)激光參數(shù)來控制產(chǎn)物、一步純化等。該策略的機理分為兩種：熱蒸發(fā)與爆炸噴射。更好的區(qū)分且深度理解這兩種機制將有利于對合成材料的進一步控制[31]。Castro 等[18]通過激光燒蝕不同的咪唑離子液體獲得了尺寸分別為 1.5 nm 和3.0 nm 的 C-dots。咪唑離子液體的靜電層對合成的 C-dots 顆粒起到了良好的穩(wěn)定作用，并且這種穩(wěn)定作用在 C-dots 的形成，穩(wěn)定和光致發(fā)光性質(zhì)方面起到了重要作用。實驗過程是利用 Nd:YAG 激光器對含有石墨粉末的咪唑離子液體進行激光照射 2 h，照射后的溶液呈現(xiàn)深褐色，通過離心去除懸浮在溶液中的較大顆粒，便可獲得所需的 C-dots，示意圖如圖 1-3 所示。


本文編號：3225556