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大連物化所發(fā)現(xiàn)光電-熱電耦合效應(yīng)可提升太陽電池效率
大連化學(xué)物理研究所太陽能研究部(DNL16)李燦院[詳細(xì)]
只需一點(diǎn)陽光就能檢測降解抗生素 環(huán)境友好型紅外材料助力環(huán)保
2022年06月29日 11:51:46
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點(diǎn)擊量：4719
近日，山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院劉鴻志教授課題組制備了一種有機(jī)—無機(jī)雜化的倍半硅氧烷基近紅外多孔聚合物，該新材料可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)氯化小檗堿的檢測、降解兩大功能，這使其在環(huán)保領(lǐng)域展示出潛在應(yīng)用價(jià)值。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】很早以前，人們就發(fā)現(xiàn)某些微生物對(duì)另外一些微生物的生長繁殖有抑制作用，并把這種現(xiàn)象稱為抗生。隨著科學(xué)的發(fā)展，人們終于揭示出抗生現(xiàn)象的本質(zhì)，從某些微生物體內(nèi)找到了具有抗生作用的物質(zhì)，并把這種物質(zhì)稱為抗生素，如青霉菌產(chǎn)生的青霉素、灰色鏈絲菌產(chǎn)生的鏈霉素等。
抗生素就是指由微生物(包括細(xì)菌、真菌、放線菌屬)或高等動(dòng)植物在生活過程中所產(chǎn)生的具有抗病原體或其他活性的一類次級(jí)代謝產(chǎn)物，能干擾其他生活細(xì)胞發(fā)育功能的化學(xué)物質(zhì)。抗生素是人類醫(yī)學(xué)史上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，提高了人類對(duì)抗細(xì)菌感染的能力。但濫用抗生素已嚴(yán)重威脅人類健康并對(duì)環(huán)境造成了污染。
探索如何有效檢測和去除環(huán)境中的抗生素已成為當(dāng)前環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，同時(shí)也是難點(diǎn)之一。科學(xué)家們運(yùn)用絮凝、膜過濾、吸附、化學(xué)氧化以及生物降解等各種方法來清除污水中的抗生素以及其他有機(jī)污染物，但這些方法都有著技術(shù)難度大、處理成本高、步驟繁瑣和易出現(xiàn)“二次污染”等弊端。
為了克服弊端，科學(xué)家們進(jìn)一步研究，探索出了如光催化技術(shù)、濕式氧化技術(shù)、超聲波技術(shù)、超臨界氧化技術(shù)等更為先進(jìn)的處理技術(shù)，在這些技術(shù)中，光催化技術(shù)被認(rèn)為是最具吸引力的技術(shù)之一，因?yàn)槠淅霉饽軄泶呋到馕廴疚铮灰胄碌奈廴疚铮瑹o二次污染，而且材料可以多次重復(fù)利用。
光催化材料是指在光的作用下可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的一類半導(dǎo)體催化劑材料。納米氧化亞銅化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，在日光作用下具有很強(qiáng)的氧化能力，可使水中有機(jī)污染物完全氧化生成二氧化碳和水。近年來，許多專家認(rèn)為納米氧化亞銅在光催化降解有機(jī)污染物方面有很好的應(yīng)用前景，有望成為繼二氧化鈦之后的新一代的半導(dǎo)體光催化劑。
但當(dāng)前相關(guān)的光催化技術(shù)或材料仍存在著材料合成難度大、成本高、光能利用率低，難以同時(shí)降解不同類型污染物的問題，開發(fā)高效、綠色、可回收的近紅外光材料用于檢測和降解污染物具有重要的科學(xué)價(jià)值，而獲得緊湊、高效和低成本的近紅外材料是實(shí)現(xiàn)其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。
山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院劉鴻志教授課題組制備了一種有機(jī)—無機(jī)雜化的倍半硅氧烷基近紅外多孔聚合物，他們利用倍半硅氧烷對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性來制備有機(jī)—無機(jī)雜化的倍半硅氧烷基近紅外多孔聚合物，實(shí)現(xiàn)了分子水平復(fù)合，解決了有機(jī)近紅外分子存在的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性差、亮度低、光穩(wěn)定性差等問題，同時(shí)解決了物理共混中有機(jī)染料容易從二氧化硅基體中泄漏的問題。
該紅外半導(dǎo)體發(fā)光材料的激發(fā)帶與抗生素的紫外吸收帶相重合，由于內(nèi)濾效應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)抗生素進(jìn)行檢測；同時(shí)，這種紅外半導(dǎo)體發(fā)光材料能夠在水中產(chǎn)生過氧自由基(O2-)和空穴(h+)，它們可以與抗生素產(chǎn)生作用，進(jìn)而發(fā)生開環(huán)等一系列反應(yīng)，最終將抗生素降解生成二氧化碳和水。
有機(jī)—無機(jī)雜化的倍半硅氧烷基近紅外多孔聚合物具有可預(yù)見的優(yōu)異綜合性能和廣泛的應(yīng)用前景，其能夠無損快速檢測重金屬離子、硝基化合物、染料以及抗生素等微量污染物；此外，這類材料還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的光降解，可直接利用太陽光進(jìn)行激發(fā)，無需外加光源，高效、簡潔，發(fā)出的近紅外光對(duì)生命體無害，環(huán)境友好，可以循環(huán)使用，為環(huán)境治理提供了新的思路，有望獲得實(shí)際應(yīng)用。
(資料來源：科技日報(bào))
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