研究目的
制备并表征一系列基于锗钨酸盐的3d-4f异金属化合物,研究其在可见光照射下的光催化、电化学及磁学性能。
研究成果
这些化合物在可见光下对染料降解表现出优异的光催化活性、对H2O2具有电催化还原能力,并展现出以反铁磁或混合相互作用为主导的多种磁行为,凸显了其在催化和磁学领域的应用潜力。
研究不足
该研究仅限于特定的镧系元素(钐、铕、钆、铽)和条件;潜在的优化方法包括探索其他镧系元素或改变合成参数以提高性能。
1:实验设计与方法选择:
采用水热合成法制备化合物。结构表征包括红外光谱(IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)和单晶X射线衍射。磁学测量使用SQUID磁强计,电化学测试使用CHI660工作站,光催化实验在可见光下以H2O2为助剂降解亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)。
2:样品选择与数据来源:
以K8[γ-GeW10O36]·6H2O为前驱体,与CuCl2·2H2O、Ln(NO3)3·6H2O(Ln = Sm、Eu、Gd、Tb)及1,2-丙二胺(dap)反应合成目标化合物。
3:2O、Ln(NO3)3·6H2O(Ln = Sm、Eu、Gd、Tb)及1,2-丙二胺(dap)反应合成目标化合物。 实验仪器与材料清单:
3. 实验仪器与材料清单:元素分析使用Perkin-Elmer 2400-II CHN分析仪,红外光谱使用Nicolet 170傅里叶变换红外光谱仪,X射线衍射使用Philips X’Pert Pro衍射仪,磁学测量使用Quantum Design MPMS 3 SQUID磁强计,电化学测试使用CHI660电化学工作站,紫外-可见光谱使用Shimadzu UV-250分光光度计,光催化实验使用500 W汞灯。
4:实验步骤与操作流程:
水热合成条件为160°C反应5天。光催化实验中,将3 mg催化剂分散于含H2O2的染料溶液中,避光搅拌30分钟后可见光照射,定时取样分析。
5:数据分析方法:
结构数据通过SHELXTL-97软件精修,磁学数据采用居里-外斯定律分析,光催化降解率根据吸光度变化计算。
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CHN analyzer
2400-II
Perkin-Elmer
Elemental analyses for C, H, and N
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SQUID magnetometer
MPMS 3
Quantum Design
Magnetic measurements
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Electrochemical workstation
CHI660
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Electrochemical performances testing
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UV spectrophotometer
UV-250
Shimadzu
UV-vis absorption spectra
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X-ray single crystal diffraction data collection
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FT-IR spectrophotometer
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Nicolet
Recording IR spectra in KBr pellets
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Philips
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Visible light irradiation for photocatalysis
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