铝掺杂氧化锌颗粒表面改性增强硅酸铝纤维的吸附与光催化活性

本文推荐：研究团队通过液相聚合物-盐法在硅酸铝纤维表面构建Al掺杂ZnO（Al-doped ZnO）纳米颗粒涂层，显著提升了材料的吸附性能与光催化活性。通过XRD、EDXA、SEM、发光光谱等技术表征证实，该复合材料在UV-A辐射下可高效光生活性单线态氧（1O2），其生成强度随辐射功率提升60%。染料吸附动力学符合准二级动力学方程，且涂层显著加速了水中Aniline Blue染料的吸附与近紫外光（λ=395 nm）催化降解进程，为水净化技术提供了新型高效材料。

　　

亮点

硅酸铝纤维经铝掺杂氧化锌（Al-doped ZnO）颗粒表面改性后，其光催化与吸附性能显著增强。通过X射线衍射（XRD）、能谱分析（EDXA）、扫描电镜（SEM）和发光光谱等多维表征，发现该复合材料在UV-A照射下可高效生成化学活性单线态氧（¹O₂），且辐射功率密度增加时光生成强度提升60%。

材料与方法

实验采用商业硅酸铝纤维为基质，以含Zn(NO₃)₂、Al(NO₃)₃和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的溶液进行改性。热处理后，纤维表面形成Al-ZnO纳米颗粒复合涂层。

材料表征

XRD分析显示，550°C热处理2小时后，改性纤维呈现六方晶系氧化锌衍射峰，而未改性纤维保持非晶态。能谱与电镜证实涂层均匀分布，且Al掺杂有效调控了ZnO晶体尺寸与缺陷结构。

结论

该研究成功开发出兼具高吸附与光催化活性的纤维复合材料。其单线态氧生成能力与染料降解效率的提升，为环境污染治理（尤其是有机染料废水处理）提供了创新解决方案。

作者贡献声明

D.V. Bulyga：实验设计与论文撰写；S.K. Evstropiev：概念提出；D.A. Gavrilova：数据验证；M.A. Gavrilova：方法学分析；Yu.F. Podrukhin：技术支持。

资金声明

本研究未接受任何资金支持。

利益冲突声明

作者声明无潜在利益冲突。