HAP自组装球的简易合成及其光催化增效作用

doi:10.3866/PKU.WHXB20112939

物理化学学报 >> 2011, Vol. 27 >> Issue (12): 2939-2945.doi: 10.3866/PKU.WHXB20112939

HAP自组装球的简易合成及其光催化增效作用

杨小红², 刘畅¹, 刘金库¹, 朱子春²

1. 华东理工大学化学系, 上海 200237;
2. 池州学院化学系, 安徽池州 247000

收稿日期:2011-06-24 修回日期:2011-09-21 发布日期:2011-11-25
通讯作者: 刘金库 E-mail:jkliu@ecust.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(21071024)、安徽省科技计划项目（10140702017）、安徽省教育厅重点科研项目(KJ2010A244)和污染控制与资源化研究国家重点实验室开放课题(PCRRF09005)资助

Facile Synthesis of Assembly HAP Nanoribbon Spheres and the Synergized Action of Its Photocatalytic Properties

YANG Xiao-Hong², LIU Chang¹, LIU Jin-Ku¹, ZHU Zi-Chun²

1. Department of Chemistry, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, P. R. China;
2. Department of Chemistry, Chizhou University, Chizhou 247000, Anhui Province, P. R. China

Received:2011-06-24 Revised:2011-09-21 Published:2011-11-25
Contact: LIU Jin-Ku E-mail:jkliu@ecust.edu.cn
Supported by:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (21071024), Science and Research Program of Anhui Province, China (10140702017), Key Project of Education Office of Anhui Provincem, China (KJ2010A244) and State Key Laboratory of Pollution Control, Resource Reuse Foundation, China (PCRRF09005).

摘要/Abstract

摘要： 选择生物协同模板, 通过简单的控制组装工艺, 制备出结构均一有序的羟基磷灰石(HAP)纳米组装球.该纳米组装球整体尺寸约5-6 μm, 球体中心部分尺寸约为2.5-3 μm. 通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、比表面积(BET)测试等手段对产物形貌、结构和比表面积进行了表征. 产物作为催化剂载体, 对氧化锌催化降解罗丹明B (RhB)的催化效率提高了125%,催化剂回收率提高了23.1%, 有效降低了催化剂的用量, 在有机物降解领域具有潜在的应用价值. 同时还对产物的控制生成过程和催化增效机理做了初步探讨.

关键词: 羟基磷灰石, 氧化锌, 纳米组装球, 光催化, 增效作用

Abstract: Hydroxyapatite (HAP) nanoribbon spheres with well-defined nanoscale structures and regular morphology were successfully synthesized using a bioactive cooperate template. The spheres are about 5-6 μm in diameter and they form from nanoribbons of 2.5 to 3 μm in length. The morphologies, structures, and surface areas of the products were studied by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis. In addition, the products were used as carried materials for the synthesis of the HAP/ZnO composite catalyst. The degradation rate of rhodamine B (RhB) increased by 125% and the recovery increased by 23.1% when using the composite as a catalyst compared with the ZnO nanoparticles. Possible mechanisms for the formation of the HAP assembly microspheres and their synergistic action are also discussed.

Key words: HAP, ZnO, Assembly sphere, Photocatalysis, Synergized action

杨小红, 刘畅, 刘金库, 朱子春. HAP自组装球的简易合成及其光催化增效作用[J]. 物理化学学报, 2011, 27(12), 2939-2945. doi: 10.3866/PKU.WHXB20112939

YANG Xiao-Hong, LIU Chang, LIU Jin-Ku, ZHU Zi-Chun. Facile Synthesis of Assembly HAP Nanoribbon Spheres and the Synergized Action of Its Photocatalytic Properties[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27(12), 2939-2945. doi: 10.3866/PKU.WHXB20112939

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB20112939

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2011/V27/I12/2939

参考文献

(1) Liu, J. K.;Wu, Q. S.; Ding, Y. P. Eur. J. Inorg. Chem. 2005, 20, 4145.
(2) Zhang, D.L.; Yang, C.F.; Sun, Y.P.; Fu, H.Y.; Li, R.X.; Chen, H.; Li, X. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 2711. [张定林, 杨朝芬, 孙亚萍, 付海燕, 李瑞祥, 陈华, 李贤均. 物理化学学报, 2010, 26, 2711.]
(3) Liu, J. K.; Yang, X. H.; Tian, X. G. Powd. Technol. 2008, 184, 21.
(4) Liu, J. K.; Cao, T.J.; Lu, Y.; Luo, C. X. Mater. Technol. 2009, 24, 88.
(5) Ye, F.; Guo, H. F.; Zhang, H. J. Acta Biomater. 2010, 6, 2212.
(6) Zhang, M.; Liu, J. K.; Miao, R.; Li, G. M.; Du, Y. J. Nanoscale Res. Le tt. 2010, 5, 675.
(7) Hu, X. J.; Liu, J. K.; Qin, X. Y.; Huang, J.; Yi, Y. Nano 2009, 4, 165.
(8) Hu, X. J.; Liu, J. K.; Lu, Y.; Mu, J. Mater. Lett. 2008, 62, 3824.

(9) Guo, Y. P.; Zhu, Y.; Jia, D. C. Mater. Sci. Eng. C 2010, 30, 472.
(10) Cai, Y. R.; Pan, H. H.; Xu, X. R.; Hu,Q. H.; Li, L.; Tang, R. K. Chem. Mater. 2007, 19, 3081.
(11) Liu, Y.; Zhao, X.; Pan, Y.; Zhao, J.Z.;Wang, Z. C. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 1467. [刘莹, 赵旭, 潘琰, 赵敬哲, 王子忱. 物理化学学报, 2009, 25, 1467.]
(12) Liu, J. K.; Luo, C. X.; Quan, N. J. J. Nanopart. Res. 2008, 10, 531.
(13) Zhao, K. F.; Qiao, B. T.;Wang, J. H.; Zhang, Y. J.; Zhang, T. Chem. Commun. 2011, No.47, 1779.
(14) Sun, Y. P.; Fu, H. Y.; Zhang, D. L.; Li, R. X.; Chen, H.; Li, X. J. Cat. Commun. 2010, No.12, 188.
(15) Zhang, Y. J.;Wang, J. H.; Yin, J.; Zhao, K. F.; Jin, C. Z.; Huang, Y. Y.; Jiang, Z.; Zhang, T. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 16443.
(16) Mitsionisa, A.; Vaimakisa, T.; Trapalisb, C.; Todorovab, N.; Bahnemannc, D.; Dillertc, R. Appl. Catal. B-Environ. 2011, 106, 398.
(17) Liu, Y. C.; Zhong, H.; Li, L. F.; Zhang, C. J.; Mater. Res. Bull. 2010, 45, 2036.
(18) Reddy, M. P.; Venugopal, A.; Subrahmanyam, M. Appl. Catal. B- Environ. 2007, 69, 164.
(19) Ma, N.; Zhang, Y. B.; Quan, X.; Fan, X. F.; Zhao, H. M. Water Res. 2010, 44, 6104.
(20) Nishikawa, H.; Omamiuda, K. J. Mol. Catal. A-Chem. 2002, 179, 193.
(21) Shao, F.W.; Cai, Y. R.; Yao, J. M. Chem. J. Chin. Univ. 2010, 31, 1093. [邵锋伟, 蔡玉荣, 姚菊明. 高等学校化学学报, 2010, 31, 1093.]
(22) Zhang, Y. J.; Lu, J. J. Nanotechnol. 2008, 19, 155608.
(23) Cai, Y. R.; Jin, J.; Mei, D. P.; Xia, N. X.; Yao, J. M. J. Mater. Chem. 2009, 19, 5751.
(24) Aidin, L.; Mahyar, M.; Matin, M.; Amir, K.; Saeid, Z.; Hamed, A.; Sadrnezhaad, S. K. J. Am. Ceram. Soc. 2008, 91, 3292.
(25) Liu, J. B.; Li, K.W.;Wang, H.; Zhu, M. K.; Xu, H. Y.; Yan, H. Nanotechnol. 2005, 16, 82.
(26) Pan, H. H.; Tao, J. H.; Yu, X.W.; Fu, L.; Zhang, J. L.; Zeng, X. X.; Xu, G.; Tang, R. K. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 7162
(27) Wei, G.; Reichert, J.; Bossert, J.; Jandt, K. D. Biomacromolecules 2008, 9, 3258.
(28) Li, L. Y.; Song,W. H.; Chen, T. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 2404. [李丽颖, 宋文华, 陈铁红. 物理化学学报, 2009, 25, 2404.]
(29) Liu, J. K.; Xu, Z. Z.;Wu, Q. S. Nano 2007, 2, 97.
(30) Liu, J. K.;Wu, Q. S.; Ding, Y. P. Cryst. Growth Des. 2005, 5, 445.
(31) Huang, Z. L.; Zhang, L. M.; Liu, Y.; He, Q. J.; Chen,W. J. Synthetic Cryst. 2006, 35, 261. [黄志良, 张联盟, 刘羽, 何前军, 陈伟. 人工晶体学报, 2006, 35, 261.]
(32) Yang, X. H.; Luo, C. X.; Liu, J. K.;Wang, J. D.; Chen, L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009, 25, 173. [杨小红, 罗重霄, 刘金库, 王建栋, 陈磊. 物理化学学报, 2009, 25, 173.]
(33) Luo, C. X.;Wang, Y.; Liu, J. K.; Lian, J. S.; Chai, C. F. Acta Phys.-Chim. Sin. 2008, 24, 1007. [罗重霄, 王燕, 刘金库, 连加松, 柴春芳. 物理化学学报, 2008, 24, 1007.]
(34) Zhang, L.; Chen, D. R.; Jiao X. L. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2668.
(35) Hu, M. C.; Zhong, S. H. Chin. J. Catal. 2006, 27, 1144. [胡茂从, 钟顺和, 催化学报, 2006, 27,1144.]
(36) Yolanda, P.; Mariano, F.; Avelino, C. Catal. Commun. 2011, 12: 1071.
(37) Huang, J.;Wang, L.C.; Liu, Y. M.; Cao, Y.; He, H. Y.; Fan, K. N. App. Catal. B-Environ. 2011, 101, 560.
(38) Hu, A. M.; Lei, T.; Li, M.; Chang, C. K.; Ling, H. Q.; Mao, D. L. Appl. Catal. B-Environ. 2006, 63, 41.
(39) Mineharu, T.; Masato,W.; Naoya, Y.; Toshiya,W. J. Mol. Catal. A- Chem. 2011, 338, 18.
(40) Zhang, L.W.; Cheng, H. Y.; Zong, R. L.; Zhu, Y. F. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2368.

[1]	曹玥晗, 郭瑞, 马敏智, 黄泽皑, 周莹. 活性位点电子密度变化对光催化CO₂活化和选择转化的影响[J]. 物理化学学报, 2024, 40(1): 2303029 - .
[2]	张珹博, 陶晓萍, 蒋文超, 郭俊雪, 张鹏飞, 李灿, 李仁贵. 微波辅助合成促进铬酸铋晶体的光生电荷分离[J]. 物理化学学报, 2024, 40(1): 2303034 - .
[3]	赖可溱, 李丰彦, 李宁, 高旸钦, 戈磊. 金属-有机骨架衍生的Ni-CNT/ZnIn₂S₄异质结用于光催化产氢及其电荷转移途径的确定[J]. 物理化学学报, 2024, 40(1): 2304018 - .
[4]	宋千伟, 何观朝, 费慧龙. 基于单原子催化剂的光热催化转化：原理和应用[J]. 物理化学学报, 2023, 39(9): 2212038 -0 .
[5]	张怡宁, 高明, 陈松涛, 王会琴, 霍鹏伟. Ag/CN/ZnIn₂S₄ S型异质结等离子体光催化剂的制备及其增强光还原CO₂研究[J]. 物理化学学报, 2023, 39(6): 2211051 - .
[6]	罗铖, 龙庆, 程蓓, 朱必成, 王临曦. Pt-C₃N₄/BiOCl S型异质结应用于光催化CO₂还原的理论计算研究[J]. 物理化学学报, 2023, 39(6): 2212026 - .
[7]	张珂瑜, 李云锋, 袁仕丹, 张洛红, 王倩. S型异质结H₂O₂光催化剂的研究进展[J]. 物理化学学报, 2023, 39(6): 2212010 - .
[8]	王中辽, 汪静, 张金锋, 代凯. 光激发电荷在光催化氧化还原反应中的全利用[J]. 物理化学学报, 2023, 39(6): 2209037 - .
[9]	王吉超, 乔秀, 史维娜, 贺景, 陈军, 张万庆. 多面体状Cu₂O修饰片状BiOI的S型异质结构筑及光催化水蒸气中CO₂转化性能研究[J]. 物理化学学报, 2023, 39(6): 2210003 - .
[10]	昝忠奇, 李喜宝, 高晓明, 黄军同, 罗一丹, 韩露. 0D/2D碳氮量子点(CNQDs)/BiOBr复合的S型异质结高效光催化降解和产H₂O₂[J]. 物理化学学报, 2023, 39(6): 2209016 - .
[11]	孙涛, 李晨曦, 鲍钰鹏, 樊君, 刘恩周. S-型MnCo₂S₄/g-C₃N₄异质结光催化产氢性能研究[J]. 物理化学学报, 2023, 39(6): 2212009 - .
[12]	吴新鹤, 陈郭强, 王娟, 李金懋, 王国宏. S-Scheme异质结光催化产氢研究进展[J]. 物理化学学报, 2023, 39(6): 2212016 -0 .
[13]	周文杰, 景启航, 李家馨, 陈颖芝, 郝国栋, 王鲁宁. 有机光催化剂用于太阳能水分解：分子水平和聚集体水平改性[J]. 物理化学学报, 2023, 39(5): 2211010 -0 .
[14]	雷永刚, 赵天宇, 黄锦鸿, 张颖贞, 臧雪瑞, 李晓, 蔡伟龙, 黄剑莹, 胡军, 赖跃坤. 金属碳化钨与液相染料光敏剂协同促进光催化制氢[J]. 物理化学学报, 2023, 39(4): 2206006 -0 .
[15]	项景超, 李静君, 杨雪, 高水英, 曹荣. 阳离子镍基MOF自组装CdS/PFC-8催化剂用于可见光光催化选择性苯甲醇氧化耦合产氢[J]. 物理化学学报, 2023, 39(4): 2205039 -0 .

HAP自组装球的简易合成及其光催化增效作用

Facile Synthesis of Assembly HAP Nanoribbon Spheres and the Synergized Action of Its Photocatalytic Properties

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