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離子液體作為降解有機染料的壓電光催化劑

2024-08-21 10:03:05 sh默尼 6

光催化是一種將光輻射轉(zhuǎn)化為化學能并有效降解有機染料以解決水污染問題的環(huán)保方法。然而,光催化的大規(guī)模利用存在諸如光消耗低,光生電子(e-)和空穴(h+)載流子快速重組,光生載流子到達光催化劑表面的運動減少等局限性。因此,開發(fā)提高光催化效率的新方法至關(guān)重要。壓電光催化是壓電催化和光催化的協(xié)同作用。而聚丙烯腈(PAN)作為一種含氰聚合物,具有合適的壓電性能,對電壓變化很敏感。當PAN以納米纖維(NFs)的形式使用時,還能提高催化劑的可回收性和回收率。然而,對其光催化活性的研究鮮有報道。


靜電紡絲是一種常見的納米結(jié)構(gòu)技術(shù),可以從壓電聚合物中產(chǎn)生NFs,從而提高壓電性能。通過靜電紡絲制備的PAN NFs有望表現(xiàn)出良好的壓電響應、力學特性和高的壓電靈敏度。金屬有機骨架(MOFs)是近年來引入的具有壓電性的無機填料,其壓電性源于其高孔隙和廣泛的表面結(jié)構(gòu)以及低密度。UiO-66由于其金屬基團和有機配體的可調(diào)性以及存在主客體相互作用而成為首選的壓電MOF材料。最近,在液態(tài)材料中也發(fā)現(xiàn)了壓電性,如1-己基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺?;?/span>)亞胺(HMIM+TFSI-)、1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺酰基)亞胺(BMIM+TFSI-)兩種室溫離子液體(ILs)。在壓電/非壓電聚合物基體中加入壓電/非壓電添加劑可以制備壓電復合材料。壓電復合材料能夠融合壓電添加劑的優(yōu)異壓電性能和聚合物的強度和柔韌性等優(yōu)異特性。

研究人員通過靜電紡絲將PAN作為壓電聚合物基體,HMIM+TFSI-為壓電光催化劑摻入Zr-UiO-66中混合,構(gòu)建了一種新的壓電光催化劑ZrU@IL/ PAN NFs。并分別在單個超聲波(US)、單個光輻射、US和光源同時作用下對有機染料進行了壓電降解、光降解和壓電光降解研究,以證實壓電催化和光催化在染料去除中的協(xié)同作用。

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