腐殖酸与典型碳纳米材料协同光致产生活性氧物种的研究

编号：FTJS06789

篇名：腐殖酸与典型碳纳米材料协同光致产生活性氧物种的研究

作者：李绚 ;李雪花 ;陈景文

关键词： 碳纳米材料 腐殖酸 活性氧物种 EPR 能带结构

机构： 工业生态与环境工程教育部重点实验室,大连理工大学环境学院,大连116024

摘要： 采用电子自旋共振光谱（EPR）技术,分析腐殖酸在光照下对4种典型碳纳米材料诱导产生单线态氧（^1O2）和羟基自由基（·OH）的影响。基于密度泛函理论计算4种典型碳纳米材料的前线轨道能,比较了它们分别经能量转移诱导产生^1O2的能力以及经电子传递诱导产生·OH的能力。结果显示,4种不同形状的碳纳米材料（富勒烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管以及石墨烯）悬浮液在紫外光照下均无^1O2和·OH产生。与腐殖酸共同存在下,4种碳纳米材料均显著诱导^1O2的产生,且富勒烯和石墨烯还能光致生成·OH。协同产生~1O2的能力大小为：单壁碳纳米管〉富勒烯〉多壁碳纳米管〉石墨烯,协同产生·OH的能力大小为：石墨烯〉富勒烯。^1O2的产生能力与碳纳米材料的能隙大小和颗粒聚集程度有关,而诱导产生·OH的能力主要取决于化学硬度。总之,我们的研究表明腐殖酸与碳纳米颗粒可协同产生活性氧物种。