韓嵩琳,朱正如,姜俊超
(遼寧師范大學地理科學學院,遼寧大連 116029)
隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展,嚴重的環(huán)境危機伴隨而來,與此同時,全球水資源匱乏,近年來水環(huán)境保護引起了大眾的高度重視.大部分工業(yè)廢水中污染物種類繁雜多樣,僅依靠傳統(tǒng)的污水處理辦法很難有效地去除水中的有機污染物,由于這些污染物對人類的健康危害大,因此,對有機污染物的有效降解成為了近20 a的研究熱點.光催化反應是利用太陽光的技術(shù)解決水環(huán)境問題,該技術(shù)具有成本低、無二次污染的特點[1-2].當前光催化技術(shù)已經(jīng)成為廢水處理領(lǐng)域中的研究熱點.
知識圖譜是以圖的形式表現(xiàn)客觀世界中的實體(概念、人和事物)之間關(guān)系的知識庫[3],其實際應用在發(fā)達國家已經(jīng)逐步拓展并取得了較好的效果,而在我國仍處于起步研究階段.CiteSpace是由美國德雷塞爾大學Chen[4]開發(fā)的一款用于計量和分析科學文獻數(shù)據(jù)的信息可視化軟件,可用來繪制某個學科領(lǐng)域或知識域的知識圖譜,展現(xiàn)一個領(lǐng)域的知識特征,并識別研究熱點和前沿方向.大連理工大學WISELab實驗室的劉則淵曾用“四個一”對CiteSpace軟件系統(tǒng)進行了概括,“一圖展春秋,一覽無余;一圖勝萬言,一目了然”.知識圖譜研究起初用于圖書館情報學,后又被引入教育學、醫(yī)學、經(jīng)濟學和社會科學等領(lǐng)域.俞顯和張文蘭[5]利用CiteSpace軟件對“混合學習”的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行了可視化分析,總結(jié)了混合學習的研究熱點,也對國際混合學習的研究提出了問題和挑戰(zhàn);張明華和雷二慶[6]通過CiteSpace軟件分析了認知神經(jīng)科學的前言熱點和演化脈絡(luò),精準探測到學科演進過程中的重要變化,對于拓展認知神經(jīng)科學研究具有重要指引作用.
國內(nèi)關(guān)于光催化治理水污染研究領(lǐng)域的可視化分析較為少見,本文旨在利用可視化工具,以web of Science核心數(shù)據(jù)庫收錄的以photocatalytic degradation和water treatment為主題的數(shù)據(jù)為分析樣本,對光催化技術(shù)治理水污染領(lǐng)域進行可視化分析,含研究熱點、研究前沿以及發(fā)展趨勢.
在web of Science數(shù)據(jù)庫中進行檢索,時間跨度為2000—2019年,數(shù)據(jù)采集的時間為2020年2月2日,采用photocatalytic degradation和 water treatment作為主題詞進行檢索,得到6 033個檢索結(jié)果,為保證分析結(jié)果的準確性,經(jīng)過CiteSpace自帶的除重工具進行除重,得到5 040篇相關(guān)文獻,本文將以這5 040條記錄數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源進行分析.
采用文獻計量法,通過CiteSpace軟件對收錄在web of science數(shù)據(jù)庫的有關(guān)光催化技術(shù)治理水污染研究的文獻特征及其分布狀況進行可視化分析,詳細參數(shù)設(shè)置列于表1.分別統(tǒng)計以發(fā)文的國家、研究機構(gòu)和作者的信息,分析文獻共被引、關(guān)鍵詞共現(xiàn)和突現(xiàn)詞時區(qū)等圖譜,以展示該學科領(lǐng)域的研究前沿、發(fā)展趨勢和知識關(guān)聯(lián)的情況.
表1 2000—2019年CiteSpace軟件主要參數(shù)設(shè)置
2000—2019 年文獻年度發(fā)表檢索結(jié)果隨發(fā)表時間分布狀況如圖1所示.論文發(fā)表數(shù)量隨時間變化先呈緩慢增加逐漸到快速增加的趨勢.分析可知,2010年以前,關(guān)于光催化技術(shù)治理水污染研究文獻年發(fā)表數(shù)量均不足200篇,但整體隨年份呈逐年上升趨勢,究其原因是自2010年后,國內(nèi)外發(fā)生諸多重大水污染事件,引起了環(huán)保部門的高度重視.如:2010年4月,墨西哥灣發(fā)生的原油泄漏事故,致使墨西哥灣沿岸生態(tài)環(huán)境遭遇“滅頂之災”,專家指出,污染可能導致墨西哥灣沿岸濕地和海灘被毀,堪稱美國歷史上“最嚴重的一次”漏油事件[7];2011年3月,日本福島核泄漏事故,大量放射性物質(zhì)流入到水環(huán)境和排放到空氣中,再次將大眾對水環(huán)境保護的關(guān)注度推向了新高度.面對接連發(fā)生的重大水污染事件,我國生態(tài)環(huán)境部積極出臺相關(guān)政策,如2011年,國務院印發(fā)關(guān)于國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃的通知,著重強調(diào)了污水排放、污水處理及污水再利用等問題的處理方法.受重大國際事件影響和國家政策的支持,2010年以后水污染治理領(lǐng)域的研究數(shù)量增長迅速,同時光催化技術(shù)治理水污染領(lǐng)域的發(fā)文量也進入了快速增長期,從2010年的160篇增長到2019年的1 173篇.由趨勢變化可知,該領(lǐng)域的論文年發(fā)表數(shù)量從緩慢增長期到達了快速增長期階段,但還沒有到達平衡階段,即可發(fā)表論文數(shù)沒有達到飽和.因此,可以預測,在接下來幾年內(nèi),該領(lǐng)域?qū)写罅垦芯空撐陌l(fā)表,即年發(fā)表論文數(shù)會繼續(xù)呈增加趨勢,直至平衡.
圖1 光催化技術(shù)治理水污染研究論文數(shù)逐年發(fā)表趨勢
對發(fā)文國家進行可視化分析,有助于理解相關(guān)研究力量分布現(xiàn)狀,有關(guān)論文發(fā)表國家相關(guān)信息統(tǒng)計數(shù)據(jù)列于表2.可知光催化技術(shù)治理水污染研究力量來自多個國家,其中發(fā)文量前3位的國家分別為中國、印度和伊朗,發(fā)文量分別為2 152、510和366篇.中國和印度作為世界上人口數(shù)量超過10億的國家,對水資源需求量很大,而中印境內(nèi)還有很多西方國家的代加工廠,這就導致了大量潛在環(huán)境污染問題,因此,在控制水污染研究方面,這2個國家做出了很大的貢獻.
表2 論文產(chǎn)出國家的相關(guān)信息統(tǒng)計
論文的突現(xiàn)性是反映發(fā)文量增長的指標,突現(xiàn)性數(shù)值高是指某一段時間連續(xù)研究的頻次較高,即該時間段內(nèi)連續(xù)發(fā)文量較多.突現(xiàn)性數(shù)據(jù)較高的國家分別是法國和日本,分別為23.94和19.25,這2個國家的發(fā)文量不高,分別為173和110篇,說明其在近年來連續(xù)發(fā)文量較多.無突現(xiàn)性數(shù)據(jù)即為近年來在該領(lǐng)域的研究較為分散.中心度是指其所在網(wǎng)絡(luò)中通過某節(jié)點的任意最短路徑的條數(shù),反映了該節(jié)點與其他節(jié)點關(guān)聯(lián)性的強弱.結(jié)合中心度數(shù)據(jù)可知,排名前3位國家分別為德國、法國和希臘,分別為0.69、0.27和0.22,說明這3個國家在該領(lǐng)域研究中與其他國家開展的合作較多.
光催化技術(shù)治理水污染研究機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖譜如圖2所示.由排名前10位的研究機構(gòu)信息可知,研究機構(gòu)主體為大學或研究所,其中:中國科學院(Chinese Acad Sci)在該領(lǐng)域發(fā)文量最多,為257篇,這體現(xiàn)了中國科學院在光催化技術(shù)領(lǐng)域的地位;之后是江蘇大學(Jiangsu Univ)97篇,伊朗伊扎德大學(Islamic Azad Univ)94篇,湖南大學(Hunan Univ)75篇,清華大學(Tsinghua Univ)58篇,哈爾濱工業(yè)大學(Harbin Inst Technol)52篇 ,浙 江 大 學(Zhejiang Univ)50篇,大連理工大學(Dalian Univ Technol)46篇,福州大學(Fuzhou Univ)46篇,中國科學院大學(Univ Chinese Acad Sci)46篇 .這 10所研究機構(gòu)論文的中心度為0~0.52,其中中國科學院的中心度最高,為0.52,說明與之合作的機構(gòu)較多,未來也將形成一批以中國科學院為核心的研究機構(gòu)合作團體.其他機構(gòu)的中心度均<0.10,說明他們與其他機構(gòu)之間的合作仍有較大空間.
圖2 論文研究機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖譜
利用CiteSpace軟件運行得到光催化技術(shù)在水污染治理領(lǐng)域研究作者合作網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)密度結(jié)果為0.004 4,說明對光催化技術(shù)治理水污染的研究作者較為分散,暫未形成密集的合作群體.論文的第一作者是該項科研成果的主要貢獻者,而通信作者是該項成果的責任者和受益人,核心作者則是共同作者.對核心作者劃分時,不能僅根據(jù)發(fā)文數(shù)量,而是依據(jù)普萊斯定律進行計算,公式為
式中M為核心作者發(fā)文數(shù),Nmax為最高產(chǎn)作者發(fā)文量.
對核心作者進行計算,得出其應發(fā)文量≥5篇.本次統(tǒng)計結(jié)果顯示,發(fā)文量≥5篇的作者只有187人,占總數(shù)的24%,這表明核心研究隊伍還尚未形成.發(fā)文量前16名作者信息統(tǒng)計列于表3.湖南大學環(huán)境科學與工程學院的曾光明(Zeng G M)教授在光催化技術(shù)治理水污染領(lǐng)域發(fā)文量最多,為44篇.如他和吳威等[8]提出采用液相還原法制備氧化石墨烯負載納米零價鐵吸附劑,并用于吸附去除溶液中初始質(zhì)量濃度為160 mg/L的亞甲基藍(MB),MB去除率達到89%,吸附量為 125.5 mg/g;他和Gong等[9]以自合成的磁性多壁碳納米管(MMWCNT)復合材料為吸附劑,可有效去除水溶液中的多種陽離子染料,為水污染治理吸附劑提供了更多的選擇空間;他和Piao等[10]提出一種氧化鐵納米材料作為納米溶膠和光催化劑處理廢水的環(huán)境凈化技術(shù),說明曾光明教授在該領(lǐng)域的研究較為深刻.發(fā)文量次之的是來自伊朗的Habibi?Yangjeh,發(fā)文量為27篇.其代表作是2012年他與Ghasemi等[11]提出在室溫離子液體中制備的,在石墨烯納米薄片上的組裝氧化鈰?二氧化鈦(CeO2?TiO2)納米粒子,用于污染物的光催化降解,為新型納米光催化材料的制備作出了貢獻.
表3 核心作者發(fā)文量信息統(tǒng)計
通過分析文獻共被引網(wǎng)絡(luò)圖譜,能更清楚地了解在該領(lǐng)域的高被引文獻/期刊,研究學者未來也應該著重關(guān)注這些影響力度較高的文獻/期刊.
高被引論文的統(tǒng)計參數(shù)包括文題、類型、被引頻次、發(fā)表年份和突現(xiàn)性,同時本文統(tǒng)計了論文所發(fā)表期刊的部分參數(shù),包括刊名、影響因子(impact factor,IF)和被引半衰期(half?life).其中被引半衰期是顯示一份期刊從當前年度向前推算引用數(shù)占截止當前年度被引用期刊的總引用數(shù)50%的年數(shù),是測度期刊老化速度的一種指標.該參數(shù)通常不是針對個別文獻或某一組文獻,而是指某一學科或?qū)I(yè)領(lǐng)域的文獻總和.半衰期數(shù)值越高,說明該期刊過去發(fā)表的論文常被引用,相反數(shù)值越低,則說明該期刊近期發(fā)表的論文常被引用.排名前10名的高被引論文相關(guān)詳細信息列于表4.截至統(tǒng)計時間,被引頻次最高論文的文題是Recent developments in photocatalytic water treatment technology:a review,該文章綜述了近年來工程光催化劑和光反應器系統(tǒng)的研究進展,首次描述了如何利用多變量優(yōu)化方法來確定最佳操作參數(shù),以提高工藝性能和光氧化效率,并討論了光催化技術(shù)作為垃圾處理替代工藝的生命周期評價.這篇論文為該領(lǐng)域的學者提供了科學技術(shù)概述;Tong等[12]引用該論文概述了這一領(lǐng)域的研究成果,重點介紹了光催化材料所提供的科學技術(shù)可能性,提出半導體光催化作為一種解決全球能源短缺和環(huán)境惡化的潛在方法,得到了廣泛關(guān)注;Leary和 Westwood[13]引用該文章概述了納米碳?TiO2光催化劑的研究進展,對其增強機理、合成途徑及應用前景進行了總結(jié)和討論,并提出了新觀點.該領(lǐng)域高被引的10篇論文的突現(xiàn)性均>10.00,且論文所在期刊的IF均>5.000,說明這10篇論文在該領(lǐng)域有著引領(lǐng)性的地位.10篇高被引論文所發(fā)表的期刊中,期刊半衰期>4的有7種,<4的有3種;這3種期刊分別是Chemical Reviews、Advanced Materials和Environmental Science&technology,對應半衰期分別為 2、3和 3,3種期刊的 IF分別為54.301、25.809和7.149.可知與低半衰期對應期刊的IF較高,因此,建議在光催化技術(shù)領(lǐng)域和水環(huán)境污染近年的重要研究期刊,未來在該領(lǐng)域的研究應多借鑒上述3種期刊中的文獻為主要參考文獻.
表4 高被引論文及發(fā)表期刊相關(guān)信息
為了更好地了解本領(lǐng)域某一段時間內(nèi)的研究熱點話題,利用CiteSpace軟件生成共被引文獻聚類的時間線圖譜(圖3),聚類模塊(Q)值為0.863 2,說明該聚類結(jié)構(gòu)顯著.聚類數(shù)量代表研究方向的數(shù)量,顯示共生成25個聚類結(jié)果,即有25個研究方向或主題.排名第1位的是聚類#0降解(degradation)、TiO2,節(jié)點大小為36,即以這2個為研究主題的論文有36篇,且是25個主題中研究數(shù)量最多的,這說明利用TiO2降解污染物一直是光催化技術(shù)處理水污染領(lǐng)域的研究大方向.
圖3 共被引文獻聚類時間線圖譜
選擇統(tǒng)計數(shù)據(jù)中同質(zhì)性較大的6個聚類進行分析,包括聚類編號、大小、輪廓值(silhouette)、平均年份(mean year)和標簽.其中聚類輪廓值是衡量聚類成員同質(zhì)性指標,該指標數(shù)值越大,代表其聚類成員的相似性越高;平均年份是判斷聚類中引用文獻的時間遠近,年份距今近的論文為當前的前沿話題,相關(guān)詳細統(tǒng)計結(jié)果列于表5.同質(zhì)性最高的為聚類#10,其輪廓值為0.98,平均年份為2014年,對應標簽包含氮化碳納米片(carbon ni?tride nanosheet)、可見光光活性(visible light photo?activity)、性能(performance)、釩酸鉍(BiVO4)和磷酸銀(Ag3PO4);次之為聚類#11,平均年份同為2014年,聚類標簽包括降解(degradation)、分級制氫(grade hydrogen production)、類石墨相氮化碳(g?C3N4)、異質(zhì)結(jié)(heterojunction)、復合材料(compos?ite)和能量儲存(energy storage).結(jié)合聚類#10和#11可知,當前該領(lǐng)域的研究前沿主要為氮化碳納米材料、復合光催化劑、光催化劑活性和利用光催化技術(shù)制氫.
表5 部分共被引文獻聚類綜合信息表
關(guān)鍵詞是研究內(nèi)容的核心體現(xiàn),高頻次出現(xiàn)的關(guān)鍵詞體現(xiàn)了該學科的研究熱點.繪制包含高頻次關(guān)鍵詞、發(fā)文時間、關(guān)聯(lián)度和年輪的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖(圖4),其中年輪顏色表示發(fā)文時間,顏色的深淺對應發(fā)文時間的遠近;節(jié)點間連線代表關(guān)聯(lián)度,線條越深表明二者關(guān)聯(lián)度越大;年輪越大說明該關(guān)鍵詞的相關(guān)研究結(jié)果越多,反之則越少.前3名高頻次出現(xiàn)的關(guān)鍵詞是降解、水和TiO2,表明這些關(guān)鍵詞當前研究的成果最多.自1976年,Carey等[14]首先采用TiO2光催化降解聯(lián)苯和氯代聯(lián)苯以來,不同學者圍繞半導體光催化技術(shù)展開了廣泛的研究.TiO2半導體光催化氧化技術(shù)能廣泛地利用天然能源(太陽能),對多種有機物具有極其明顯的降解效果[15],使之成為了一種新型的水處理技術(shù),除此之外其還具有低能耗、低成本和無二次污染等優(yōu)點.因此,半導體光催化技術(shù)研究已成為環(huán)境保護領(lǐng)域中的研究熱點之一.
圖4 光催化技術(shù)治理水污染研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜
高頻次熱點關(guān)鍵詞的詳細信息列于表6,統(tǒng)計信息包括出現(xiàn)頻次、突現(xiàn)性、中心度和年份.突現(xiàn)性越高說明該關(guān)鍵詞在近幾年的使用頻率越高,綜合出現(xiàn)頻次和中心度均高的關(guān)鍵詞分別是TiO2、光催化活性(photocatalytic activity)和多相光催化(het?erogeneous photocatalysis),說明該領(lǐng)域研究的熱點主要集中在如何提高光催化劑的吸附性能,提升降解率[16]等.自2010年后出現(xiàn)的關(guān)鍵詞有3個,分別是 g?C3N4、納米晶體(nanocrystal)、石墨化碳氮化物(graphitic carbon nitride)和氧化石墨烯(graphene ox?ide).其中g(shù)?C3N4是一種具有合適禁帶寬度(2.7 eV)的新型非金屬有機半導體光催化劑[17],自2009年Wang等[18]研究證實 g?C3N4可在可見光下制氫后,該研究受到廣泛關(guān)注;2013年Bai等[19]通過改變不同溶劑比例和回流時間,制備了不同長徑比的g?C3N4納米棒,該方法為從層狀結(jié)構(gòu)制備其他一維納米材料提供了更簡便的途徑.石墨烯是一種有單原子層的碳原子經(jīng)過sp2雜化后,以六邊形排列形成的蜂窩狀二維碳制新材料,并且具有良好的導電性能和較大的比表面積[20-22],由于其近乎無定形的性質(zhì),衍射方法的應用有限[23],而氧化石墨烯的出現(xiàn)解決了上述問題,其與石墨烯的結(jié)構(gòu)大體相同,只是在一層碳原子構(gòu)成的二維空間無限延伸的基面上連接有大量含氧基團,平面上含有羥基(—OH)和醚基(C—O—C),而在其片層邊緣含有羰基(C=O)和羧基(—COOH)[24].與石墨烯相比,氧化石墨烯的性能更多,其不僅具有良好的潤濕性能和表面活性,而且能被小分子或聚合物插層后剝離,在改善材料的熱學、電學等方面發(fā)揮重要的作用[25].
表6 高頻次熱點關(guān)鍵詞信息統(tǒng)計
突現(xiàn)詞(burst term)是指在短時間內(nèi)出現(xiàn)頻次變化較大的詞匯[26],也是正在興起或突然出現(xiàn)的理論或研究主題,代表該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢.通過對研究前沿的探究,有助于掌握某一學科領(lǐng)域未來的研究方向.因此,對檢索結(jié)果進行突現(xiàn)詞分析,得到突現(xiàn)詞共現(xiàn)時區(qū)圖譜(圖5),可知近年來的突現(xiàn)詞為石墨化碳氮化物、異質(zhì)結(jié)、納米片、制氫(hydrogen production)、納米復合材料(nanocomposite)和光催化活性等,這些突現(xiàn)詞是近年在該領(lǐng)域的科學研究中,需要重點關(guān)注的研究方向.
圖5 突現(xiàn)詞共現(xiàn)時區(qū)圖譜
近年關(guān)于CO2轉(zhuǎn)化利用技術(shù)也備受關(guān)注,即在半導體催化劑的作用下,利用太陽能把大氣中的CO2轉(zhuǎn)化為碳氫燃料,這是當前實現(xiàn)碳的循環(huán)利用和開發(fā)清潔能源的一項“夢幻工程”[27].盡管光催化還原CO2起步較早,迄今仍面臨諸多問題,如太陽能利用率低,光催化材料對CO2的吸附性差等[28],但是隨著新型光催化劑的不斷開發(fā),國家政策的不斷扶持,實現(xiàn)光催化還原CO2技術(shù)的普遍應用指日可待,這也將為穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展做出了巨大的貢獻.未來關(guān)于光催化技術(shù)轉(zhuǎn)化和利用CO2以及水體污染物將成為該領(lǐng)域的重點研究發(fā)展方向.
通過了解一個學科領(lǐng)域的研究熱點,有助于把握整個學科領(lǐng)域研究動向,明確學科發(fā)展態(tài)勢,精煉研究方向.
2012年,Xu等[29]研究顯示石墨烯對雙酚 A具有良好的吸附能力,其是一種很有前途的水處理吸附劑.由于TiO2的禁帶寬度較大,只能吸收波長較短的紫外線,限制了TiO2的大規(guī)模使用,如何提高TiO2催化劑的利用率,把光催化技術(shù)推向工業(yè)化也是今后需要解決的問題之一[30-31].近期有研究顯示,TiO2等光催化劑與石墨烯復合能大大提高光催化性能,這需要更多的研究去證實.
2017年,蘇海英等[32]研究了 g?C3N4/TiO2復合材料對布洛芬(IBU)光催化降解的影響機制,表明g?C3N4與 TiO2按質(zhì)量摻雜比例為 1∶9,得到的 g?C3N4/TiO2復合材料對IBU的光催化降解效果最佳;王磊等[33]采用溶劑熱法制備了三元復合光催化材料——TiO2?硫化鎘/還原氧化石墨烯(TiO2?CdS/rGO),該催化劑在光反應時間為40 min時,對MB和羅丹明B的降解率可達100%.
2018 年,羅金華和張樹立[34]利用噴霧干燥?煅燒法制備的TiO2/石墨烯復合材料,30 min內(nèi)對甲基橙的降解率達到88%;王海丹等[35]等采用乙二醇溶劑熱法制備了鎢酸鉍(Bi2WO6)/TiO2納米復合材料,其在可見光和模擬太陽光下均表現(xiàn)出較強的光催化降解乙烯活性,在可見光下催化降解乙烯的速率常數(shù)可達 9.312×10-4/min,與 Bi2WO6和 TiO2相比,降解率分別提高了89%和884%.
2019 年,任建等[36]采用溶膠?凝膠法制備的rGO/TiO230 min內(nèi)對MB的降解率可達96%.
綜上所述,自 2010 年以后,g?C3N4、石墨烯和TiO2復合材料等新型納米材料成為光催化治理水污染的研究熱點.
本文以光催化技術(shù)治理水污染為研究對象,以web of science核心數(shù)據(jù)庫中2000—2019年光催化技術(shù)治理水污染相關(guān)的文獻作為研究樣本,運用CiteSpace軟件對發(fā)文的國家、研究機構(gòu)、作者、共被引文獻和關(guān)鍵詞共現(xiàn)等生成知識圖譜,并進行了可視化分析,解釋了該領(lǐng)域?qū)W習研究的總體概況,得出以下結(jié)論:
(1)隨著全球水環(huán)境的惡化,水污染治理越來越受到研究機構(gòu)和研究學者的重視.國際上關(guān)于光催化劑治理水污染的研究,2010年以前呈小幅上升趨勢,2010年以后,由于國際上重大水污染事件接連發(fā)生,保護水環(huán)境刻不容緩,因此,在2010年后迎來本領(lǐng)域的發(fā)展高潮期.
(2)CiteSpace軟件清晰地展示了在光催化技術(shù)治理水污染研究領(lǐng)域中,主體的研究機構(gòu)分布,其研究力量來自多個國家的機構(gòu),已形成幾個較為系統(tǒng)的研究團體,主要由大學和研究所組成;就發(fā)文量而言,中國居于榜首,尤其是中國科學院在該領(lǐng)域起著極為重要的作用.我國正處于生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵時期,“綠水青山就是金山銀山”這一生態(tài)環(huán)境即為生產(chǎn)力的理論,在科學研究的實踐中得到了充分印證.另外,法國和日本的發(fā)文突現(xiàn)性說明,這2個國家在該領(lǐng)域的研究雖然起步較晚,但增長速度較快,為該領(lǐng)域的發(fā)展做出了一定貢獻.
(3)通過共被引文獻、關(guān)鍵詞和突現(xiàn)詞共現(xiàn)分析可知,TiO2及其復合光催化劑一直是該領(lǐng)域研究的重點內(nèi)容;g?C3N4因其帶隙較窄,又有較為穩(wěn)定的物理化學性質(zhì),成為近10 a來應用較為廣泛的光催化劑;石墨烯優(yōu)異的電子傳輸性能和獨特的二維結(jié)構(gòu),使其在光催化分解水制取氫氣,具有廣闊的發(fā)展前景.綜合突現(xiàn)詞共現(xiàn)分析可知,該領(lǐng)域未來的發(fā)展趨勢為以下2個方向:第一,利用光催化技術(shù)分解水制氫,使太陽能轉(zhuǎn)化為氫能以取代化石燃料,為解決資源枯竭和環(huán)境污染等問題提供出路;第二,通過制備或改性新型復合型光催化劑,提高催化活性以提升對污染物的降解效率,從而加速解決國內(nèi)國際的水環(huán)境污染問題.
本文通過對光催化技術(shù)治理水污染相關(guān)文獻的可視化分析,顯示當今的光催化技術(shù)治理水污染領(lǐng)域的發(fā)展除了以上特點外,還存在一些不足之處,如大部分研究主要集中在新型光催化劑的制備及表征,與實際應用結(jié)合度不夠,即實際應用的研究相對較少;分析的文獻中,并未出現(xiàn)利用光催化技術(shù)大規(guī)模治理水污染,或某區(qū)域水污染通過光催化技術(shù)得到良好控制等相關(guān)內(nèi)容,在今后的研究中,應嘗試把光催化技術(shù)治理水污染的研究同社會實際應用結(jié)合起來.