研究目的
合成一种新型光催化剂,能够高效利用太阳光全光谱(紫外-可见-近红外区域)进行污染物的光催化降解。
研究成果
这种混合微观结构由于协同效应和高效能量传递,在紫外、可见光及近红外光谱范围内均表现出增强的光催化活性。该方法为开发能最大限度利用太阳能进行环境修复的材料铺平了道路。
研究不足
该研究仅限于模型污染物(亚甲基蓝)的降解,可能无法推广至其他污染物?;旌衔⒔峁乖谑导驶肪程跫碌目衫┱剐院统て谖榷ㄐ陨形吹玫匠浞盅橹ぁR?铜负载量的优化基于经验,针对不同应用可能需要进一步调整。
1:实验设计与方法选择:
本研究设计结合上转换纳米荧光粉(UCP)、多孔二氧化钛(TiO2)和银铜双金属纳米颗粒的混合微结构,以利用紫外、可见及近红外光。方法包括水热合成、包覆和修饰工艺。
2:样品选择与数据来源:
材料包括镧系盐、TiO2前驱体、银和铜盐,以及作为模型污染物的亚甲基蓝染料。所有化学品均购自Sigma Aldrich和Alfa Aesar。
3:实验设备与材料清单:
设备包括高压灭菌器、离心机、磁力搅拌器、X射线衍射仪(Rigaku Smart Lab 9 kW)、透射电子显微镜(FEI Tecnai G2 20 S-twin)、紫外-可见-近红外分光光度计(PerkinElmer Lambda 750)、荧光分光光度计(Agilent Cary Eclipse)、比表面积分析仪,以及光反应器(LUZ-4V用于紫外光、自制用于可见光、太阳光模拟器用于近红外光)。材料包括NaYF4:Yb/Tm纳米颗粒、TiO2、银铜纳米颗粒和亚甲基蓝。
4:0)、荧光分光光度计(Agilent Cary Eclipse)、比表面积分析仪,以及光反应器(LUZ-4V用于紫外光、自制用于可见光、太阳光模拟器用于近红外光)。材料包括NaYF
4. 实验步骤与操作流程:合成步骤:a) 通过NaBH4还原制备银铜纳米颗粒,b) 水热法制备UCP,c) 水热包覆和煅烧制备UCP@TiO2,d) 通过孵育法修饰银铜纳米颗粒。光催化测试包括在紫外、可见及近红外光下降解亚甲基蓝,并定时取样进行紫外-可见分析。
5:银铜纳米颗粒和亚甲基蓝。 实验步骤与操作流程:
5. 数据分析方法:采用XRD分析结构、TEM分析形貌、紫外-可见光谱分析光学性能、光致发光分析电荷复合,以及动力学建模分析降解速率。
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获取完整内容-
Powder X-ray Diffractometer
Smart Lab 9 kW
Rigaku
Used for collecting structural data of the nanocomposites.
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Transmission Electron Microscope
Tecnai G2 20 S-twin
FEI
Used for investigating the morphology of the materials.
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UV-VIS-NIR Spectrophotometer
Lambda 750
PerkinElmer
Used for collecting UV-vis-NIR absorption spectra and diffuse reflectance spectra.
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Fluorescence Spectrophotometer
Cary Eclipse
Agilent Technologies
Used for upconversion luminescence measurements.
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Photoreactor
LUZ-4V
Luzchem
Used for UV photocatalysis experiments.
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Solar Simulator
Trisol
OAI
Used for NIR light irradiation in photocatalytic degradation studies.
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Luxmeter
LX-101A
Used to measure light intensity in visible light experiments.
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