一步法等离子体-溶液合成普鲁士蓝和铜六氰铁酸盐复合材料，用于 selective photocatalytic dye degradation（选择性光催化染料降解） 尼古拉·西罗特金（Nikolay Sirotkin） 安娜·赫柳斯托娃（Anna Khlyustova） 瓦列里娅·阿伊西纳（Valeriya Aisina） 安东·克雷夫（Anton Kraev） 鲁斯兰·克里乌科夫（Ruslan Kriukov） 阿莱娜·什卡皮娜（Alena Shkapina） 亚历山大·阿加福诺夫（Alexander Agafonov）

《Journal of Composites Science》：One-Step Plasma–Solution Synthesis of Prussian Blue and Copper Hexacyanoferrate Composites for Selective Photocatalytic Dye Degradation Nikolay Sirotkin, Anna Khlyustova, Valeriya Aisina, Anton Kraev, Ruslan Kriukov, Alena Shkapina and Alexander Agafonov

　　

摘要

本研究提出了一种新颖的一步等离子体-溶液合成方法，用于制备普鲁士蓝（PB）和铜六氰铁酸盐（Cu-PBA）纳米颗粒，该方法通过水下脉冲直流放电实现。这是首次报道利用等离子体直接辅助这些配位聚合物的生成。所获得的材料通过X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱和扫描电子显微镜（SEM）进行了分析。这些分析证实了目标相的形成，同时检测到少量氧化物副产物（α-Fe?O?、CuO），这些副产物源自电极的侵蚀。通过紫外光照射下有机染料（活性红6C、罗丹明B和亚甲蓝）的降解效果评估了这两种催化剂的光催化活性。两种催化剂在紫外光照射90分钟内（先经过30分钟的暗吸附步骤，总实验时间为120分钟）均实现了染料的完全降解。值得注意的是，观察到了选择性：普鲁士蓝对阳离子染料亚甲蓝表现出更高的活性，而铜六氰铁酸盐对阴离子染料活性红6C更有效。这种选择性归因于形成的特定氧化物杂质，这些杂质形成了异质结，促进了电荷分离并产生了不同的活性氧物种。等离子体-液体这种方法为基于PBA的功能复合材料提供了一种快速且环境友好的制备途径，其潜在的可扩展性有待进一步的工程优化。这些发现强调了利用合成过程中产生的杂质来调节光催化选择性的潜力，以应用于水处理领域。