二维黑磷的钝化及其在海水淡化中的应用

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq11xqxq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为一种新型二维材料,黑磷(BP)以其优越的性能受到了广泛关注,并在电池、晶体管、传感器、抗肿瘤治疗和纳米载药等领域得到了广泛的应用与研究。虽然黑磷在各个领域表现出优异的性能,但其在环境条件(含氧和/或水)下的不稳定性给其实际应用带来了严峻的挑战。目前的钝化技术大多集中在保护大块BP上,需要特殊的设备或使用有机溶剂和金属试剂。本文提出了一种简便、环保和普遍适用的方法来钝化BP纳米片。通过3,氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)和甲基-三乙氧基硅烷(MTEOS)的水解缩合,在BP表面形成疏水壳(SiO2/BP-M),通过阻止水接触BP纳米片来延缓降解。为了扩大应用范围,通过引入第二层亲水硅壳(SiO2/BP-MT)赋予BP纳米片亲水性,使其能重新分散在水中。样品的亲疏水性通过静态接触角(CA)测量值来表征。其微观结构,化学状态和组成通过扫描电子显微镜(SEM),透射电镜(TEM),原子力显微镜(AFM),能谱分析仪(EDS),拉曼显微镜(Raman),傅立叶红外光谱仪(FT-IR)以及X射线光电子能谱仪(XPS)来分析。分析结果表明:BP的接触角为71.4°,SiO2/BP-M的接触角为141.9°,SiO2/BP-MT的接触角为80°。接触角的改变说明BPNPs已经被硅壳包裹成功,且已经实现了预期的亲疏水性的改变。包硅并未明显的改变黑磷纳米片的形态,二氧化硅包裹后的黑磷仍为片层结构。包硅可以有效地减缓黑磷纳米材料的降解。在15天的降解实验期间,62.6%的BPNPs被降解,而只有33.7%的磷酸盐从SiO2/BP-MT悬浮液中释放出来。对于相同的磷元素的浓度,硅壳对黑磷纳米材料的光热效应没有明显影响。三种黑磷纳米材料对人克隆结肠腺癌细胞Caco-2均有浓度梯度依赖性细胞毒性作用。在同一浓度下,SiO2/BP-M对Caco-2细胞的毒性始终最强,浓度较低时SiO2/BP-MT的细胞毒性较BP大,而浓度较高时SiO2/BP-MT的细胞毒性较BP小。基于增强界面处的水分蒸发的策略,利用BP的宽频带吸收和光热转换能力,利用SiO2/BP-MT薄膜作为太阳能吸收剂,与导水层(无纺布)和隔热层(聚苯乙烯泡沫塑料)一起构成了太阳能脱盐装置。以SiO2/BP-MT薄膜为基础的蒸发器在在功率密度为1 kW m-2的模拟太阳光照射下的太阳蒸发量为1.63 kg m-2 h-1。同时,该薄膜具有良好的稳定性,在至少10天内保持稳定,表明二氧化硅涂层在水环境中有效延长了 BP纳米片的寿命。
其他文献
目的:缺血性卒中发生时,大量线粒体功能失调,并产生氧化应激。溶酶体作为清除受损线粒体的主要细胞器,其功能对维持神经元细胞内稳态至关重要。Transmembraneprotein 175(TMEM175)是一种溶酶体膜上的K+通道,它负责调节溶酶体膜电位和pH稳定性,对维持溶酶体的水解功能起着重要作用。本研究旨在了解TMEM175在脑缺血再灌注(Ischemia/reperfusion,I/R)后神
学位
期刊
目的:对比研究肝动脉化疗栓塞(transarterial chemoembolization,TACE)治疗后进展至肝外转移的肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)患者后续接受索拉非尼联合传统TACE(conventional TACE,cTACE)或单独索拉非尼治疗的安全性和有效性。材料和方法:回顾性研究2015年1月到2019年6月间在3个医疗中心服用索拉非尼治疗
学位
塑料制品具有成本低、质量轻、防水、耐腐蚀、高绝缘、强度大等优良特性,被广泛应用于各个领域。但是,塑料高度稳定的化学性质也使其废弃品的处置存在较大的困难,塑料废弃物置于自然环境中不易被分解,造成长期污染,对生态环境造成严重的破坏性,对人体和生物也有一定的毒害性。当前,废弃塑料的主要处置方法有卫生填埋法、焚烧法、化学法处理等,存在侵占土地、产生二次污染和费用高等问题。随着近年来可以取食降解泡沫塑料的黄
学位
期刊
目的1.制定适合经鼻垂体瘤切除患者的鼻腔冲洗方法,并验证该方法的可行性。2.探讨鼻腔冲洗对垂体瘤患者术后鼻相关生活质量的影响。方法本研究为随机对照实验,共分为两个部分,第一部分:通过文献阅读、专家咨询,构建适于垂体瘤经鼻手术患者的鼻腔冲洗方案。第二部分:选取2019年9月至2020年9月苏州某三级甲等医院,符合纳入标准的神经外科经鼻蝶窦垂体瘤切除术后患者为研究对象,选用SPSS22.0软件将研究对
学位
期刊
期刊
植物修复技术是一种新兴、绿色、高效、廉价的修复方法,通过吸收、积累、富集、固定、挥发与降解等一系列反应削减水与土壤生态环境中的污染物,其中植物根系调控根际土壤微环境变化对污染物的削减起着举足轻重的作用,其原因是植物根际释放的质子与小分子等有机物,维持着根际微环境的动态平衡,影响根际土壤的理化性质、难溶物质的有效态、微生物量与微生物的群落结构等指标的变化。植物根际微圈决定污染物的迁移、转化、归趋及生
学位
期刊