研究目的
研究负载于ZnO表面的Au、Pt或Ag在紫外光和可见光驱动的光催化作用下对水中咖啡因去除的影响。
研究成果
用贵金属（银和金）对氧化锌进行改性可显著提升其在紫外光和可见光下的光催化活性，其中银/氧化锌因成本效益高，在工业应用方面展现出良好前景。表面等离子体共振效应有助于可见光吸收，从而实现咖啡因的高效降解与矿化。该光催化剂在多次循环使用中性能稳定且具有可重复性。
研究不足
该研究仅限于特定贵金属（铂、银、金）及其在受控实验室条件下对氧化锌去除咖啡因的影响。潜在局限性包括工业化应用的扩展性、使用合成废水以及仅关注单一污染物。金属负载量和光源的优化可进一步探索。
1：实验设计与方法选择：
采用光沉积法合成ZnO并负载贵金属（Pt、Ag、Au）。表征技术包括XRD、XRF、BET、UV-vis DRS、FESEM、TEM和XPS。在紫外和可见光照射下进行光催化测试，评估咖啡因降解和TOC去除效果。
2：样品选择与数据来源：
样品包括未改性的ZnO以及负载0.5 wt%和1 wt% Pt、Ag或Au的ZnO。配制指定浓度的咖啡因溶液。
3：5 wt%和1 wt% Pt、Ag或Au的ZnO。配制指定浓度的咖啡因溶液。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括西门子D-501衍射仪、帕纳科Axios XRF光谱仪、麦克默瑞提克ASAP 2010仪器、瓦里安Cary 100 UV-vis分光光度计、日立S-4800场发射扫描电镜、飞利浦CM200透射电镜、莱宝-赫尔佐格LHS-10 XPS光谱仪、派热克斯圆柱形反应器、飞利浦紫外及可见光灯（各8 W）、沃森马洛蠕动泵、Evolution 201 UV-vis分光光度计及配备Pt-Al2O3催化剂的TOC分析仪。材料包括Zn(CH3COO)2·2H2O、Na2CO3、H2PtCl6、AgNO3、HAuCl4、异丙醇、咖啡因和蒸馏水。
4：2O、Na2COH2PtClAgNOHAuCl异丙醇、咖啡因和蒸馏水。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：ZnO合成包括沉淀、陈化、离心、洗涤、干燥和煅烧。金属沉积在N2气氛下通过UV-vis灯照射完成。光催化测试包括混合咖啡因溶液与催化剂、暗吸附2小时、光照最多4小时、取样、离心及分析咖啡因浓度和TOC。
5：数据分析方法：
通过273 nm处UV-vis吸光度测定咖啡因浓度，高温燃烧法测定TOC。分析数据以确定降解速率和去除效率。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Diffractometer
Siemens D-501
Siemens
Used for X-ray diffraction analysis to determine crystalline phases of samples.
-
XRF Spectrophotometer
Panalytical Axios
Panalytical
Used for chemical composition analysis and impurity determination.
-
FESEM Microscope
Hitachi S-4800
Hitachi
Used for field emission scanning electron microscopy to study sample morphology.
-
BET Instrument
Micromeritics ASAP 2010
Micromeritics
Used for surface area and porosity measurements via N2 adsorption at 77 K.
-
UV–vis Spectrometer
Varian Cary 100
Varian
Used for UV–vis diffuse reflectance spectroscopy to measure light absorption and band gaps.
-
TEM Instrument
Philips CM200
Philips
Used for transmission electron microscopy to analyze nanoparticle size and distribution.
-
XPS Spectrometer
Leybold–Heraeus LHS-10
Leybold–Heraeus
Used for X-ray photoelectron spectroscopy to study surface composition and oxidation states.
-
UV–vis Lamp
Osram Ultravitalux
Osram
Used for photodeposition of noble metals on ZnO under UV–vis light irradiation.
-
UV Lamps
Philips, nominal power: 8 W each
Philips
Used for UV light irradiation in photocatalytic tests.
-
Visible Lamps
Philips, nominal power: 8 W each
Philips
Used for visible light irradiation in photocatalytic tests.
-
Peristaltic Pump
Watson Marlow
Watson Marlow
Used for external recirculation of water to mix caffeine solution and photocatalyst.
-
UV–vis Spectrophotometer
Evolution 201
Evolution
Used for analyzing caffeine concentration by absorbance at 273 nm.
-
TOC Analyzer
Used for measuring total organic carbon by high-temperature combustion method.
-
登录查看剩余11件设备及参数对照表
查看全部
