研究目的
合成并评估一种基于氧化石墨烯的氧化锆纳米复合材料,以增强其在可见光驱动下降解罗丹明B和亚甲基蓝等有机污染物的光催化活性。
研究成果
采用共沉淀法合成的GO-ZrO2纳米复合材料在可见光下表现出增强的光催化活性,能高效降解罗丹明B和亚甲基蓝染料且具有高重复使用性。其作用机制以超氧自由基为关键活性物种。该纳米复合材料有望成为废水处理中高效的光催化剂和吸附剂。
研究不足
该研究未涉及工业应用的可扩展性、纳米材料的潜在环境影响,也未与更广泛的污染物或催化剂进行比较??赡苄枰呕铣刹问蕴岣咝?。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用共沉淀法合成GO-ZrO2纳米复合材料,该方法因能简单高效地制备均匀分散体系而被选用。表征技术包括XRD、FTIR、FE-SEM、EDS、TEM、TGA、PL、UV-DRS和BET分析,用于评估结构、形貌和光学特性。光催化活性在钨灯可见光照射下进行评价。
2:样品选择与数据来源:
样品包括合成的GO-ZrO2纳米复合材料、纯ZrO2和GO。以罗丹明B(30 mg/L)和亚甲基蓝(100 mg/L)染料溶液作为模型污染物,因其常见于工业废水中而被选用。
3:实验设备与材料清单:
设备:XRD(型号—AXS D8 Advance布鲁克,德国)、SEM(型号—JEOL 6380A)、TEM(型号—Joel/JEM 2100)、紫外-可见分光光度计(Cary 5000和UV-1800,岛津)、BET分析仪(Micromeritics ASAP 2020 V3.04H)、PL荧光光谱仪(JASCO FP-8200)、TGA(TG-DTA-7200日立)、FTIR光谱仪(IR-Affinity-1,岛津)。材料:石墨粉(Sigma-Aldrich)、硫酸、高锰酸钾、过氧化氢、盐酸、氢氧化钾、八水合氯氧化锆(默克)、乙醇、染料(罗丹明B和亚甲基蓝)。
4:0)、紫外-可见分光光度计(Cary 5000和UV-1800,岛津)、BET分析仪(Micromeritics ASAP 2020 V04H)、PL荧光光谱仪(JASCO FP-8200)、TGA(TG-DTA-7200日立)、FTIR光谱仪(IR-Affinity-1,岛津)。材料:
4. 实验流程与操作步骤:通过改进Hummers法合成GO。对于GO-ZrO2,将GO分散于水中,加入氧氯化锆,用KOH调节pH,洗涤干燥沉淀后煅烧。光催化测试包括将催化剂分散于染料溶液,避光搅拌至吸附平衡,可见光照射,定时取样,离心后用紫外-可见分光光度计测定浓度。
5:实验流程与操作步骤:
5. 数据分析方法:光催化效率采用降解百分比公式计算。动力学分析使用准一级模型。未明确提及统计分析,但比较了表征和降解测试的数据。
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