Enhanced Photocatalytic Degradation of Polylactide (PLA) through TiO2-Based Up-Conversion Nanoparticles

光催化 降级(电信) 纳米颗粒 材料科学 化学工程 催化作用 化学 纳米技术 有机化学 计算机科学 电信 工程类
作者
Wei Wang,Guangchao Ye,Xiujie Bian,Peng Lin,Dandan Wang,Xiang Wang
出处
期刊:Polymer Degradation and Stability [Elsevier]
卷期号:228: 110927-110927
标识
DOI:10.1016/j.polymdegradstab.2024.110927
摘要

As a degradable polymer material, the regulation of the degradation rate of polylactide (PLA) under an actual light exposure environment is of significant importance for realizing its multifaceted applications. This study aims to enhance the photodegradation of PLA under irradiation with lower-energy wavelengths by using TiO2-based up-conversion nanoparticles (UCNPs). Two modification methods were employed: doping TiO2 with Yb3+/Er3+/Tm3+ ions integrated within the TiO2 lattice, and creating a composite photocatalyst by adhering Y2O3: Yb3+/Er3+/Tm3+ to the exterior of TiO2 grains. The study investigated the impact of these two different TiO2-based UCNPs on the photocatalytic degradation rate and mechanism of PLA under simulated sunlight irradiation. Research has found that the doped TiO2, due to its narrower bandgap and higher photon utilization efficiency during the up-conversion process, exhibited superior catalytic efficiency in catalyzing the photodegradation reactions of PLA compared to unmodified TiO2 and composite TiO2. This work proposes a novel strategy for preparing PLA composites with enhanced photodegradation speed provided by modified TiO2, efficient light energy utilization offered by the up-conversion process, and potential applications in more advanced packaging and agricultural fields.
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