木质纤维基碳量子点/介孔TiO2复合体系的构建及光催化性能的研究
2021-05-06严亚韩桑然然宁晨汐侯庆喜李劲松2
中国造纸 2021年3期
严亚韩 桑然然 刘 苇,2, 宁晨汐 侯庆喜 李劲松2, 王 玉
(1.天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室,天津,300457;2.牡丹江恒丰纸业股份有限公司,黑龙江牡丹江,157013)
生物质资源是一种绿色、环保、稳定的可再生资源,对其进行合理的开发和利用有助于缓解资源匮乏和环境污染等问题,对国家经济和社会的可持续发展具有重要意义[1-2]。我国是农业大国,玉米是重要的粮食作物之一。近年来,玉米芯资源不断开发和利用,其可用于制备糠醛、低聚木糖、L-乳酸、燃料乙醇、再生生物质膜和碳量子点等材料[3-4]。玉米芯残渣是玉米芯提取木糖和糠醛后的剩余物,主要成分为木质素和纤维素,通常焚烧处理[5-6],不仅浪费资源,还会引起一系列环境问题。因此,寻找有效利用玉米芯残渣资源的途径具有重要意义。
作为目前应用最广、最有前景的光催化材料,TiO2具有良好的紫外线吸收能力和较高的光催化效率等优点。但是锐钛矿相TiO2的禁带宽度较宽,仅对部分紫外光有吸收,对可见光的吸收较弱,光生电子-空穴对重组速率快,对光能的利用率低[7-9]。碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)是一种尺寸小于10 nm、具有准球形结构的纳米碳材料[10],具有光致发光、量子尺寸效应、表面官能团丰富等优异性能。CQDs 独特的上转换行为和光致电子转移能力,为制备高效的无金属光催化剂提供了新的途径[11-12];且CQDs 的量子尺寸效应可以产生电子-空穴对。因此,将CQDs与TiO2进行复合将有助于提升TiO2的光催化活性。
目前,TiO2/CQDs 复合体系的制备方法有很多。……
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