研究目的
合成并表征具有磁分离性能的NiFe2O4/Bi24O31Br10纳米复合材料,以增强可见光照射下对结晶紫的光催化降解效果,解决废水处理中催化剂分离和效率的问题。
研究成果
NiFe2O4/Bi24O31Br10纳米复合材料(尤其是含20% NiFe2O4的样品)因高效的电荷分离作用表现出显著增强的光催化活性,其中?OH自由基和空穴是主要活性物种。其磁性特性便于分离,使其在大规模污水处理中具有应用前景。未来工作应聚焦于优化组分及测试多种污染物。
研究不足
该研究仅限于使用特定染料(结晶紫)的实验室规模实验,可能无法推广至其他污染物或实际废水条件。虽然磁分离效率良好,但仍有优化空间以提高饱和磁化强度。长期稳定性和工业应用的规?;侍馍形闯浞纸饩?。
1:实验设计与方法选择:
采用热分解与水热法两步合成工艺制备不同NiFe2O4质量分数(10%、20%、30%)的纳米复合材料。通过XRD、FE-SEM、EDS、XPS、PL、VSM和DRS等表征技术分析结构、形貌及性能。以可见光下降解结晶紫染料评估光催化活性。
2:0%、20%、30%)的纳米复合材料。通过XRD、FE-SEM、EDS、XPS、PL、VSM和DRS等表征技术分析结构、形貌及性能。以可见光下降解结晶紫染料评估光催化活性。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:样品包括纯NiFe2O4、Bi24O31Br10及其复合物。使用结晶紫染料溶液(10 mg/L)进行降解测试。
3:Bi24O31Br10及其复合物。使用结晶紫染料溶液(10 mg/L)进行降解测试。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:材料包含硝酸铋、六水合氯化铁、乙二醇、六水合氯化镍、氢氧化钠、结晶紫、溴化钾。设备包括高压反应釜、XRD(D/max-2500,理学)、FE-SEM(SUAPR55,蔡司)、EDS、XPS(ESCALAB 250Xi,赛默飞世尔科技)、PL光谱仪(FLs980,爱丁堡)、VSM(LakeShore 7404)、紫外-可见分光光度计(UV-2450,岛津)、FTIR光谱仪(Nicolet iS50,赛默飞世尔科技)、带截止滤光片的氙弧灯。
4:4)、紫外-可见分光光度计(UV-2450,岛津)、FTIR光谱仪(Nicolet iS50,赛默飞世尔科技)、带截止滤光片的氙弧灯。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过140°C水热反应12小时及煅烧制备Bi24O31Br10。将溶液混合、调节pH后于180°C水热反应24小时合成复合物。光催化测试包括避光搅拌染料与催化剂30分钟,随后可见光照射,每20分钟取样并用紫外-可见光谱测定浓度。
5:数据分析方法:
根据浓度变化计算降解百分比。通过-ln(Ct/C0)与时间线性关系求取速率常数。采用清除剂(EDTA-2Na捕获h+、BQ捕获?O2-、IPA捕获?OH)鉴定活性物种。
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