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生物质炭/ZnO复合材料的制备及其吸附-光催化性能

张隐 黄慧玲 魏留洋 甘露 潘明珠

张隐, 黄慧玲, 魏留洋, 等. 生物质炭/ZnO复合材料的制备及其吸附-光催化性能[J]. 复合材料学报, 2019, 36(9): 2187-2195. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190109.004
引用本文: 张隐, 黄慧玲, 魏留洋, 等. 生物质炭/ZnO复合材料的制备及其吸附-光催化性能[J]. 复合材料学报, 2019, 36(9): 2187-2195. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190109.004
ZHANG Yin, HUANG Huiling, WEI Liuyang, et al. Preparation and adsorption-photocatalysis properties of biochar/ZnO composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2019, 36(9): 2187-2195. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190109.004
Citation: ZHANG Yin, HUANG Huiling, WEI Liuyang, et al. Preparation and adsorption-photocatalysis properties of biochar/ZnO composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2019, 36(9): 2187-2195. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190109.004

生物质炭/ZnO复合材料的制备及其吸附-光催化性能

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190109.004
基金项目: 国家自然科学基金(31670556);江苏省"青蓝工程";南京林业大学杰出青年项目(NLJQ2015-02)
详细信息
    通讯作者:

    甘露,博士,副教授,研究方向为碳纳米功能材料,E-mail:ganlu@njfu.edu.cn;潘明珠,博士,教授,研究方向为先进生物质复合材料,E-mail:mzpan@njfu.edu.cn

  • 中图分类号: TB332

Preparation and adsorption-photocatalysis properties of biochar/ZnO composites

  • 摘要: 以纳米晶纤维素(NCC)为形貌诱导模板,醋酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)为Zn源,采用原位聚合法制备NCC/ZnO纳米杂化物,再经550℃高温碳化,得到生物质炭/ZnO复合材料。采用TEM、XRD、BET、UV-Vis测试研究生物质炭与ZnO固体质量比(0.03:1、0.17:1、0.67:1)对生物质炭/ZnO复合材料形貌、晶体结构、孔结构及光吸收性能的影响。并进一步以亚甲基蓝(MB)为模型污染物,研究生物质炭/ZnO复合材料的吸附-光催化性能,阐明其吸附-光催化机制。结果表明,经550℃高温碳化后,NCC转化为具有石墨微晶结构的生物质炭,其骨架结构得以保留,纳米ZnO均匀负载在生物质炭表面,形成生物质炭/ZnO复合材料。与纯纳米ZnO相比,生物质炭/ZnO复合材料比表面积显著提高,具备优异的吸附性能,同时,NCC转化得到的生物质炭有效提高了ZnO的光生电子-空穴对的分离率。生物质炭/ZnO复合材料通过吸附-光催化协同效应去除水体中的MB,去除率显著增加。当生物质炭与ZnO的固体质量比为0.17:1时,生物质炭/ZnO复合材料的平均孔径为188.99 nm,比表面积为33.51 m2/g,在室温条件下,避光吸附30 min后,再使用500 W紫外灯照射20 min,即对MB降解率达到99.8%。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-11
  • 刊出日期:  2019-09-15

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