创新修复方法:叶汝全教授团队通过闪蒸焦耳热(FJH)技术修复激光诱导石墨烯(LIG)缺陷,显著降低缺陷密度,提高结晶度和导电性。
性能提升:FJH处理显著降低了LIG的缺陷密度,提高了其结晶度,电阻降低了高达80%,电导率提高了5倍。
应用潜力:基于F-LIG的高灵敏度应变传感器和低电压下优异的细菌杀灭性能,展现出在人机接口和医疗健康领域的巨大潜力。
图1:展示了FJH处理显著改善了LIG的缺陷结构和结晶度,拉曼光谱分析显示F-LIG的Iₘ/Iₖ比值明显降低,晶域尺寸显著增加。

图2:从原子尺度证实了F-LIG的结构有序化,原子分辨率成像和PDF分析提供了从原子尺度到宏观尺度的全面信息。

本研究通过FJH技术在碳化木(CW)上原位生成钴纳米颗粒(Co NPs),成功制备了一种高效、稳定且可循环利用的催化剂(Co@CW-1000 K),用于过氧单硫酸盐(PMS)激活降解亚甲基蓝(RhB)。该方法在1000 K下仅需2秒,显著节省了时间和能源。Co@CW-1000 K在pH 3-9的范围内展现出优异的催化性能,降解动力学常数达到0.5563 min⁻¹。此外,研究提出了一种“失活-再生”策略,通过高温处理使失活的催化剂恢复活性,循环利用次数可达20次,每次循环的RhB去除率均超过90%。连续过滤实验表明,Co@CW-1000 K在模拟实际水处理中表现出良好的动态降解能力。基于可再生木材的Co@CW-1000 K催化剂,结合快速合成和高效催化性能,为清洁水生产和环境修复提供了新的思路。未来研究可进一步拓展该催化剂的应用范围,优化制备工艺以提高催化剂的稳定性和活性,探索其在复杂废水环境中的长期性能,并评估其在其他高级氧化过程中的潜力。
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