研究目的
研究锰和铈共掺杂对溶胶-凝胶法制备的TiO2光催化降解双氯芬酸(DCF)性能的影响。
研究成果
二氧化钛经锰和铈共掺杂后,其光催化降解双氯芬酸的性能得到显著提升,表现为比表面积增大、可见光吸收能力增强以及光生载流子寿命延长。其中1%Ce-0.6%Mn/TiO2催化剂展现出最高的光催化活性,实现了94%的双氯芬酸去除率,表观速率常数达0.012 min-1。
研究不足
该研究仅限于在紫外光照射下对双氯芬酸进行光催化降解,未探究其在可见光或其他条件下的效果。共掺杂浓度也仅限于特定的摩尔比。
1:实验设计与方法选择:
催化剂采用溶胶-凝胶法制备,将六水合硝酸锰(II)和六水合硝酸铈(III)溶解于无水乙醇中,随后加入乙酰丙酮作为络合剂和四异丙醇钛?;旌衔锞跛崴猓诔俳缫掖继跫赂稍?,并在500°C氧气氛围中煅烧3小时。
2:样品选择与数据来源:
研究聚焦于使用合成催化剂降解水溶液中的双氯芬酸。
3:实验设备与材料清单:
设备包括X射线衍射仪(XPERT-PRO)、拉曼光谱仪(LabRam HR)、透射电镜(JEOL 1210)、扫描电镜(QUANTA FEI 200 FEG-ESEM)、氮气物理吸附仪(Micromeritics ASAP 2020)、紫外-可见漫反射仪(Perkin Elmer Lambda 54)、光致发光仪(Perkin–Elmer-Lambda S55)、X射线光电子能谱仪(SPECS系统)以及总有机碳分析仪(Shimadzu TOC-VCPH)。材料包括四异丙醇钛、六水合硝酸铈(III)、六水合硝酸锰(II)、乙酰丙酮、无水乙醇、硝酸及双氯芬酸钠盐。
4:0)、扫描电镜(QUANTA FEI 200 FEG-ESEM)、氮气物理吸附仪(Micromeritics ASAP 2020)、紫外-可见漫反射仪(Perkin Elmer Lambda 54)、光致发光仪(Perkin–Elmer-Lambda S55)、X射线光电子能谱仪(SPECS系统)以及总有机碳分析仪(Shimadzu TOC-VCPH)。材料包括四异丙醇钛、六水合硝酸铈(III)、六水合硝酸锰(II)、乙酰丙酮、无水乙醇、硝酸及双氯芬酸钠盐。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过紫外光照射下对水溶液中双氯芬酸进行光催化降解来评估活性,定时取样分析。
5:数据分析方法:
采用准一级动力学和Langmuir-Hinshelwood模型分析光降解速率。
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TOC analyzer
TOC-VCPH
Shimadzu
Investigating the extent of mineralization
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Transmission Electron Microscope
JEOL 1210
JEOL
Obtaining TEM images
-
Scanning Electron Microscope
QUANTA FEI 200 FEG-ESEM
FEI
Performing SEM and EDS analyses
-
UV-Visible diffuse absorption spectrometer
Lambda 54
Perkin Elmer
Measuring UV-Visible diffuse absorption spectra
-
Photoluminescence spectrophotometer
LS55
Perkin–Elmer
Obtaining PL spectra of the catalysts
-
ICP-OES
5100
Agilent Technologies
Measuring Ce and Mn leaching
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X-ray diffraction
XPERT-PRO
Identifying crystalline phases of the prepared samples
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Raman spectroscopy
LabRam HR
Horiba Jobin-Yvon
Recording Raman spectra of the catalysts
-
Nitrogen adsorption apparatus
ASAP 2020
Micromeritics
Recording nitrogen adsorption-desorption isotherms at 77 K
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X-ray photoelectron spectroscopy system
SPECS system
Recording XPS analyses
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