研究目的
采用一锅法合成一种可见光驱动的光催化剂用于降解罗丹明B,并研究其因协同效应而增强的光催化活性。
研究成果
通过一步溶剂热法合成的Bi/BiOBr/G光催化剂在可见光下对罗丹明B的降解表现出显著增强的光催化活性,这归因于铋、石墨烯和BiOBr的协同效应。该研究为开发高性能光催化剂提供了一种简单有效的方法,在环境修复方面具有潜在应用价值。未来研究可聚焦于优化催化剂以实现更广泛污染物降解及工业规模应用。
研究不足
该研究仅限于特定条件下罗丹明B的降解,未测试其他污染物或实际废水场景。合成方法虽高效,但可能存在规?;侍?,且在不同环境条件下的长期稳定性和可重复使用性尚未充分探究。
1:实验设计与方法选择:
采用一步溶剂热法合成Bi/BiOBr/G纳米复合材料,以乙二醇同时作为溶剂和还原剂。该方法因其操作简便、高效,在较低温度和更短时间内制备三元光催化剂,优于既往方法。
2:样品选择与数据来源:
氧化石墨烯(GO)通过Hummers法制备。合成过程包括将Bi(NO3)3·5H2O溶于乙二醇,加入溶解于去离子水的KBr,与GO悬浮液混合后置于聚四氟乙烯内衬高压釜加热。对比样品(Bi/BiOBr、BiOBr、BiOBr/G)采用类似方法制备,仅调整试剂组成。
3:实验设备与材料清单:
设备包含粉末X射线衍射仪(XRD,Bruker D8 Advance)、X射线光电子能谱(XPS,PHI-5000versaprobe)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR,Nicolet iS50)、场发射扫描电镜(FESEM,SUPRA 55)、透射电镜(TEM,JEOL 2100)、比表面积分析仪(BET,ASAP2460)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-vis DRS,UV-2700)、光致发光光谱仪(PL,Jobin Yvon SPEX Fluorolog 3P),以及配备420 nm截止滤光片的500 W氙灯用于光催化测试。材料包括Bi(NO3)3·5H2O、KBr、乙二醇、去离子水、GO胶体、罗丹明B、异丙醇、苯醌、碘化钾。
4:0)、场发射扫描电镜(FESEM,SUPRA 55)、透射电镜(TEM,JEOL 2100)、比表面积分析仪(BET,ASAP2460)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-vis DRS,UV-2700)、光致发光光谱仪(PL,Jobin Yvon SPEX Fluorolog 3P),以及配备420 nm截止滤光片的500 W氙灯用于光催化测试。材料包括Bi(NO3)3·5H2O、KBr、乙二醇、去离子水、GO胶体、罗丹明B、异丙醇、苯醌、碘化钾。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程包括试剂溶解混合、搅拌、160°C高压釜加热12小时、洗涤干燥。光催化活性评估通过将催化剂加入RhB溶液,避光搅拌至吸附-解吸平衡,可见光照射,定时取样离心后采用紫外-可见分光光度计分析,并使用自由基捕获剂鉴定活性物种。
5:数据分析方法:
采用XRD进行物相鉴定,XPS分析元素组成,FTIR检测官能团,SEM与TEM观察形貌,BET测定比表面积,UV-vis DRS分析光吸收性能,PL研究载流子复合情况,伪一级动力学方程解析降解动力学。
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