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玉米秸秆粉水热炭化制备碳量子点及其光催化性能研究

2019-10-24

四川化工 2019年4期
关键词:复合材料振动

(河西学院化学化工学院,甘肃张掖,734000)

1 引言

量子点作为一种新型的零维荧光纳米材料,由于具有良好的光学稳定性、激发波长范围宽、发射光谱窄且对称、激发波长和发射波长可调等特点[1-2],在荧光检测[3]、光催化[4]、太阳能电池[5]、细胞成像[6]等领域有广泛的应用研究。常见的量子点是由ⅡB-ⅥA(如ZnS,CdTe等)、ⅢB-ⅤA(如InP,InAs等)元素组成[7],但由于其毒性大、水溶性低、生物相容性差[8-9],实际应用受限。自2006年,Sun等[10]制备出尺寸小于10nm的荧光碳纳米颗粒,并将其命名为碳点之后,因其毒性低、性质稳定、容易制备等优点,碳量子点(CQDs)成为继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后,在碳纳米材料领域的又一研究热点。近年来,以廉价易得、绿色环保、环境友好型的天然物质为原料制备碳量子点成为碳点研究的新趋势[11-12]。我国是农业大国,每年产生的玉米秸秆约有3.5亿吨,但玉米秸秆的有效利用率并不高,所以,实现玉米秸秆的高效利用具有很重要的意义。基于此,本研究以玉米秸秆粉为原料,用水热法一步制备了荧光碳量子点,对其粒径分布、形貌、结构特性及光学性质进行了表征,并将CQDs与g-C3N4复合,对CQDs/g-C3N4复合材料的光催化性能进行了探究。

2 实验部分

2.1 样品的制备

碳量子点的制备:将玉米秸秆清洗、晾干、粉碎、过筛得到玉米秸秆粉。称取一定量的玉米秸秆粉,量取50mL蒸馏水,一并放入100mL的聚四氟乙烯反应釜中,在240℃的温度下反应6h,待反应釜冷却到室温,将反应后的混合物减压抽滤,得到金黄色液体产物。将得到的产物移入截留分子质量为1000μm的透析袋中,放入盛有去离子水的大烧杯中,透析2d,至液体基本无色,将透析好的液体通过0.22μm的滤膜过滤,得到碳量子点溶液,备用。……

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