研究目的
合成并评估铋-二氧化钛纳米管复合材料在可见光下对工业废水进行光催化处理的效果，重点关注其可重复使用性和效率。
研究成果
通过一步法和两步法合成的Bi-TNT复合材料显著提升了可见光下工业废水处理的光催化活性，其中一步法因同时实现铋耦合与纳米管形成而表现出更高的效率与稳定性。优化条件为环境修复提供了极具前景的解决方案。
研究不足
该研究仅限于特定的合成条件和参数；要实现工业化应用的规模化可能需要进一步优化?？芍馗词褂眯越霾馐粤宋甯鲋芷冢て谖榷ㄐ陨形赐耆拦?。工业废水的成分可能有所不同，从而影响普适性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用两步法和一步法阳极氧化技术合成Bi-TNT复合材料。两步法先通过电化学阳极氧化制备TiO?纳米管（TNT），再电沉积铋（Bi）；一步法则将阳极氧化与Bi沉积合并为单流程。两种方法均对Bi浓度、电压、时间等参数进行了优化。
2：样本来源与数据基?。?/p>
工业废水取自韩国板屋-始华工业园区，以亚甲基蓝（MB）染料作为初始优化的模型污染物。
3：实验设备与材料清单：
钛箔（99.8%，5×5 cm2，0.25 mm厚）、NH?F（97.0%）、MB（95.0%）、硝酸铋（98.0%）、乙二醇（94.5%）、丙酮、乙醇、去离子水。仪器包括安捷伦N6702A电源、退火炉、FE-SEM Sigma（卡尔蔡司）、XRD D8-Advance（布鲁克-AXS）、XPS（赛默飞世尔）、EDS Noran System 7（赛默科技）、UV-Vis DRS Lambda 650S（珀金埃尔默）、UV-Vis分光光度计DR3900（哈希）、岛津TOC-L CPH总有机碳分析仪、可见光源（飞利浦荧光灯）。
4：8%，5×5 cm2，25 mm厚）、NH?F（0%）、MB（0%）、硝酸铋（0%）、乙二醇（5%）、丙酮、乙醇、去离子水。仪器包括安捷伦N6702A电源、退火炉、FE-SEM Sigma（卡尔蔡司）、XRD D8-Advance（布鲁克-AXS）、XPS（赛默飞世尔）、EDS Noran System 7（赛默科技）、UV-Vis DRS Lambda 650S（珀金埃尔默）、UV-Vis分光光度计DR3900（哈希）、岛津TOC-L CPH总有机碳分析仪、可见光源（飞利浦荧光灯）。 实验流程与操作规范：
4. 实验流程与操作规范：钛箔经丙酮/乙醇/去离子水超声清洗后，在乙二醇-NH?F-去离子水电解液中按设定参数阳极氧化。电化学沉积Bi时调节不同参数，550℃退火1.5小时使TiO?晶化。光催化测试将催化剂置于含MB或废水的反应器中，避光平衡20分钟后进行可见光照射，MB降解通过UV-Vis监测，废水处理采用TOC分析，重复使用性测试经洗涤后循环多次。
5：5小时使TiO?晶化。光催化测试将催化剂置于含MB或废水的反应器中，避光平衡20分钟后进行可见光照射，MB降解通过UV-Vis监测，废水处理采用TOC分析，重复使用性测试经洗涤后循环多次。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：根据浓度变化计算光降解效率，采用一级动力学方程（Ln(C/C?)=-kt）确定速率常数，通过不同条件下的效率对比进行统计分析。
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Power supply
N6702A
Agilent Technologies
Used for electrochemical anodization and deposition processes.
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FE-SEM
Sigma
Carl Zeiss Co.
Used to inspect the surface structure of the composites.
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EDS
Noran System 7
Thermo Scientific
Used for elemental analysis of the catalysts.
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-
UV-Vis DRS
Lambda 650S
Perkin Elmer
Used to determine the energy band-gap of the composites.
暂无现货
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-
TOC analyzer
TOC-L CPH
Shimadzu
Used to investigate the total organic carbon in industrial wastewater.
暂无现货
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-
Ti foil
99.8%, 5 × 5 cm2, 0.25 mm thickness
Alfa Aesar
Used as a substrate for synthesizing TiO2 nanotubes via anodization.
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NH4F
97.0%
Junsei Chemical Co. Ltd.
Used in the electrolyte solution for anodization to form TiO2 nanotubes.
暂无现货
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Methylene blue
95.0%
Showa Chemical Co. Ltd.
Used as a model pollutant for photocatalytic degradation experiments.
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Bismuth nitrate
98.0%
Daejung Chemicals & Metal Co. Ltd.
Used as a source of bismuth for deposition on TiO2 nanotubes.
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-
Ethylene glycol
94.5%
Daejung Chemicals & Metal Co. Ltd.
Used in the electrolyte solution for anodization.
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XRD
D8-Advance
Bruker-AXS Co.
Used to examine the crystalline structure of the catalysts.
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XPS
Thermo Fisher Scientific Co.
Used for chemical composition and elemental analysis.
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UV-Vis spectrometer
DR3900
HACH
Used to measure the amount of MB removal during photocatalytic tests.
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Visible-light source
Fluorescent lamp, intensity 31 W m?2, λ = 410–710 nm
Philips Co.
Used as a light source for photocatalytic experiments under visible light.
暂无现货
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