研究目的
研究新型Ca-Ag3PO4复合材料在可见光照射下光催化去除菲和藻类的可行性，包括评估其潜力、测试不同条件下的去除效果、确定活性氧物种的贡献以及阐明作用机制。
研究成果
Ca-Ag3PO4复合光催化剂在可见光照射下能有效降解菲并灭活藻类，其中HO?自由基是这两种过程的主要活性物种，而Ag+对藻类灭活起促进作用。该体系在海水污染物同步去除方面展现出应用前景，但催化剂的稳定性和可重复使用性仍需改进以实现实际应用。
研究不足
该研究仅限于人工海水条件和特定污染物（菲和眼点拟微绿球藻）；实际应用可能涉及更复杂的基质。催化剂在循环使用中表现出可重复利用性下降，表明存在潜在的稳定性问题。该机制依赖于可见光，在所有环境条件下可能效率不高。需要优化催化剂用量和条件以实现更广泛的适用性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用煅烧与水热处理两步法合成Ca-Ag3PO4复合材料，评估其在可见光照射下降解菲（PHE）及灭活人工海水中藻类的光催化活性。理论模型包含活性氧物种生成的光催化机制。
2：样本选择与数据来源：
钙基材料取自中国珠海市采集的牡蛎壳。以菲（PHE）和微拟球藻（nannochloropsis oculata）作为污染物，藻类源自中国科学院武汉水生生物研究所。实验介质为人工海水。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于煅烧的马弗炉、水热合成的高压釜、SEM-EDS、TEM、XRD、XPS、Micromeritics ASAP 2010比表面积分析仪、紫外-可见分光光度计、带石英罩的光反应器、500W氙灯太阳模拟器、水循环系统、磁力搅拌器、Agilent 1100LC系统、GC/MS-QP2010系统、TOC分析仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪、离子色谱系统及自由基检测用ESR。材料包括牡蛎壳、硝酸银、十二水磷酸氢二钠、乙醇、水、异丙醇、苯醌、DMPO及藻类培养用F/2培养基。
4：实验流程与操作步骤：
合成过程为将牡蛎壳粉末400°C煅烧4小时，随后与硝酸银和十二水磷酸氢二钠经超声混合后160°C水热处理12小时。光催化实验通过向菲或藻类溶液添加催化剂，避光搅拌0.5小时吸附后进行可见光（>420nm）照射并间隔取样分析。藻类灭活通过光密度值监测。重复使用性测试包含催化剂洗涤再利用。
5：5小时吸附后进行可见光（>420nm）照射并间隔取样分析。藻类灭活通过光密度值监测。重复使用性测试包含催化剂洗涤再利用。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：菲浓度采用HPLC分析，降解产物通过GC/MS测定，矿化程度由TOC评估，银离子与磷酸根浓度分别用ICP-AES和离子色谱仪检测，藻类浓度通过光密度值测定，活性氧物种采用ESR及异丙醇/苯醌清除剂实验验证。统计分析包含平行实验取平均值报告结果。
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HPLC system
1100LC
Agilent
Determining concentration of PHE in solution
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SEM-EDS
Analyzing surface morphologic features and compositions of catalysts
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TEM
Transmission electron microscopy for catalyst analysis
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X-ray diffractometer for analyzing crystalline phase of catalysts
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X-ray photoelectron spectrometry for surface chemical analysis
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Micromeritics
Analyzing BET specific surface area of catalysts
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UV–vis spectrometer
UV–vis diffuse reflection spectra analysis
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Solar simulator
Providing visible light irradiation with 500 W xenon lamp
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GC/MS system
QP2010
Analyzing degradation products of PHE
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TOC analyzer
Monitoring mineralization of PHE
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ICP-AES
Inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer for Ag concentration
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Ion chromatography system
Determining PO4^3- concentration
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ESR
Electron spin resonance for detecting reactive oxygen species
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Muffle furnace
Calcining oyster shell powder
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Autoclave
Hydrothermal synthesis of catalyst
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