CQDs-rGO/ZnO复合材料的制备及其光催化降解甲硝唑的性能

作     者：叶红勇 杨艳菊 王明辉 左广玲 杜佳 YE Hongyong;YANG Yanju;WANG Minghui;ZUO Guangling;DU Jia

作者机构：南阳理工学院生物与化学工程学院南阳473000 河南省工业微生物资源与发酵利用重点实验室南阳473000 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年第41卷第6期

页      面：3042-3052页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(22201146) 

主　　题：ZnO CQDs rGO 光催化 甲硝唑 

摘      要：ZnO的低可见光活性及光生载流子迁移率低且容易复合的缺点限制了其在光催化领域的实际应用。为此,本文采用超声辅助浸渍法制备了碳量子点(CQDs)-还原氧化石墨烯(rGO)/ZnO三元复合催化剂,通过XRD、SEM、TEM、X射线能量散射光谱(XEDS)、XPS、BET、UV-Vis DRS、VB-XPS、光致发光(PL)、瞬态光电流响应(TPR)及电化学阻抗(EIS)等表征手段对其晶体结构、形貌和光电性能进行了表征。以模拟抗生素废水甲硝唑(MTZ)为降解对象,考察了CQDs-rGO/ZnO复合催化剂的光催化活性。结果表明:rGO和CQDs的引入,能够优化ZnO的能带结构、增强其对可见光的吸收。rGO和CQDs的强导电性,可促进光生载流子的快速转移和分离,有效提升CQDs-rGO/ZnO复合催化剂的光催化活性。淬灭实验表明,羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O_(2)^(-))是反应过程中的主要活性物质。在CQDs复合量为1%时,CQDs-rGO/ZnO的光催化活性最好,可见光照射2.5 h,对MTZ的降解率可达87.8%。经历4次循环后,依然可以降解75.2%的MTZ,说明CQDs-rGO/ZnO复合催化剂理化性能稳定。