基于碳量子点的TiO2改性及降解污染物性能

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2018.01.028

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (1): 138-142.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.01.028

基于碳量子点的TiO₂改性及降解污染物性能

姜婷婷¹，石勇²，柯军^2,3，许开立¹

(1. 东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819; 2. 大连理工大学环境学院，辽宁大连116024; 3. 武汉工程大学化学与环境工程学院，湖北武汉430074)

收稿日期:2016-07-13 修回日期:2016-07-13 出版日期:2018-01-15 发布日期:2018-01-31
通讯作者: 姜婷婷
作者简介:姜婷婷(1991-)，女，辽宁沈阳人，东北大学博士研究生; 许开立(1965-)，男，山东郓城人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家重点基础研究发展计划项目(2017YFC0805101).

TiO₂ Photocatalyst Modified by Carbon Quantum Dots and Its Activity in Pollutants Degradation

JIANG Ting-ting¹， SHI Yong²， KE Jun^2,3， XU Kai-li¹

1. School of Resources ＆ Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China； 2. School of Environment， Dalian University of Technology， Dalian 116024， China； 3. School of Chemistry and Environmental Engineering， Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430074， China.

Received:2016-07-13 Revised:2016-07-13 Online:2018-01-15 Published:2018-01-31
Contact: SHI Yong
About author:-
Supported by:
-

摘要/Abstract

摘要： 采用溶胶-凝胶法合成掺入碳量子点(CQDs)的TiO₂纳米复合光催化剂，通过荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、扫描电镜等进行表征，并在可见光下降解亚甲基蓝(MB)染料溶液以评价其光催化性能.研究表明，CQDs具备上转换荧光特性，掺入CQDs的TiO₂样品可见光响应明显提升.水热法180℃下反应6h制备的CQDs，其溶液加入量为10mL时TiO₂/CQDs样品光催化活性最高，115min后MB的降解率达80%.TiO₂/CQDs样品主要以锐钛矿相存在，颗粒呈球形，比表面积高达200m³·g^-1.

关键词: TiO₂, 碳量子点, 溶胶-凝胶法, 光催化降解, 亚甲基蓝

Abstract: The nanocomposite photocatalyst TiO₂ modified by carbon quantum dots(CQDs) was first prepared by sol-gel method and represented by fluorescence spectra， UV-vis absorption spectra， X-ray diffraction and scanning electron microscope. Then， the photocatalytic activity was investigated by degrading methylene blue(MB) in visible light. Results show that CQDs exhibits an upconversion fluorescence， meanwhile， the visible-light response of TiO₂ modified by CQDs was significantly improved. For the TiO₂/CQDs obtained by hydrothermal method under 180 ℃ lasting for 6h， when the doping amount is 10 mL， the photocatalytic activity is the highest. The degradation rate of MB comes to 80% after 115 min. The TiO₂/CQDs is mainly composed by anatase， whose particles take on a spherical shape with a specific surface area up to 200 m³·g^-1.

Key words: TiO₂, carbon quantum dots(CQDs), sol-gel method, photocatalytic degradation, methylene blue

中图分类号:

姜婷婷，石勇，柯军，许开立. 基于碳量子点的TiO₂改性及降解污染物性能[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(1): 138-142.

JIANG Ting-ting， SHI Yong， KE Jun， XU Kai-li. TiO₂ Photocatalyst Modified by Carbon Quantum Dots and Its Activity in Pollutants Degradation[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2018, 39(1): 138-142.

参考文献

[1]刘立华，张连瑞.处理染料废水的研究进展［J］.化工科技市场，2005，28(11):20-23.(Liu Li-hua，Zhang Lian-rui.Prospect in treating methods of wastewater containing dyes［J］.Chemical Technology Market，2005，28(11):20-23.)
[2]刘冬妮，陈健波，郑铭.半导体光催化氧化技术的研究进展［J］.江苏大学学报(自然科学版)，2003，24(3):40-44.(Liu Dong-ni，Chen Jian-bo，Zheng Ming.Research and development of semiconductor photocatalytic oxidation technique［J］.Journal of Jiangsu University(Natural Science)，2003，24(3):40-44.)
[3]Li H T，He X D，Kang Z H，et al.Water-soluble fluorescent carbon quantum dots and photocatalyst design［J］. Angewandte Chemie International Edition，2010，122(1):4532-4536.
[4]Lim D H，Lee W J，Wheldon J，et al.Electrochemical characterization and durability of sputtered Pt catalysts on TiO₂ nanotube arrays as a cathode material for PEFCs［J］.Journal of the Electrochemical Society，2010，157(6):B862-B867.
[5]Xu Z H，Yu J G.A novel solid-state electrochemilumi-nescence sensor based on Ru(bpy)²⁺₃ immobilization on TiO₂ nanotube arrays and its application for detection of amines in water［J］.Nanotechnology，2010，21(24):245501.
[6]Zhang Y H，Xiao P，Zhou X Y，et al.Carbon monoxide annealed TiO₂ nanotube array electrodes for efficient biosensor applications［J］.Journal of Materials Chemistry，2009，19(7):948-953.
[7]Grtzel M.Photoelectrochemical cells［J］.Nature，2001，414(6861):338-344.
[8]周瑞琪，吕华，陈佳慧，等.碳量子点的合成、表征及应用［J］.药学进展，2013，37(1):24-30.(Zhou Rui-qi，Lyu Hua，Chen Jia-hui，et al.Synthesis， characterization and application of carbon quantum dots［J］.Progress in Pharmaceutical Science，2013，37(1):24-30.)
[9]Yu B Y，Kwak S Y.Carbon quantum dots embedded with mesoporous hematite nanospheres as efficient visible light-active photocatalysts［J］.Journal of Materials Chemistry，2012，22(17):8345-8353.
[10]Li Y S，Jiang F L，Xiao Q，et al.Enhanced photocatalytic activities of TiO₂ nanocomposites doped with water-soluble mercapto-capped CdTe quantum dots［J］.Applied Catalysis B:Environmental，2010，101(1):118-129.
[11]Zhuo S J，Shao M W，Lee S T.Up conversion and down conversion fluorescent graphene quantum dots:ultrasonic preparation and photocatalysis［J］.American Chemical Society Nano，2012，6(2):1059-1064.

[1]	张立恒，高子先，汤卫东，薛向欣. w(TiO₂)对高铬型钒钛磁铁矿烧结矿冶金性能的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(11): 1667-1672.
[2]	周鹏飞，赵思凯，王玮，沈岩柏. PEG/WCl₆添加比例对WO₃薄膜形貌及气敏特性的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(8): 1166-1171.
[3]	边雪，胡吕，彭朋，刘思洋. xCeO₂-yWO₃-TiO₂脱硝催化剂的制备与性能[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(12): 1716-1720.
[4]	李凤华，周爽，岳宏瑞，史晓国. YFeO₃粉体的制备与可见光光催化性能[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(9): 1253-1257.
[5]	胡恩柱，李秋燕，高涵，王娜娜. 钢渣吸附去除水中亚甲基蓝[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(4): 516-521.
[6]	杨合，王振，韩冲，薛向欣. 钢渣非均相类Fenton反应降解亚甲基蓝的研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(3): 347-351.
[7]	胡建设，李岩，李松，秦高梧. 纳米Fe₂O₃光催化降解邻苯二甲酸二正辛酯的研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(2): 193-197.
[8]	王艳秀，张廷安，吕国志，朱小峰. CaO-TiO₂-SiO₂-NaAlO₂体系的反应行为研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(5): 685-689.
[9]	韩冲，杨合，薛向欣. 亚甲基蓝在CaTiO₃上的吸附动力学[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(1): 73-76.
[10]	陈建设，熊领领，蔡安，刘奎仁. 硅藻土负载Ce-TiO2光催化材料的制备及性能研究[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2013, 34(6): 863-866.
[11]	高茜，祁阳，范明. Fe掺杂对Zn1xCoxO纳米晶体结构及磁性行为的影响[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2013, 34(2): 223-225.
[12]	何宁;李庆伦;祁阳;张彩碚;. (La_(0.8)Ho_(0.2))_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的制备和电磁输运性质[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2012, 33(3): 377-380.
[13]	申晓毅;翟玉春;孙毅;孙杨;. 球形二氧化硅微粉的微波辅助制备和表征[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2011, 32(7): 985-987.
[14]	李建昌;姜永辉;单麟婷;巴德纯;. 银掺杂氧化锌薄膜的溶胶-凝胶法制备及表征[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2011, 32(12): 1753-1756.
[15]	常青;茹红强;喻亮;张贤铁;. 柠檬酸对Ca(NO_3)_2-P_2O_5体系合成羟基磷灰石粉体的影响[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2011, 32(1): 85-88+93.

基于碳量子点的TiO₂改性及降解污染物性能

TiO₂ Photocatalyst Modified by Carbon Quantum Dots and Its Activity in Pollutants Degradation

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价