研究目的
通过温和水热法合成固定化铈掺杂氧化锌纳米颗粒及其在合成废水光降解中的应用。
研究成果
通过温和水热法合成的固定化铈掺杂氧化锌纳米颗粒表现出高结晶度和光催化活性。最佳条件：1%掺杂量、pH值3、较高纳米颗粒投加量及玻璃截面、较长接触时间。紫外光比阳光更有效。对合成废水光降解效果显著，在工业废水处理中具有潜在应用价值。
研究不足
实验室规模研究；与紫外线相比，阳光照射下效率较低；水中潜在杂质影响EDS结果；催化剂用量优化的经济考量。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用实验室规模的实验设计，使用温和水热技术合成纳米粒子，并通过专门设计的反应器进行光降解。理论模型包括涉及羟基自由基形成的光催化原理。
2：样本选择与数据来源：
人工合成废水由直接蓝15染料和邻苯二甲酸氢钾配制，COD值高达3000 mg/L。对样品的色度、COD、电导率、浊度和pH值进行分析。
3：实验设备与材料清单：
设备包括FTIR（布鲁克Tensor 27）、XRD（英特尓EQUINOX 3000）、SEM（Tscan MIRA3）、EDS、PL（Avaspect 3648）、紫外-可见分光光度计、高压灭菌反应器、烘箱和玻璃板。材料包括ZnO、CeO2、NaOH/KOH、正丁胺、蒸馏水及人工合成废水组分。
4：7）、XRD（英特尓EQUINOX 3000）、SEM（Tscan MIRA3）、EDS、PL（Avaspect 3648）、紫外-可见分光光度计、高压灭菌反应器、烘箱和玻璃板。材料包括ZnO、CeONaOH/KOH、正丁胺、蒸馏水及人工合成废水组分。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：纳米粒子在100°C下水热合成12小时，固定在经NaOH处理的玻璃板上，随后置于UV或日光照射的反应器中。调节参数包括：掺杂百分比（0-2%）、pH值（3-11）、纳米粒子投加量（1-5% w/v）、玻璃横截面积（50-200 cm2）、初始COD值（500-3000 mg/L）及接触时间（10-120分钟）。定时取样分析。
5：1）、纳米粒子投加量（1-5% w/v）、玻璃横截面积（50-200 cm2）、初始COD值（500-3000 mg/L）及接触时间（10-120分钟）。定时取样分析。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：去除效率计算公式为R% = [(Ci - Cf)/Ci] * 100。通过分光光度法及COD等标准方法分析数据。
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Fourier-transform infrared spectroscopy
Tensor 27
Bruker
Characterization of nanoparticles to identify chemical bonds and functional groups.
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X-ray powder diffraction
EQUINOX 3000
Intel
Analysis of crystalline structure and phase identification of nanoparticles.
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Scanning electron microscope
MIRA3
Tscan
Imaging of nanoparticle shapes and sizes.
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Photoluminance analyses
Avaspect 3648
Measurement of photoluminescence spectra to study optical properties.
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UV-Vis spectrophotometer
Measurement of color and absorbance in wastewater samples.
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Autoclave reactor
General-Purpose
Used for hydrothermal synthesis of nanoparticles.
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Drying and heating samples during synthesis and immobilization.
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Glass plates
Substrate for immobilizing nanoparticles in the photodegradation reactor.
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UV light bulbs
Light source for photodegradation experiments under UV illumination.
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