尽管对二维(2D)材料的痕迹进行了几十年的研究,但可以确定其文艺复兴时期,即何时由Geim和Novoselov隔离并鉴于单层石墨烯,后者被授予诺贝尔物理学的发现。1,2从那时起,石墨烯的令人难以置信的特性启发了许多研究者,研究了广泛的可能应用。认识到,这种不同的特性与2D布置齐头并进,并加速了对其他2D材料的探索,其中包括金属基材料和无金属材料。近年来,由于无金属材料的材料成本较低,因此对2D金属材料的研究变得越来越宽。在此类材料的各种应用中,光催化是一个非常有吸引力的领域,它融入了“绿色化学”现代哲学的大多数方面,在该哲学中,将可持续性标准整合到化学生产中是核心使命。在这种情况下,利用太阳能的能量来触发化学转化,以代替更多能源密集型和较少的生态生产方案,这是迈向可持续性的重要一步。3,4尽管有希望的发现和对使用2D金属材料作为有机转化的光催化剂的高期望,但这些有趣的结构的全部潜力尚未被发现,并且了解结构/活动关系仍然需要
本文使用醋酸锌作为前体的SOL-GEL方法提出了纳米晶锌(ZnO)颗粒的合成。ZnO的钙化温度变化以确定其对粒径的影响。使用X射线衍射(XRD),傅立叶变换红外(FTIR),紫外线 - 可见光谱(UV-VIS)和扫描电子显微镜(SEM)表征所得的样品。纳米晶元素ZnO颗粒的含量为16 nm至30 nm。合成的氧化锌纳米颗粒的能带间隙随着钙化温度和结晶石尺寸的增加而降低。SEM显微照片显示ZnO纳米颗粒的水稻样显微结构形态。在若丹明B染料的降解中还探索了ZnO纳米颗粒作为光催化剂的使用,并特别注意粒度和催化剂负载对染料降解效率的影响。当施加0.2 g催化剂载荷时,在400 C下钙化的纳米颗粒的降解效率最高为95.41%。2019 Elsevier Ltd.保留所有权利。在国际纳米结构,纳米工程和高级材料的国际委员会科学委员会的责任下进行选择和同行审查。
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二氧化碳的光催化还原可以在多种材料上进行,包括无机半导体、碳基半导体、金属配合物、超分子及其衍生物 [3]。光催化过程中的关键步骤是 CO2 分子的初始吸附和活化。吸附在氧空位处进行,在此过程中 CO2 从 Ti3+ 获得电子,形成带负电的物质 [4]。该过程伴随着 CO2 的线性结构转变为高度反应性的弯曲形式 [5]。值得一提的是,CO 2 − 物种的形成可以在没有光催化剂表面照射的情况下发生,但这会显著增加它们的浓度 [ 4 ]。另一个重要步骤是当光照射到光催化剂上时形成电子-空穴对。形成的电子被转移到 TiO 2 表面,在那里被吸附的 CO 2 捕获,从而增强了带负电荷物种的形成。同时,产生的空穴与水分子接触,产生氢离子 (H + ) 和羟基自由基 ( · OH)。CO 2 − 自由基可以进一步转化为 CO
中国科学院化学研究所,吉林长春 130022,中国 b 中国科学技术大学,安徽合肥 230026,中国 c 中国科学院大学,北京 100049,中国 d 广东省危险化学品应急检测重点实验室,