研究目的
开发一种环保的无溶剂方法,将多金属氧酸盐封装到金属有机框架中,以制备高效且可回收的光催化剂,用于降解水中有害的磺胺二甲嘧啶。
研究成果
无溶剂热压法成功制备出坚固的PW12@MFM-300(In)复合材料,其具有高效光催化性能(2小时内SMT降解率达98%)和良好重复使用性(循环八次后仍保持85%效率)。该方法环保节能,为水处理和催化剂设计提供了极具前景的策略。
研究不足
该研究在工业应用的可扩展性方面可能存在局限,在不同水质条件下催化剂的性能可能有所波动,且针对更广泛的污染物类型,还需进一步优化pH值和过氧化氢浓度等参数。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用无溶剂原位热压(HoP)法合成PW12@MFM-300(In)复合材料,避免使用有机溶剂并降低能耗/时间。该方法通过手工研磨原料并在受控条件下加热实现。
2:样品与数据来源:
材料包括In(NO3)3·5H2O、联苯-3,3′,5,5′-四甲酸(H4BPTC)和磷钨酸(PW12),均为市售商用且未经纯化。以磺胺间甲氧嘧啶(SMT)作为目标污染物。
3:2O、联苯-3,3′,5,5′-四甲酸(H4BPTC)和磷钨酸(PW12),均为市售商用且未经纯化。以磺胺间甲氧嘧啶(SMT)作为目标污染物。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包含EQUINOX-55傅里叶变换红外光谱仪、Perkin-Elmer 2400C元素分析仪、Bruker D8 ADVANCE X射线粉末衍射仪、日立U-3310紫外-可见分光光度计、安捷伦725电感耦合等离子体发射光谱仪、ASAP 2020M吸附仪、岛津LCMS-2020高效液相色谱仪、SU8010扫描电镜、JEOL JEM-2100 Plus透射电镜及BL-GHX-V光化学反应仪。材料为金属盐、有机配体及PW12。
4:实验流程与操作步骤:
合成过程包括混合物料研磨、80°C加压加热10分钟、溶剂洗涤及干燥。催化测试在光化学反应器中进行,调节SMT溶液pH值与H2O2浓度并监测降解过程。
5:数据分析方法:
通过PXRD分析结晶度,红外与紫外-可见光谱研究化学相互作用,ICP进行元素分析,气体吸附测定比表面积,HPLC检测SMT浓度,并对三次平行实验取统计平均值。
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获取完整内容-
FT-IR Spectrometer
EQUINOX-55
Bruker
Used for obtaining infrared spectra of samples to characterize chemical bonds and interactions.
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Elemental Analyzer
2400C
Perkin-Elmer
Used for elemental analysis of carbon, hydrogen, and nitrogen in the samples.
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Powder X-ray Diffractometer
D8 ADVANCE
Bruker
Used for collecting powder X-ray diffraction data to analyze crystallinity and structure.
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UV-vis Spectrometer
U-3310
Hitachi
Used for measuring UV-vis spectroscopy to study light absorption properties.
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ICP Spectrometer
725 ICP-OES
Agilent
Used for inductively coupled plasma spectroscopy to determine elemental composition.
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High-Performance Liquid Chromatography
LCMS-2020
Shimadzu
Used for measuring the concentration of sulfamethazine in solutions.
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Scanning Electron Microscope
SU8010
Hitachi
Used for SEM analysis to examine the morphology and microstructure of samples.
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Transmission Electron Microscope
JEM-2100 Plus
JEOL
Used for TEM analysis to study the internal structure and distribution of components.
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Adsorption Equipment
ASAP 2020M
Micromeritics
Used for measuring gas sorption isotherms to analyze surface area and porosity.
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Photochemical Reaction Instrument
BL-GHX-V
Used for conducting photocatalytic degradation experiments under controlled light and stirring conditions.
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