环保型碳纳米材料在光催化制氢方面的应用（英文）

化石能源的发现和应用是工业文明快速发展的基础.然而,化石燃料的过渡开发和消耗导致能源短缺和环境污染问题日益突出.因此,迫切需要采用清洁能源替代化石能源.其中,氢气(H2)因具有热值高、无污染等优点而被认为是最有前途的清洁能源之一.目前,应用较多且比较成熟的制氢技术有电催化法、部分氧化法、自热重整法、甲醇重整法、蒸汽重整法和生物法.但是,这些技术的能耗和成本都比较高.光催化制氢技术可实现太阳能的转化和利用,被认为是解决能源短缺和环境污染问题的有效方法之一,受到广泛关注.光催化制氢主要采用贵金属催化剂,但贵金属稀缺且成本高,严重限制了其大规模应用.因此,迫切需要寻找一种便宜、高效和稳定的光催化制氢催化剂.碳纳米结构材料(CNMs)具有优异的结构和半导体性能,包括良好的导电性、较大的比表面积、较好的热稳定性和化学稳定性,可以有效地参与光催化制氢.此外, CNMs和光催化剂的结合可以增强反应物的吸附位点和活性中心,加速电荷分离和传输,抑制光激发的电子-空穴对的复合.同时, CNMs可以减少催化剂颗粒的聚集,改善催化剂颗粒的分布.CNMs还具有光敏性或光热效应,可以大大提高光催化制氢的效率.特别...     

可见光协同钴铈铁氧体高效活化过一硫酸盐降解噻虫胺

本实验采用溶胶-凝胶燃烧的方法,将Co掺入到CeFeO3（CFO）钙钛矿晶格中制备了具有晶格缺陷的CeFe0.8Co0.2O3（CFCO）纳米颗粒催化剂。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、Ｘ射线光电子能谱（XPS）等表征技术对CFCO催化剂进行表征分析,结果表明在CFCO上形成了表面氧空位（VO）。同时,还研究了过硫酸氢钾（PMS）用量、不同pH值对CFCO降解噻虫胺（CTD）的影响。结果表明,在CFCO投加量为0.6 g?L-1,PMS用量为0.8 mmol?L-1,pH为7时,20 mg?L-1的噻虫胺在30分钟内完全降解。并且经过4次循环使用后,噻虫胺降解率仍能达到91.2%。CFCO对于PMS的高效活化能力,主要归功于晶格缺陷所产生的电位差促使自由电子顺着氧空位快速定向传导到PMS上。为了模拟在天然水体环境中CFCO光催化活化PMS去除CTD,进行阴离子和有机酸的对比实验,分析了不同环境因素对CFCO降解噻虫胺的影响;此外,本文通过自由基淬灭实验与电子自旋共振（ESR）检测确定了CFCO光催化活化PMS降解噻虫胺实验中起主要作用的活性物种为单线态氧（1O2）与羟基自由基（?OH）,并分析推测了自由基的产生机理。最后采用高效液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）检测分析了CTD降解过程中可能产生的代谢产物,并基于代谢产物的产生顺序归纳出了三条可能的降解路径。