自洁净SERS基底Ag/AgX/GO的制备及其原位光催化过程监测研究

基本信息
批准号:51302113
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:傅小奇
学科分类:
依托单位:江苏大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨娟,霍鹏伟,王双,鲁华胜,张长华,张汉清
关键词:
原位监测表面增强拉曼散射基底降解途径光催化自洁净
结项摘要

Photocatalytic degradation of organic pollutants has become an effective method to reduce environmental pollution. However, the degradation process of pollutants on the surface of photocatalysts is not clear. It is mainly through the analysis of degradation products to deduce the degradation pathway and mechanism, but it is lack of the most direct solutions-in situ monitoring. The objectives of this program are to (a) fabricate the self-cleaning SERS substrates Ag/AgX/GO, which can be simultaneously excited the photocatalytic activity and surface-enhanced Raman scattering (SERS) activity. (b) in situ monitoring the photocatalytic process of chlorophenols, polychlorinated biphenyls, polybrominated diphenyl ethers and other typical pollutants by using SERS technology for revealing the degradation pathway. (c) use density functional theory (DFT) calculations to verify its degradation pathway and identify intermediates, and assess the intermediates toxicity by using quantitative structure activity relationship (QSAR) methods. (d) analyse the charge transfer and separation behavior on the surface of Ag/AgX/GO; examine the environmental factors in the degradation process and the resultant changes of spectra; investigate the transformation rules of Ag/AgX/GO in the environmental conditions; harmless conversion of pollutants by optimizing the reaction conditions of system. The study will be helpful in understanding the photocatalytic degradation mechanism, exploiting a new material for the detection and remediation of environmental pollutants and providing a theoretical and experimental bases.

光催化降解有机污染物已成为缓解环境污染的一种有效方法,但目前对于污染物在光催化剂表面的降解过程尚不清楚,主要通过对产物的分析来推测降解途径和机理,缺乏最直接的原位监测手段。本项目拟采用氧化石墨烯(GO)为载体,构建可同步激发光催化活性和表面增强拉曼散射(SERS)活性的Ag/AgX/GO复合结构作为自洁净基底;利用SERS技术原位监测氯酚、多氯联苯、多溴联苯醚等典型污染物的可见光催化过程,揭示降解途径;利用DFT量化计算验证其降解途径及识别中间产物,并结合QSAR方法评估上述中间产物的毒性;分析Ag/AgX/GO表面上的光生电荷的转移、分离行为,考察环境因素对降解过程的影响以及引起的光谱学变化,探索Ag/AgX/GO复合结构在环境条件下的迁移转化规律,调控反应条件使污染物定向无害化转化。项目的实施,可为推进可见光催化机理的深入理解、研究开发新型污染物检测与治理材料提供理论依据和实验示范。

项目摘要

污染物光催化过程的监测对于污染物的降解途径、降解进程的控制、中间产物的识别、催化剂的迁移转化乃至反应机理的深入研究具有重要意义。本项目制备了多种自洁净SERS基底(Ag/AgX/GO、Ag/AgBr/TiO2/GO、Ag/TiO2/纸纤维、碳载Au/TiO2), 此类基底可借助光催化降解“清洗”表面吸附的化合物分子,实现SERS基底的循环使用。该类基底即具有光催化活性,又具有SERS活性。基于这点,可以利用SERS光谱来原位监测污染物分子的光催化降解过程。采用SERS技术原位监测了4-氯苯酚在基底表面光催化降解过程,结合DFT 量化计算验证,研究结果揭示4-氯苯酚在基底表面经历了去氯、成醌/酚、去苯环的降解过程,反应了中间产物对苯醌、对苯酚的生成以及成醌过程对光降解过程的影响。同时考察了碳链长度对Ag/AgBr/GO的结构与光催化活性、SERS活性的影响。该研究对于氯苯酚难降解有机污染物的光降解途径、降解进程的控制、中间产物的识别、催化机理的深入研究,以及拓展SERS 光谱的应用、发展原位SERS技术、实时检测等潜在应用均具有十分重要的理论意义和实际意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于MCPF算法的列车组合定位应用研究

基于MCPF算法的列车组合定位应用研究

DOI:
发表时间:2016
2

氧化应激与自噬

氧化应激与自噬

DOI:
发表时间:2016
3

血管内皮细胞线粒体动力学相关功能与心血管疾病关系的研究进展

血管内皮细胞线粒体动力学相关功能与心血管疾病关系的研究进展

DOI:10.13191/j.chj.2017.0028
发表时间:2016
4

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件拉弯试验和承载力计算方法研究

DOI:10.14006/j.jzjgxb.2018.0676
发表时间:2021
5

少模光纤受激布里渊散射效应理论研究

少模光纤受激布里渊散射效应理论研究

DOI:10.3788/LOP56.162901
发表时间:2019

傅小奇的其他基金

相似国自然基金

1

光催化和表面增强拉曼双活性AgX/Ag复合纳米结构的构建及原位光催化过程研究

批准号:21207144
批准年份:2012
负责人:刘睿
学科分类:B0607
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
2

表面等离激元驱动的光催化反应及其原位SERS光谱监测

批准号:21673245
批准年份:2016
负责人:黄竹林
学科分类:B0505
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
3

MOFs/Ag-Au/硅纳米孔柱阵列SERS活性基底的制备及其对五氯苯酚的检测研究

批准号:61705062
批准年份:2017
负责人:闫玲玲
学科分类:F0516
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

载Ag纳米粒子温度刺激响应性杂化微凝胶的制备与组装及其用于SERS基底的研究

批准号:51503033
批准年份:2015
负责人:刘晓云
学科分类:E0305
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目