离子液体作为降解有机染料的压电光催化剂

2024-08-21 10:03:05 sh默尼 5

光催化是一种将光辐射转化为化学能并有效降解有机染料以解决水污染问题的环保方法。然而,光催化的大规模利用存在诸如光消耗低,光生电子(e-)和空穴(h+)载流子快速重组,光生载流子到达光催化剂表面的运动减少等局限性。因此,开发提高光催化效率的新方法至关重要。压电光催化是压电催化和光催化的协同作用。而聚丙烯腈(PAN)作为一种含氰聚合物,具有合适的压电性能,对电压变化很敏感。当PAN以纳米纤维(NFs)的形式使用时,还能提高催化剂的可回收性和回收率。然而,对其光催化活性的研究鲜有报道。


静电纺丝是一种常见的纳米结构技术,可以从压电聚合物中产生NFs,从而提高压电性能。通过静电纺丝制备的PAN NFs有望表现出良好的压电响应、力学特性和高的压电灵敏度。金属有机骨架(MOFs)是近年来引入的具有压电性的无机填料,其压电性源于其高孔隙和广泛的表面结构以及低密度。UiO-66由于其金属基团和有机配体的可调性以及存在主客体相互作用而成为首选的压电MOF材料。最近,在液态材料中也发现了压电性,如1-己基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺(HMIM+TFSI-)1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺(BMIM+TFSI-)两种室温离子液体(ILs)。在压电/非压电聚合物基体中加入压电/非压电添加剂可以制备压电复合材料。压电复合材料能够融合压电添加剂的优异压电性能和聚合物的强度和柔韧性等优异特性。

研究人员通过静电纺丝将PAN作为压电聚合物基体,HMIM+TFSI-为压电光催化剂掺入Zr-UiO-66中混合,构建了一种新的压电光催化剂ZrU@IL/ PAN NFs。并分别在单个超声波(US)、单个光辐射、US和光源同时作用下对有机染料进行了压电降解、光降解和压电光降解研究,以证实压电催化和光催化在染料去除中的协同作用。

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