研究目的
比较三种制备用于降解罗丹明B等有机污染物的非均相光催化剂的方法，评估其在紫外和可见光辐射下的效率。
研究成果
研究表明，采用替代方法（特别是利用工业废料和分子印迹技术）开发非均相光催化剂，在可见光辐射下可比商业TiO2（P25）实现更高的光催化活性。催化剂的结构特性——如低能带隙、大比表面积、高孔容以及高ζ电位——是其高活性的关键因素。这些方法解决了非均相光催化存在的一些缺陷，例如选择性不足和紫外光响应受限等问题。
研究不足
该研究聚焦于罗丹明B的降解，对其他污染物的处理效果可能存在差异。纳米级催化剂的重复使用性是目前存在的局限。研究未深入探究光催化剂在持续使用条件下的长期稳定性。
1：实验设计与方法选择
评估了三种方法：以罗丹明B为模板分子进行分子印迹与溶胶-凝胶合成、将TiCl4浸渍于纳米/微米级混合硅载体后煅烧、以及利用工农业化学废料作为光催化剂来源。商用二氧化钛（P25）作为对照。
2：样品选择与数据来源
以罗丹明B为目标降解分子，载体包括气相二氧化硅、NaY沸石和稻壳，光催化剂来源为工农业废弃物。
3：实验设备与材料清单
材料包含正硅酸乙酯(TEOS)、乙醇、盐酸、氨水、四氯化硅(SiCl4)、Sylopol-948、气相二氧化硅(Wacker HDKN20)、NaY沸石、农工业废料(稻壳)、TiCl4及罗丹明B；设备包括Micromeritics TriStar II 3020（BET测试）、LNLS同步辐射线站SAXS1（小角X射线散射）、Zetamaster（zeta电位测量）和Varian Cary 100 Scan分光光度计（紫外漫反射）。
4：实验流程与操作步骤
通过溶胶-凝胶法、浸渍法和煅烧制备光催化剂，测试时将催化剂加入罗丹明B溶液经紫外/可见光照射，采用紫外-可见分光光度法测定降解率。
5：数据分析方法
使用SPSS进行统计显著性分析，Spearman相关系数评估变量间相关性，BET/BJH/SAXS/UV-DRS数据用于分析材料织构、结构及电子特性。
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获取完整内容-
Tetraethoxysilane
TEOS
Sigma-Aldrich
Used as a raw material in the sol–gel process for the preparation of silica-based materials.
-
JSM5800 microscope
5800
JEOL
Used for scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analyses.
-
Ethanol
Nuclear
Used as a solvent in the preparation of silica solutions.
-
Hydrochloric acid
Nuclear
Used as a catalyst in the sol–gel process.
-
Ammonium hydroxide
Nuclear
Used as a catalyst in the sol–gel process.
-
Silicon tetrachloride
SiCl4
Sigma Aldrich
Used to chemically modify the silica solutions.
-
Sylopol-948
Grace
Used as the micrometric silica reference.
-
Fumed silica
HDKN20
Wacker
Used as a support for the photocatalysts.
-
Zeolite NaY
Zeolyst International
Used as a support for the photocatalysts.
-
TiCl4
Merck
Used for the preparation of the supported titania photocatalyst.
-
Rhodamine B
PrótonQuímica
Used as the dye probe for the degradation tests.
-
Degussa P25
P25
Degussa
Used as a commercial titania photocatalyst for comparative reasons.
-
Micromeretics TriStar II 3020
TriStar II 3020
Micromeretics
Used for BET measurements to calculate specific surface area, pore diameter, and pore volume.
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Pilatus 300 k detector
300 k
Pilatus
Used for detecting the scattered X-ray beam in SAXS measurements.
-
Zetamaster equipment
Malvern Instrument
Used for measuring the zeta potential of the nanoparticles and mixed supports.
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Varian Cary 100 Scan Spectrophotometer
Cary 100
Varian
Used for recording UV–vis spectra of the supported photocatalysts in powder form.
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Bomem MB-102 spectrometer
MB-102
Bomem
Used for diffuse reflectance infrared Fourier transmission spectroscopy (DRIFTS).
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