研究目的
通过调控氧化石墨烯的氧化程度和含量来提升TiO2/石墨烯复合材料对气态汞的光催化去除性能。
研究成果
通过调控氧化石墨烯(GO)的氧化程度和含量制备的TiO?/RGO复合材料,在紫外光和LED光照射下均显著提升了光催化去除汞的效率,分别高达83.7%和43.6%。该研究为控制TiO?特性及理解光催化机制提供了新见解,为环境应用中改进催化剂设计展现了潜力。
研究不足
该研究仅限于实验室规模的实验;要扩展到工业应用可能需要进一步优化。所使用的特定光源(紫外线和LED)可能无法完全代表自然太阳辐射条件。其机制涉及复杂的相互作用,可能尚未完全阐明。
1:实验设计与方法选择:
采用水热法合成TiO?/RGO复合材料,通过控制氧化石墨烯的氧化程度和含量来调控TiO?性能并增强光催化活性。
2:样品选择与数据来源:
以325目鳞片石墨为制备氧化石墨烯的起始原料,所有化学试剂均购自国药集团化学试剂有限公司。
3:实验设备与材料清单:
设备包括聚四氟乙烯反应釜、高压灭菌器、超声波清洗机、场发射扫描电镜(Philips XL-30 FEG/NEW)、透射电镜(Philips Model CM200)、氮气吸附仪(ASAP 2020,美国)、X射线衍射仪(BRUKER D8 ADVANCE,德国)、拉曼光谱仪(Horiba Jobin Yvon XploRA)、紫外-可见分光光度计(SHIMADZU UV-3600 Plus)、荧光分光光度计(SHIMADZU RF5301)、X射线光电子能谱仪(PHI5300,美国)、测汞仪(VM-3000,德国Mercury Instruments公司)。材料包括石墨、高锰酸钾、硫酸、磷酸、过氧化氢、硫酸钛、乙醇、去离子水。
4:0)、氮气吸附仪(ASAP 2020,美国)、X射线衍射仪(BRUKER D8 ADVANCE,德国)、拉曼光谱仪(Horiba Jobin Yvon XploRA)、紫外-可见分光光度计(SHIMADZU UV-3600 Plus)、荧光分光光度计(SHIMADZU RF5301)、X射线光电子能谱仪(PHI5300,美国)、测汞仪(VM-3000,德国Mercury Instruments公司)。材料包括石墨、高锰酸钾、硫酸、磷酸、过氧化氢、硫酸钛、乙醇、去离子水。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过改变反应时间(3、5、7、9小时)进行加压氧化制备氧化石墨烯,水热法于150°C反应24小时制备TiO?/RGO复合材料,采用配备LED和紫外光源的台式系统评估光催化活性,测定Hg?去除效率。
5:9小时)进行加压氧化制备氧化石墨烯,水热法于150°C反应24小时制备TiO?/RGO复合材料,采用配备LED和紫外光源的台式系统评估光催化活性,测定Hg?去除效率。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用谢乐公式计算晶粒尺寸,BET方程计算比表面积,BJH法分析孔隙特性,结合多种光谱技术进行结构与化学分析。
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