以TiO2量子点作为光引发剂的透射聚丙烯酰胺水凝胶复合材料，用于光催化污染物降解

《Journal of Applied Polymer Science》：Transmittance Polyacrylamide Hydrogel Composites With TiO2 Quantum Dots as Photo-Initiators for Photocatalytic Pollutant Degradation

本研究开发了一种TiO?量子点（TDQDs）增强的聚丙烯酰胺（PAM）复合水凝胶，兼具光引发与催化功能。TDQDs通过水浴法合成，实现PAM快速光聚合，形成纳米均匀多孔结构（SEM/HRTEM证实）。该材料2小时内高效降解甲基橙和甲基蓝，优于传统P25/PAM复合材料，因优异透光性和催化剂分散性。七次循环后活性稳定，机理为TDQDs生成活性氧，促进染料矿化降解，减少毒性，符合循环经济理念。

　　

摘要

在这项研究中，我们通过将TiO₂量子点（TDQDs）整合到聚丙烯酰胺（PAM）基质中，制备出一种透明且可回收的水凝胶复合材料。这些TDQDs同时具有光引发剂和光催化剂的双重功能。TDQDs通过简单的水浴法合成，促进了PAM的快速光聚合，形成了一种含有均匀分散的量子点（2–3纳米）的多孔水凝胶，这一点通过扫描电子显微镜（SEM）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）分析得到了证实。所得的TDQD/PAM水凝胶在大约2小时内能够高效降解亚甲蓝和甲基橙，其性能优于传统的P25/PAM复合材料，这得益于其优异的光透过性和纳米级分布的光催化剂。重要的是，该水凝胶在连续七次循环使用后仍保持稳定的光催化活性，且无需再生，显示出出色的耐久性。机制研究表明，TDQDs能够生成活性氧物种，有效降解染料，并具有向矿物化转化的趋势，从而降低了毒性风险。这种双功能水凝胶为先进的水处理技术提供了一个可持续且可扩展的平台，符合循环经济的理念。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。