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钙掺杂钛酸钡压电催化剂的制备及其四环素降解性能
肖六七;张雷;莫倩倩;赵义平;付维贵;采用水热法制备钙掺杂钛酸钡(BaxCa1-xTiO3)压电光催化剂,通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征,证实Ca元素成功掺入钛酸钡晶格中。在超声协同磁力搅拌作用下,研究了该催化剂对四环素(TC)的吸附及压电催化降解性能。结果表明,相比商业钛酸钡(BaTiO3),最优掺杂比例为Ba0.8Ca0.2TiO3的样品对TC的吸附量提高了59.75%。在10 mg/L的TC溶液中加入100 mg催化剂,经120 min超声压电催化反应,TC的降解率超过90%。pH效应研究表明,中性条件下吸附效果最佳(中性>碱性>酸性),碱性条件下催化降解效果最好(碱性>中性>酸性)。Zeta电位分析表明,酸性和碱性条件下,催化剂分别显正电和负电,且与TC带有同种电荷,在暗吸附过程中,因相同电荷相互排斥,吸附效果差。通过循环稳定性测试证实该催化剂具有良好的重复使用性能。自由基猝灭实验进一步明确,h+、·OH和O2-是催化反应中的主要活性物种。结合表征分析,Ca掺杂改变了钛酸钡的表面结构和化学组成,增强了其对TC的吸附能力,并促进表面活性氧物种的生成,从而显著提升了TC的降解效率。
有机光电探测器响应度的非线性调控与性能优化研究
秦灏;李光辉;陈永胜;随着光谱信息在环境监测、生物医学诊断和智能终端等领域的应用日益广泛,微型化、高性能光谱仪的研发成为研究热点。计算光谱重构型光谱仪为突破传统光谱仪体积与精度限制提供了有效路径,而高响应度及可调非线性响应特性的光电探测器则是实现该技术的核心。本研究构建了一种基于聚(3-己基噻吩)(P3HT)和[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PC71BM)本体异质结的有机光电探测器(OPD)。通过系统调控活性层厚度、器件结构、给受体比例及电子传输层组成,显著提升了器件的响应度与非线性响应能力。在自驱动模式及偏压调控下,所设计的器件表现出良好的非线性响应特性,峰值响应度高达1.2 A/W,归一化响应度曲线在多偏压条件下表现出明显的不重合趋势。研究结果为单器件级别的光谱重构提供了坚实的器件基础,展现出有机光电器件在微型化、智能化光谱系统中的巨大应用潜力。
废弃PET氢解催化材料
邹雨翀;陈伟鹏;麦耀舜;王伟;夏勇;周欣;作为全球消耗量最大的塑料之一,PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)在食品包装、饮料瓶、纺织品、建筑等领域得到广泛应用。然而,PET不断增长的废弃物排放也给环境可持续发展带来问题。与焚烧或降解为CO2的技术相比,将PET解聚为化工原料并实现高值利用的催化氢解技术近年来受到关注。该技术可在实现废物资源化的同时带来经济效益。目前,催化氢解技术尚未投入工业化使用,面临的主要挑战来自于关键催化材料的催化性能和制备成本。因此,发展高性能催化剂是实现工业应用的关键。本文综述了PET催化氢解技术的发展现状,特别是关键催化材料的研究进展,归纳了主要催化剂的设计策略,在此基础上探讨了高效PET催化氢解材料的未来发展方向,为PET催化氢解技术的进一步发展提供支持。
多胺改性木粉对水体中药源有机物的吸附对比研究
黄子懿;陈婕妤;宋逸璇;凌晨;本文以杨树木粉为骨架,通过碱预处理再与多胺试剂进行反应,合成了四种不同胺基链长的多胺木粉(AWFs),考察其对常见畜禽废水中四种药源有机物的去除性能。AWFs对磺胺甲恶唑(SMZ)、头孢唑林(CEF)、对氨基苯砷酸(p-ASA)和对苯二酚(HQ)的最优pH均接近其酸性基团的pKa值,总体上随多胺链长增大先增后降,三乙烯四胺改性木粉(TTWF)吸附量最大。将其与聚胺改性木粉(PWF)对比研究,四种污染物在TTWF和PWF上的吸附均更符合Langmuir模型,TTWF和PWF分别对HQ和SMZ的饱和吸附量最大,为3.877和2.432mmol/g。此外,TTWF和PWF对SMZ、CEF和P-ASA的吸附随温度变化影响是相反的,可能是由于前者对这些药源有机物的吸附以氢键作用为主导,是自发的吸热反应,而后者的多胺基碱性强,以静电吸附为主。采用DFT优化计算了它们与TTWF的静电和氢键作用构型,总结合能顺序与吸附容量的排序一致。