Photocatalytic degradation of organic pollutants occupies a very important position in environment management and protection; however the application of multiband light response photocatalyst, the internal mechanism of photocatalytic degradation reaction and the monitoring of kinetic of photocatalytic reaction is still a huge challenge. In this project, the photocatalyst nanomaterial which integrated the advantages of photocatalyst performance and surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrate was used for photocatalytic degradation of antibiotics, a common organic pollutant, under multiband light. SERS technique was used to in-situ and real time monitors the kinetic of photocatalytic degradation reaction to research the degradation efficiency, internal mechanism and the matter transformation processes. The results can reveal the optimum application condition of the composite photocatalyst and internal mechanism for photocatalytic degradation antibiotics. It also reveals the transformation of antibiotics by the analysis peak position change of SERS spectra during the kinetic process of photocatalytic degradation reaction. It is expected that our project will provide an effective solution for photocatalytic degradation of antibiotics in water, which would offer the theoretical and technical supports for water environment protection.
光催化降解有机污染物在环境治理及保护中占有非常重要的地位,然而多波段光响应、高效光催化剂的应用、光催化降解反应的机制研究以及对光催化反应动力学过程的探索解析仍然是巨大的挑战。本项目拟利用兼具多波段光催化活性和SERS增强性能的复合光催化剂纳米材料以及SERS技术,在多波段光照下对水体中常见有机污染物抗生素进行光催化降解,并对其反应动力学过程进行原位、实时监测,研究光催化降解典型有机污染物抗生素的降解效率、内在机制及其物质迁移转化规律。揭示NaYF4:Yb,Tm@TiO2/贵金属复合光催化剂降解水体中抗生素的最佳使用条件;解释光催化降解反应的内在机理;阐明光催化降解反应动力学过程中有机污染物抗生素SERS特征谱的峰位变化及其降解转移规律。本项目的预期研究结果将为水体典型有机污染物抗生素的高效降解提供解决方案,同时为水环境保护提供理论依据和技术支持。
光催化降解有机污染物在环境治理及保护中占有非常重要的地位,然而多波段光响应、高效光催化剂的应用、光催化降解反应的机制研究以及对光催化反应动力学过程的探索解析仍然是巨大的挑战。本项目针对以上问题优化设计制备了多波段光响应、高效光催化剂并研究证明了上转换材料在复合催化剂中的作用。研究得出了复合催化剂光催化降解不同种类抗生素的最佳降解效率实验条件;揭示了复合催化剂光催化降解不同种类抗生素的关键作用机制。建立了液面自组装基底用于复杂环境下水体有机物的检测,可实现单、双、多组分物质的同时检测。阐明了自然水体中溶解性有机质来源、组成、光学特性具有明显的时空变化特征,而人为活动和土地利用是造成这种变化的主要原因。我们的研究发现可更好的指导人为活动,为水环境的治理和保护提供了理论和技术支撑。在本项目的支持下,项目组已在相关学术期刊发表论文5篇,二区及以上论文3篇,培养硕士研究生1名。
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数据更新时间:2023-05-31
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