CaO-MgO纳米复合厚膜的双重环境修复功能：增强型气体传感与光催化染料降解研究

《Nano-Structures & Nano-Objects》：CaO-MgO nanocomposite thick films for dual-function environmental remediation: Enhanced gas sensing and photocatalytic dye degradation

本文聚焦CaO-MgO纳米复合厚膜（NCs）的双重环境修复功能研究。通过溶胶-凝胶法合成的材料在CO2气体传感中展现出94.29%的高灵敏度（80°C/500 ppm），并在光催化降解结晶紫染料时实现99.72%的效率（50分钟）。该研究为开发多功能环境修复材料提供了新策略。

　　

亮点

裸MgO纳米颗粒的合成

裸MgO纳米颗粒（NPs）采用溶胶-凝胶法合成，以六水合硝酸镁（Mg(NO₃)₂·6H₂O）和氢氧化钠（NaOH）为前驱体。首先将硝酸镁溶解于蒸馏水中获得澄清溶液，随后在磁力搅拌下将NaOH溶液逐滴加入，形成凝胶状沉淀。经过老化、洗涤和煅烧处理后，最终得到纯MgO纳米颗粒。

XRD分析

图1展示了（a）裸MgO纳米颗粒和（b）不同CaO浓度（1、3、5、7 wt%）的CaO-MgO纳米复合材料（NCs）厚膜的XRD图谱。图1a显示衍射峰与立方方镁石结构的MgO标准卡片（JCPDS 76-1363）完全匹配，在2θ为36.9°（111）、42.9°（200）、62.3°（220）等处出现特征峰。CaO-MgO纳米复合材料的图谱中可见MgO主相和CaO的次要相，表明成功形成复合材料。随着CaO掺杂量增加，MgO衍射峰出现轻微宽化和位移，这可能是由于晶格应变和晶粒尺寸减小所致。

结论

本研究通过经济高效的溶胶-凝胶和丝网印刷技术，成功制备并表征了裸MgO纳米颗粒和CaO-MgO纳米复合材料厚膜。XRD分析证实了材料具有立方晶体结构，且复合材料展现出增强的形貌和光学性能。在实际应用方面，CaO-MgO纳米复合材料在两大领域表现突出：气体传感和光催化染料降解。