餐饮废弃物基碳量子点/二氧化钛复合材料的合成与性能研究

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餐饮废弃物对生态环境和人民身心健康具有潜在得巨大威胁,而当前对餐饮废弃物回收利用的途径存在产品单一、应用面窄、附加值低、质量较差等多种问题。另一方面,光催化剂能广泛应用于污水处理、室内污染治理、工业催化等多个领域,市场前景广阔。本作品首次以桂林米粉废弃物为原料,以简单的方法合成基于餐饮废弃物的碳量子点/二氧化钛(CQDs/TiO2)复合材料,并对其光催化性能进行测试研究,研究结果主要如下: (1)首先将原料(餐饮废弃物中的米粉)采用水热法制备成CQDs(碳量子点),随后引入P25纳米二氧化钛至CQDs中,一步法合成基于餐饮废弃物的CQDs/TiO2复合光催化材料。实验所得CQDs/TiO2复合材料的结构和形貌将利用FT-IR、TEM、紫外-可见分光光度计、X射线粉末衍射等方法进行表征。 (2)以405nm蓝紫光为光源,研究所得CQDs/TiO2复合材料对亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解性能。结果发现,在以405nm可见光作为光源时,所得CQDs/TiO2复合材料展现出比商品化的纳米二氧化钛粉末更优越的光催化性能,其对亚甲基蓝(MB)光降解效率在10分钟内可达到81.84%,在80分钟内达到了99.87%,而商品化的纳米二氧化钛前10分钟时仅为3.18%,在80分钟内仅为59.85%。此外,碳量子点负载量最高的CQDs/TiO2复合材料具有最好的光催化活性。 实验结果表明,所得基于餐饮废弃物的CQDs/TiO2复合材料具有比商品化的P25纳米二氧化钛更好的光催化性能,同时成本大幅度降低,另外此类复合材料合成方法简便快捷、无任何废弃物排放,性价比极高,工业化前景广阔,能为餐饮废弃物回收利用提供新途径。