view in publisher's site

Dual Functional N-Doped TiO2-Carbon Composite Fibers for Efficient Removal of Water Pollutants

3D hierarchically structured porous carbon composite short fibers were prepared by carbonizing in N2 and activating in CO2 microcellulose fibers originally tethered with nano-TiO2. The TiO2 nanoparticles grew in situ on the cellulose surface and inside-out the body of cellulose during their original hydrolysis synthesis process assisted by microwave irradiation, creating sufficient adsorption sites of hydroxyl groups and exposing abundant interfaces after heat treatment. The obtained carbonized fibers displayed rapid adsorption of methylene blue, phenol, and Cr (VI) and exhibited high adsorption capacity, outperforming commercial activated carbon powders having 50% more surface area. Moreover, the composite effectively photocatalyzed the oxidation of phenol and the reduction of Cr (VI) under both UV–vis and visible light. The enhanced photocatalytic activity was believed to be due to (1) the doping of N atoms to the TiO2 crystal lattice resulting from the formation of Ti3+ and oxygen vacancies during the carbonization process and (2) the interfaces formed between TiO2 and the carbon, which promotes charge transfer and inhibit electron–hole recombination. The dual-functional TiO2-carbon composite fibers made by this simple approach with many naturally endowed properties can also be repeatedly used after regeneration, opening up a sustainable opportunity for their versatile applications for both water and air decontamination.

ترکیب دوتایی N - doped TiO۲ - کربن مرکب برای حذف موثر of آب

فیبرهای کوتاه ساخته‌شده با کربن متخلخل با ساختار سلسله مراتبی به وسیله carbonizing در N۲ و فعال شدن در فیبرهای microcellulose که در ابتدا با نانو TiO۲ بسته شده‌بود، تهیه شدند. نانو ذرات TiO۲ در سطح سلولز و در داخل بدن سلولز در طول فرآیند سنتز اولیه هیدرولیز شده بوسیله تابش ریزموج، ایجاد جایگاه‌های جذب کافی از گروه‌های هیدروکسیل و افشای واسط فراوان پس از عملیات حرارتی، رشد یافت. الیاف carbonized شده، جذب سریع متیلن بلو، فنول و Cr (VI)را نشان دادند و ظرفیت جذب بالایی نشان دادند، پودرهای کربن فعال تجاری outperforming ۵۰ % مساحت سطح بیشتر داشتند. علاوه بر این، کامپوزیت به طور موثر اکسیداسیون فنول و کاهش CR (VI)تحت هر دو نور UV - vis و مرئی را کاهش می‌دهد. اعتقاد بر این است که فعالیت فوتوکاتالیزوری افزایش‌یافته ناشی از (۱)دوپه کردن اتم‌های N به شبکه کریستالی TiO۲ ناشی از تشکیل Ti۳ + و تهی جایی اکسیژن در طول فرآیند carbonization و (۲)واسط ایجاد شده بین TiO۲ و کربن است که انتقال بار و مهار نوترکیبی حفره الکترون را افزایش می‌دهد. فیبر کامپوزیتهای ترکیبی TiO۲ - functional که توسط این روش ساده با بسیاری از ویژگی‌های فیزیکی طبیعی ساخته می‌شوند، همچنین می‌توانند بعد از تجدید حیات مورد استفاده قرار گیرند و یک فرصت پایدار را برای کاربردهای متنوع خود برای رفع آلودگی آب و هوا باز کنند.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.