沈丽娟
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梁若雯
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吴棱
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60984-6
环境污染和能源短缺是制约当今社会发展的重大问题。光催化技术可直接利用太阳能驱动一系列重要的化学反应,具有能耗低、反应条件温和、无二次污染等优点,是解决这一问题的有效途径。实现这个过程的关键在于寻找设计高效的光催化剂。目前,光催化材料主要由无机半导体组成,其结构的改造和修饰难度很大,难以根据实际需要来控制其大小、形状以及物理化学特性。而有机化合物具有优良的分子剪裁与修饰的功能,但它们却在坚固性与稳定性等方面具有明显的缺点。因此如果能发展既具有无机化合物的稳定性又具有有机化合物的可剪裁与修饰性的新型光催化材料,无疑将促进光催化的发展和应用。金属-有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks, MOFs)正是这样一类结合了无机物的稳定性和有机物的可修饰性的杂化材料。 MOFs是一类以金属阳离子为节点、有机配体为连接体的多孔配位聚合物的总称。这类材料不仅拥有超高的比表面积、丰富的拓扑结构,而且其结构兼具可剪裁性、可设计性、易调变等特点,在气体吸附储存、分离、传感等领域都有广泛的应用。在催化领域MOFs也显示出巨大的应用前景：(1)比表面积大,有利于对反应底物的吸附,促进催化反应的进行；(2)组成多样,结构具可剪裁性、可设计性、易调变等特点,通过对其金属单元或者配体进行改变修饰,可以实现对MOFs结构和性能的调变；(3)MOFs中金属-氧单元之间由有机配体隔开,相当于分立的半导体量子点,在反应中不易发生团聚。并且各个分立的金属-氧单元之间可能存在协同效应,有利于保持催化剂的稳定性和产生高的催化活性。因此, MOFs材料是一类非常有潜力的异相催化剂。光催化是一类典型的多相催化技术,与传统半导体光催化材料相比, MOFs由于具有可在分子水平进行灵活调控的优点,在光催化领域的应用更有优势。此外, MOFs结构上的确定性为研究催化剂的界面电荷迁移和光催化机理提供了便利条件,通过对其构-效关系的研究和光催化反应机理的探索反过来有助于我们从微观尺度上进一步认识光催化的本质。 MOFs材料在光催化领域已经有了初步的研究。越来越多的MOFs材料被成功应用于光催化降解染料、选择性转化有机物、光解水制氢和CO2还原等反应。典型的有MOF-5、UiO-66和MIL-125系列等。近年来,已有少量的文献综述了MOFs这类材料在光催化领域的研究。这些文献主要围绕MOFs在光催化过程中所起到的作用,比如作为催化剂、助催化剂或载体来展开；或者是从MOFs的光催化应用领域,比如污染物降解、产氢、二氧化碳还原、有机物转化来分类展开。本文围绕如何设计合成高效的MOFs光催化剂,综述了近年来国内外关于提高MOFs的光催化性能而开展的相关研究工作,包括理论研究MOFs的能级结构及化学性质、在MOFs配体上修饰官能团调变其能带结构、染料或者金属化合物光敏化MOFs提高其光吸收性能、负载金属/碳材料及半导体复合提高光生载流子的分离效率等。最后,本文对MOFs光催化剂的未来发展趋势进行了展望,强调开发新型的MOFs光催化剂,并加强对MOFs光催化机制的研究,有助于指导现有MOFs催化剂的改良和设计新型光催化剂。
关键词:
金属-有机骨架材料
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光催化
,
配体
,
功能化
,
光敏化
,
助催化剂
,
复合材料
徐志兵
,
李晨君
,
卢伍阳
人工晶体学报
采用溶胶-凝胶法和水热法制备了La2O3/TiO2复合物,将此种La2O3/TiO2复合物利用叶绿素提取液浸泡后,制得了光敏化a2O3/TiO2复合物,并采用透射电子显微镜、X-射线衍射仪、比表面积测定仪和紫外-可见分光光度计等对样品进行了表征.结果表明:La2O3/TiO2催化剂的颗粒粒径在3～ 10 nm之间,BET比表面积为173.53 m2/g,光敏化La2O3/TiO2复合物具有较好的可见光响应性能.在可见光下研究了几种光催化剂对水中六价铬离子的光催化还原效果,光催化结果表明:以光敏化La2O3/TiO2复合物为催化剂,在可见光下光催化还原含Cr6+废水180 min后,Cr6+脱除率达到78.7％.
关键词:
光敏化
,
叶绿素
,
La2O3/TiO2
,
Cr6+
刘延湘
,
张旭
,
邓凤霞
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.09.2015032609
为考察阿特拉津在使用过程中的环境行为，实验在模拟太阳光照射下，以叶绿素铜钠盐作为光敏化剂，探讨了阿特拉津光降解的影响因素及降解动力学．结果表明，阿特拉津直接光解较慢，叶绿素铜钠加入可以促进阿特拉津的光降解，具有敏化作用，当阿特拉津初始浓度为2 mg·L－1，加入8 mg·L－1叶绿素铜钠时，阿特拉津的降解率最大，达52．4％．pH影响阿特拉津的光敏化降解，在pH ＝7时降解率较大，且随着光照时间的增加，阿特拉津的降解率也随之提高．阿特拉津的光降解反应符合一级反应动力学，半衰期为174 min．
关键词:
阿特拉津
,
光敏化
,
降解
,
叶绿素
蔡金华
,
黄锦汪
,
叶元坚
,
余汉城
,
计亮年
催化学报
采用溶胶-凝胶法制备了5-(对-烯丙氧基)苯基-10,15,20-三对氯苯基卟啉(APTCPP)敏化的TiO2复合微球APTCPP-MPS-TiO2.运用紫外-可见光漫反射吸收光谱、热重分析、X射线衍射、光电子能谱和扫描电镜等手段对TiO2复合微球进行了表征.考察了复合微球在可见光照射下对α-松油烯的光催化氧化活性.结果表明,复合微球中TiO2主要以锐钛矿晶型存在,微球粒径约为0.7～1 μm.卟啉的加入有效提高了TiO2复合微球对α-松油烯的光催化活性,催化氧化产物主要是土荆芥油素.
关键词:
卟啉
,
二氧化钛
,
复合微球
,
光敏化
,
可见光
,
α-松油烯
