研究目的
研究不同pH条件下富里酸(FA)和电解质(NaNO3、Na2SO4、Na3PO4)对纳米TiO2颗粒胶体稳定性和光催化性能的影响,并探讨FA与电解质对纳米TiO2降解莠去津光催化过程的作用机制,揭示FA和电解质存在时纳米TiO2光催化活性与胶体稳定性之间的关系。
研究成果
FA和电解质的存在显著影响纳米TiO2的胶体稳定性和光催化活性。FA通过占据活性位点和消耗活性氧物种来增强胶体稳定性但抑制莠去津去除。电解质(尤其是Na3PO4)通过加剧颗粒团聚降低光催化效率。该研究揭示了纳米TiO2、FA与电解质在环境应用中的复杂相互作用机制。
研究不足
该研究聚焦于特定条件(pH值、富里酸及电解质浓度),可能未涵盖所有环境情景。虽观察到富里酸和电解质对莠去津去除的抑制作用,但其潜在机制仍有待深入探究。
1:实验设计与方法选择:
本研究评估了不同pH条件下,纳米TiO?颗粒在腐殖酸(FA)和电解质存在时的胶体稳定性与光催化性能。通过测量颗粒悬浮液的zeta电位和流体力学直径(HDD)评估胶体稳定性,在紫外光照射下评价莠去津的光催化降解效果。
2:样品选择与数据来源:
使用平均粒径5-10 nm的纳米TiO?颗粒。腐殖酸和莠去津购自化学试剂公司,电解质(NaNO?、Na?SO?、Na?PO?)采用分析纯级化学品配制。
3:实验设备与材料清单:
马尔文Zetasizer Nano ZS90用于zeta电位和HDD测量,扫描电镜(SEM)进行形貌分析,傅里叶变换红外光谱(FT-IR)鉴定官能团,高效液相色谱(HPLC)分析莠去津浓度,配备紫外灯的光催化模拟器进行降解实验。
4:实验流程与操作步骤:
制备含腐殖酸和/或电解质的纳米TiO?悬浮液,经搅拌后测量zeta电位和HDD。在圆柱形硼硅玻璃反应器中开展紫外光照射下的光催化降解实验,定时取样进行HPLC分析。
5:数据分析方法:
通过分析zeta电位、HDD及莠去津浓度数据,评估腐殖酸和电解质对胶体稳定性及光催化作用的影响。
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Malvern Instrument
Measuring zeta potential and hydrodynamic diameter (HDD) of nano-TiO2 dispersions
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SEM
FEI QuANTA 200
FEI
Determining the surface morphology and sample dimensions of nano-TiO2
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