网状工程化的光催化剂/水凝胶复合材料用于可持续去除附着于 PM2.5 的多环芳烃

《Catalysts》：Mesh-Engineered Photocatalyst/Hydrogel Composite for Sustainable Removal of PM2.5-Bound Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

　　

摘要

空气中的多环芳烃（PAHs）是有毒污染物，对人类健康构成重大风险。在本研究中，通过丙烯酰胺的光诱导聚合，成功制备了一种具有开孔网状结构的基于光催化剂的聚丙烯酰胺/氧化锌（PAM/ZnO）水凝胶复合网格，其中氧化锌既充当光引发剂又充当光催化剂。所得复合材料表现出三维互连多孔结构，氧化锌颗粒均匀分布在整个聚丙烯酰胺水凝胶基质中。该水凝胶表现出典型的溶胀 - 去溶胀行为，在 360 分钟内达到 2.71 的平衡溶胀比，并具有良好的保水能力。通过降解由香烟烟雾产生的颗粒物（PM）结合的多环芳烃，评估了 PAM/ZnO 水凝胶复合网格的光催化性能。随着紫外线照射时间的增加，二环至五环 PAHs 的浓度逐渐降低。经过 4 小时紫外线照射后，萘完全降解，而所有检测到的五环 PAHs 在 8 小时后完全去除。此外，网状工程结构表现出优异的空气渗透性，压降极低（<120 Pa），即使有多层网格也是如此，从而实现节能的连续空气循环。这些特性，连同颗粒结合型 PAHs 的光催化降解，使 PAM>